• 정보처리학회논문지A
• /
• 제12A권3호
• /
• pp.205-214
• /
• 2005

플래시 메모리가 개인 정보 도구, 유비쿼터스 컴퓨팅 환경, 모바일 제품, 가전 제품 등에 급속한 속도로 활용되고 있다. 플래시 메모리는, 이러한 환경에 저장매체로서 사용되기에 적합한 성질들 - 즉 저전력, 비휘발성, 고성능, 물리적인 안정성, 그리고 휴대성 등 - 을 갖고 있다. 그런데 하드디스크와 달리, 이미 데이터가 기록된 블록에 대해 덮어쓰기가 되지 않는다는 약점을 갖고 있다. 덮어쓰기를 위해서는 해당 블록을 지우고 쓰기 작업을 수행해야 한다. 이와 같은 성질은 플래시 메모리의 쓰기 성능을 매우 저하시킬 수 있다. 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 플래시 메모리에는 FTL(Flash Translation Layer)라는 시스템 소프트웨어 모듈을 갖고 있다. 현재까지 많은 FTL 기법들이 제안되었는데, 그 중에서 대표적인 기법으로 로그블록 기법이 있다. 이 기법은 한정된 수의 로그블록을 쓰기 버퍼로 이용함으로써 쓰기에 따른 소거 연산을 줄임으로써 성능을 높인다. 그런데 이 기법은 로그블록의 활용률이 낮다는 것이 단점이다. 이러한 단점은 각 로그블록에 쓰여질 수 있는 섹터들이 블록 단위로 연관(Block Associative Sector Translation - BAST)되기 때문이다. 본 논문에서는 한정된 수의 로그블록들의 활용률을 높이기 위해 임의쓰기(random overwrite) 패턴을 보이는 섹터들을 전체 로그블록들에 완전 연관(Fully Associative Sector Translation - FAST)시킴으로써 활용률을 높이는 FAST 기법을 제안한다. 본 논문의 기여사항을 다음과 같다. 1) BAST 기법의 단점과 그 이유를 밝히고, 2) FAST 기법의 동기, 기본 개념, 그리고 동작원리를 설명하고, 3) 성능평가를 통해 FAST 기법의 우수성을 보인다.

• 정보처리학회논문지A
• /
• 제18A권4호
• /
• pp.135-142
• /
• 2011

본 연구는 플래시 메모리 기반의 고성능 SSD (Solid State Disk) 구조를 위하여 디스크 참조 특성에 적응적으로 구동하는 효율적인 버퍼 구조와 구동 기법을 설계한다. 기존 SSD는 삭제동작 횟수의 제약은 물론 읽기와 쓰기 동작에 대하여 비대칭적인 성능을 보이는 특징을 갖고 있다. 이러한 삭제동작 횟수와 쓰기 동작의 지연시간을 최소화 하기 위해서는 다중 플래시 메모리 칩들에 대해 쓰기 동작은 병렬적으로 수행하는 정도를 최대화하여 운영하여야 한다. 따라서 플래시 메모리 칩들에 대한 인터리빙 레벨 (interleaving level)을 최대화 하기 위하여, 본 논문에서는 혼합 위치 사상 기법 (hybrid address mapping)과 슈퍼 블록 (super-block) 기반의 SSD 구조에 대하여 성능 증대와 증가된 장치 수명을 제공하기 위한 효율적 버퍼 구조를 제안한다. 제안한 버퍼구조는 응용 수행특성을 기반으로 최적의 임의/순차쓰기를 구분하며, 수행 성능에 중요한 순차쓰기 정도의 크기를 증대시키는 동적 융합 방법, 구동되는 버퍼구조와 사상 테이블의 효율적인 관리 구조를 설계하였으며, 이를 통해 기존의 단순한 버퍼 운영기법에 비하여 35%의 성능향상을 제공한다.

• 한국정보과학회논문지:컴퓨팅의 실제 및 레터
• /
• 제7권5호
• /
• pp.402-415
• /
• 2001

플래시 메모리는 기존의 회전식 자기 매체에 비해서 속도가 빠르고, 충격에 강한 장점이 있다. 이런 특성으로 인해 기존의 가전, 통신 기기, 휴대 기기에서 저장매체로써 플래시 메모리의 사용이 증대하고 있고, 더불어 저장 매체로 플래시 메모리를 사용한 파일 시스템의 필요성도 증가하고 있다. 저장 매체로써 플래시 메모리는 위와 같은 장점 외에 두 가지 문제점을 가지고 있다. 첫째, 데이타를 덧쓸 수가 없다는 점이다. 데이타를 덧쓰기 위해서는 데이타를 저장하기 전에 플래시 메모리를 지워야 하는데, 지우는 작업은 1초 정도의 시간이 소요된다. 따라서, 플래시 메모리에 저장된 데이타를 수정할 때, 시간이 오래 걸리게 되는데, 본 논문에서는 기존의 LFS(Log-structured File System) 방식으로 데이타를 저장하여 이와 같은 문제점을 해결하였다. 플래시 메모리의 두 번째 문제점은 수명이 제한되어 있다는 점이다. 본 논문에서는 cleaning policy를 통하여 수명을 최대한 연장시킬 수 있도록 하였다. 본 논문에서 구현한 플래시 파일 시스템은 소용량 저장 매체에 적합한 FAT를 사용하여 성능을 향상시켰고, FAT를 구현할 EO 발생할 수 있는 문제점을 해결하였다. 또한, 차례 쓰기, 무작위 쓰기의 실험을 통해서 성능을 분석하였다.

