• 정보과학회 논문지
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• 제42권12호
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• pp.1480-1485
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• 2015

최근에 서버 시스템에서 SSD(Solid-State Drive)가 고성능 저장장치 및 캐시로서 많이 사용됨에 따라 다양한 서버 응용들의 입출력 요청 스트림들을 위해 SSD 수준에서 서비스 품질(Quality-of-Service)를 제공할 수 있는지에 대한 관심이 높아지고 있다. 현재까지 대부분의 SSD는 SATA 버스 상에서 AHCI 컨트롤러를 사용해왔기 때문에 각 입출력 스트림을 SSD 내부에서 구별하여 서비스할 수가 없었다. 그러나, 최근에 새로운 SSD 인터페이스로서 PCI Express 버스 상에서 NVME 컨트롤러가 제안됨에 따라 각 입출력 스트림을 SSD 내부에서 구별할 수 있게 되었고, 이에 따라 입출력 요청들을 스케줄링 할 수 있게 되었다. 본 논문은 NVME 기반 플래시 저장 장치를 위한 플래시 연산 그룹 스케줄링(Flash Operation Group Scheduling)을 제안하고, 가중치에 따라 입출력 스트림별로 비례 지분 대역폭을 제공할 수 있음을 QEMU 기반 시뮬레이션을 통해 보인다.

• 전자공학회논문지
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• 제50권6호
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• pp.188-198
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• 2013

낸드 플래시 메모리 기반 저장장치는 성능을 높이기 위하여 내부에 다수의 플래시 메모리가 공유하는 데이터 버스들을 구성하고, 이 구조를 이용하여 다수의 플래시 메모리 오퍼레이션을 동시에 수행하는 병렬 기법을 사용한다. 저장장치의 성능은 개별 데이터 버스의 성능에 의하여 많은 영향을 받기 때문에, 저장장치 컨트롤러가 오퍼레이션을 효과적으로 스케줄링 함으로써 버스의 성능을 높이는 것이 중요하다. 그러나 오퍼레이션 별로 상이한 동작시간과 버스사용 특성으로 인하여 시시각각 변화하는 버스의 상황은 스케줄링을 어렵게 만든다. 또한 단순히 버스 사용효율을 높이기 위한 스케줄링 기법은 예상하지 못한 오퍼레이션의 지연과 저장장치의 자원 낭비를 초래할 수 있다. 본 논문에서는 데이터 버스의 성능과 저장장치의 자원 효율을 고려한 동적인 오퍼레이션 스케줄링 기법들을 제안한다. 제안하는 기법들은 오퍼레이션을 세 단계로 구분한 후 오퍼레이션의 특성과 데이터 버스의 상황에 따라 이들을 스케줄링 한다. 제안된 기법들을 컨트롤러에 적용하여 FPGA 플랫폼에서 검증한 결과, 제안된 기법을 적용한 컨트롤러는 정적인 스케줄링 기법을 사용하는 컨트롤러에 비하여 쓰기 오퍼레이션의 수가 1.9% 줄어들었으며 4-7% 높은 버스 사용효율과 4-19% 높은 처리량을 보였다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제48권7호
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• pp.48-56
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• 2011

최근 NAND 플래시 메모리를 이용한 새로운 저장매체인 SSD(Solid State Disk)가 모바일 기기를 중심으로 HDD(Hard Disk Drive)를 대체하면서 가격대비 성능을 향상시키려는 연구가 다양한 접근 방식을 통해 진행 중이다. 병렬처리를 통한 NAND 플래시 대역폭 향상을 위해 채널수를 확장하면서 호스트(PC)와 NAND 플래시 간의 버퍼 캐시의 역할을 하는 DRAM 버퍼가 SSD 성능 개선의 bottleneck으로 작용하게 되었다. 이 문제를 해소하기 위해 본 논문에서는 DRAM Multi-bank를 활용한 스케줄링 기법을 통해 DRAM 버퍼 대역폭을 개선함으로써 저비용으로 SSD의 성능을 향상시키는 효과적인 방안을 제안한다. 호스트와 NAND 플래시 다중 채널이 동시에 DRAM 버퍼의 접근을 요청하는 경우, 이들의 목적지를 확인하여 DRAM 특성을 고려한 스케줄링 기법을 적용함으로써 bank 활성화 시간과 row latency에 대한 overhead를 감소시키고 결과적으로 DRAM 버퍼 대역폭 활용을 최적화할 수 있다. 제안한 기법을 적용하여 실험한 결과, 무시할만한 수준의 하드웨어 변경 및 증가만으로 기존의 SSD 시스템과 비교하여 SSD의 읽기 성능은 최대 47.4%, 쓰기 성능은 최대 47.7% 향상됨을 확인하였다.