• 정보처리학회논문지D
• /
• 제15D권6호
• /
• pp.755-766
• /
• 2008

최근 NAND 플래시 메모리는 하드 디스크에 비해 작고, 속도가 빠르며, 저 전력 소모 등의 장점을 가지고 있어 차세대 저장 매체로 각광받고 있다. 그러나 쓰기-전-소거 구조, 비대칭 연산 속도 및 단위와 같은 독특한 특징으로 인하여, 디스크 기반의 시스템이나 응용을 NAND 플래시 메모리 상에 직접 구현시 심각한 성능저하를 초래할 수 있다. 특히 NAND 플래시 메모리 상에 B-트리를 구현할 경우, 레코드의 잦은 삽입, 삭제 및 재구성에 의한 많은 양의 중첩 쓰기가 발생할 수 있으며, 이로 인하여 급격한 성능 저하가 발생할 수 있다. 이러한 성능 저하를 피하기 위해 ${\mu}$-트리가 제안되었으나, 잦은 노드 분할 및 트리 높이의 빠른 신장 등의 문제점을 가지고 있다. 본 논문에서는 갱신 연산을 위해 특정 단말 노드에 해당하는 로그 노드를 할당하고, 해당 로그 노드에 있는 변경된 데이터를 한 번의 쓰기 연산으로 저장하는 로그 기반의 B-트리(LSB-트리)를 제안한다. LSB-트리는 부모 노드의 변경을 늦추어 추가적인 쓰기 연산의 횟수를 줄일 수 있다는 장점을 가지고 있다. 또한 키 값에 따라 데이터를 순차적으로 삽입할 때, 로그 노드를 새로운 단말 노드로 교환함으로써 추가적인 쓰기 연산의 횟수를 줄일 수 있다. 마지막으로, 다양한 비교 실험을 통하여 ${\mu}$-트리와 비교함으로써 LSB-트리의 우수성을 보인다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
• /
• 한국해양정보통신학회 2008년도 춘계종합학술대회 A
• /
• pp.175-178
• /
• 2008

플래시 메모리에서 읽기 작업은 속도도 빠르고 제약이 없으나 데이터 변경 시에는 덮어쓰기(overwrite)가 되지 않아 해당 데이터를 새로운 영역에 쓰고 이전에 존재하던 데이터는 무효 시켜야한다. 무효화시킨 데이터는 가비지컬렉션을 통해 지움 연산을 수행해야 한다. 지역 접근성을 가지는 데이터에 대해 가비지컬렉션을 통해 클리어 시킬 대상 목록을 선정할 때 cost-benefit 방법을 사용하면 성능은 좋으나 wear-leveling이 나빠지는 문제점이 있다. 본 연구에서는 wear-leveling을 개선하기 위해 플래시 메모리를 hot 데이터 그룹들과 cold 데이터 그룹들의 다수의 그룹으로 분할한 후 데이터를 배치하고 주기적으로 hot 데이터 영역과 cold 데이터 영역을 교체함으로써 wear-leveling과 성능을 개선하였다.

• 디지털콘텐츠학회 논문지
• /
• 제16권4호
• /
• pp.535-543
• /
• 2015

현재 NAND 플래시 메모리기반 저장장치는 NAND 플래시 메모리의 단점을 감추고 장점을 극대화해 나가며 그 활용 영역을 지속적으로 넓혀왔다. 특히, 이러한 저장장치는 NAND 플래시 메모리의 고유한 특성인 "쓰기 전 지우기" 특성을 감추기 위하여 내부적으로 플래시 변환 계층(Flash Translation Layer)이라 불리는 소프트웨어 계층을 포함하고 있다. 플래시 변환 계층은 호스트로부터 요청된 데이터를 관리하기 위한 메타데이터를 포함하며, 메타데이터는 호스트의 요청들을 처리하기 위해 자주 접근되는 데이터이므로 내부 메모리에 저장되어 관리된다. 따라서 메모리에 저장된 메타데이터는 전원손실이 발생하게 되는 경우 모두 소멸되므로, 메타데이터를 주기적으로 저장하고 초기화 과정을 통해 메타데이터를 메모리에 적재할 수 있는 메타데이터 관리 정책이 필요하다. 따라서 우리는 메타데이터 관리의 핵심 요구사항을 모두 만족하면서 효율적으로 동작하는 메타데이터 관리 정책을 제안하며, 실험을 통해 제안하는 기법의 효율성을 증명하였다.

• 한국전기전자재료학회논문지
• /
• 제23권9호
• /
• pp.676-680
• /
• 2010

In this paper, Fin-type silicon-oxide-nitride-oxide-silicon (SONOS) flash memory are fabricated and the electrical characteristics are analyzed. Compared to the planar-type SONOS devices, Fin-type SONOS devices show good short channel effect (SCE) immunity due to the enhanced gate controllability. In memory characteristics such as program/erase speed, endurance and data retention, Fin-type SONOS flash memory are also superior to those of conventional planar-type. In addition, Fin-type SONOS device shows improved SCE immunity in accordance with the decrease of Fin width. This is known to be due to the fully depleted mode operation as the Fin width decreases. In Fin-type, however, the memory characteristic improvement is not shown in narrower Fin width. This is thought to be caused by the Fin structure where the electric field of Fin top can interference with the Fin side electric field and be lowered.

• 한국정보통신학회논문지
• /
• 제21권10호
• /
• pp.1827-1832
• /
• 2017

본 연구는 산화물반도체의 저항을 이용한 메모리소자를 만들기 위해서 $V_2O_5$ 를 산소가스를 이용하여 증착하고 열처리를 하였다. 산소의 유량이 많을수록 산소공공의 형성을 위하여 높은 열처리온도가 필요하였으며, 산소공공은 쇼키접합을 형성하면서 전기적인 특성이 저항성 메모리소자에 적합한 구조로 만들어지고 있었다. $V_2O_5$ 박막은 열에 의한 이온화 반응에 의하여 산소공공이 형성되었으며, 전압 혹은 전류제어 가능한 저항성 메모리 소자를 위하여 쇼키접합이 +전압과 -전압에서 균형있게 이루어지는 것이 요구되며, 쇼키접합은 150도 혹은 200도에서 열처리가 이루어진 경우 쇼키접합이 잘 형성되는 것을 확인할 수 있었다. $V_2O_5$ 음이온인 산소공공은 역방향전압 혹은 순방향 전압인지에 따라서 저항이 변하면서 쓰기/지우기 상태로 전기적인 동작이 이루어졌으며 저항성메모리로서 구동을 하는 것을 확인하였다.

• 한국정보과학회논문지:컴퓨팅의 실제 및 레터
• /
• 제14권3호
• /
• pp.251-255
• /
• 2008

대부분의 파일 시스템에서는 파일이 삭제되더라도 메타데이타만 삭제되거나 변경될 뿐, 파일의 데이타는 물리 매체에 계속 저장된다. 그렇기 때문에 지워진 파일을 복구하는 것도 가능한데 이러한 복구를 불가능하도록 하는 것을 원하는 사용자들도 있다. 특히 이러한 요구는 플래시 메모리를 저장 장치로 사용하는 임베디드 시스템에서 더욱 더 많아지고 있다. 이에 본 논문에서는 NAND 플래시 파일 시스템을 위한 안전 삭제 기법을 제안하고 이를 가장 대표적인 NAND 플래시 파일 시스템인 YAFFS에 적용하였다. 제안 기법은 암호화를 기반으로 하고 있으며, 특정 파일을 암호화하는데 사용된 모든 키들이 같은 블록에 저장되도록 하여, 단 한번의 블록 삭제 연산으로 파일 복구가 불가능하도록 하였다. 시뮬레이션 결과는 제안 기법으로 인해 파일의 생성 및 변경 시 발생하는 블록 삭제를 감안하더라도 파일 삭제 시 발생하는 블록 삭제 횟수가 단순 암호화 기법의 경우보다 더 작다는 것을 보여준다. 본 논문에서는 제안 기법을 YAFFS에만 적용하였지만, 다른 NAND 플래시 전용 파일 시스템에도 쉽게 적용 가능하다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
• /
• pp.427-427
• /
• 2012

Ferroelectric-gate field effect transistor based memory using a nanowire as a conducting channel offers exceptional advantages over conventional memory devices, like small cell size, low-voltage operation, low power consumption, fast programming/erase speed and non-volatility. We successfully fabricated ferroelectric nonvolatile memory devices using both n-type and p-type Si nanowires coated with organic ferroelectric poly(vinylidene fluoride-trifluoroethylene) [P(VDF-TrFE)] via a low temperature fabrication process. The devices performance was carefully characterized in terms of their electrical transport, retention time and endurance test. Our p-type Si NW ferroelectric memory devices exhibit excellent memory characteristics with a large modulation in channel conductance between ON and OFF states exceeding $10^5$; long retention time of over $5{\times}10^4$ sec and high endurance of over 105 programming cycles while maintaining ON/OFF ratio higher $10^3$. This result offers a viable way to fabricate a high performance high-density nonvolatile memory device using a low temperature fabrication processing technique, which makes it suitable for flexible electronics.