• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2002년도 ITC-CSCC -2
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• pp.932-935
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• 2002

In this paper, we introduce new FTL(Flash Translation Layer) driver algorithm that tolerate the power off errors. FTL driver is the software that provide the block device interface to the upper layer software such as file systems or application programs that using the flash memory as a block device interfaced storage. Usually, the flash memory is used as the storage devices of the mobile system due to its low power consumption and small form factor. In mobile system, the state of the power supplement is not stable, because it using the small sized battery that has limited capacity. So, a sudden power off failure can be occurred when we read or write the data on the flash memory. During the write operation, power off failure may introduce the incomplete write operation. Incomplete write operation denotes the inconsistency of the data in flash memory. To provide the stable storage facility with flash memory in mobile system, FTL should provide the fault tolerance against the power off failure. SSR (Simple Sector Remapper) is a fault tolerant FTL driver that provides block device interface and also provides tolerance against power off errors.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제32권4호
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• pp.177-185
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• 2005

최근 휴대용 정보기기의 사용이 급증함에 따라 NAND형 플래시메모리를 시스템의 보조기억장치로 사용하는 사례가 급증하고 있다. 하지만, 전통적인 보조기억장치인 하드디스크에 비해 NAND형 플래시메모리는 단위 공간당 비용이 수십배 가량 높아 저장 공간의 효율적인 관리가 필요하다 저장 공간을 효율적으로 사용하게 하는 대표적인 방법으로 데이타 압축 기법이 있다. 하지만, NAND형 플래시메모리에서는 압축 기법의 적용이 쉽지 않다. 이는 NAND형 플래시메모리가 페이지 단위 입출력만을 지원하여 압축 데이타가 플래시 페이지보다 작은 경우 내부 단편화 현상을 발생시켜 압축의 이득을 심각하게 감쇄시키기 때문이다. 이러한 문제를 해결하기 위해 본 논문에서는 작은 크기의 압축 데이타를 쓰기 버퍼를 통해 그룹화한 후 하나의 플래시 페이지에 저장하는 플래시 압축 계충을 설계하고 성능을 평가한다. 성능평가 결과 제안하는 플래시 압축 계층은 플래시메모리의 저장 공간을 $40\%$ 이상 확장하며 쓰기 대역폭을 크게 개선함을 확인할 수 있었다.

• 인터넷정보학회논문지
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• 제6권4호
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• pp.47-58
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• 2005

플래시 메모리는 NOR 형과 NAND 형의 플래시 메모리 형태로 구분 할 수 있다. NOR 형태의 플래시 메모리는 빠른 읽기 속도와 Byte I/O 형태를 지원하기 때문에 ROM BIOS 와 같은 코드저장용으로 개발되어 진다. NAND 형태의 플래시 메모리는 NOR 형태의 플래시 메모리 보다 값이 싸고 임베디드 리눅스 시스템의 대용량 처리 장치 등에서와 같이 폭 넓게 사용되고 있다. 본 논문에서는 NAND 형태의 플래시 메모리를 이용하여 시스템의 성능을 저하 시키는 Swapping을 감소시키고, 수행시간을 보장할 수 있는 플래시 메모리 Swapping 알고리즘을 제안하여, 임베디드 시스템을 기반으로 하는 파일시스템을 설계한다. 실험과 플래시 파일 시스템 구현을 통하여 임베디드 시스템에서 요구하는 NAND 형 플래시 파일 시스템의 성능을 개선한다.

• 한국통신학회논문지
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• 제42권5호
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• pp.975-981
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• 2017

본 논문에서는 WSN 환경에서 플래시 장치를 사용할 때 에너지를 효율적으로 사용하기 위한 방법을 제안한다. 전형적인 플래시 장치는 높은 대기 에너지로 인해 에너지가 제한된 WSN에서 비효율적인 에너지 소모 저장 매체라는 단점을 가지고 있다. 플래시 장치를 WSN 환경에서 에너지 효율적으로 사용하기 가장 쉬운 방법은 유휴 상태일 때 플래시 장치를 끄는 것이다. 이와 관련하여 우리는 비휘발성 및 바이트 주소 지정 기능을 제공하는 새로운 메모리 기술인 NVRAM (Nonvolatile RAM)을 활용하여 높은 대기 에너지 소모 그리고 시작 지연시간을 제거함으로써 간단하지만 이상적인 접근 방식을 현실적으로 제안한다. 특히 NVRAM을 메타 데이터 저장소의 확장으로 사용하여 FTL 메타 데이터 검색 프로세스를 제거하여 앞의 두 가지 장애 요소를 해결 하고자 한다. 실험을 통해 제안하는 방법이 기존 저장장치 비해 약 1.087% 에너지 만을 사용함을 알 수 있었다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제45권3호
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• pp.94-100
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• 2008

컴팩트 플래시 메모리와 같은 휴대용 저장장치 표준에서는 플래시 메모리 시스템 소프트웨어인 FTL(Flash Translation Layer)이 필요하다. 본 논문에서는 논리 주소를 물리 주소로 빠르게 변환하기 위해 Clustered Hash Table과 2단계 소프트웨어 캐시 기법을 사용하여 FTL을 설계하였다. 실험 결과 본 논문에서 제안한 CFTL이 잘 알려진 NFTL과 AFTL보다 각각 13%, 8% 이상 주소 변환 성능이 빠르고 AFTL보다 메모리 사용량을 75% 이상 감소시켰다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제16권4호
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• pp.15-20
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• 2016

플래시 메모리는 초소형 전자기기부터 미디어 서버에 이르기까지 현대의 다양한 시스템에서 스토리지로 활용되고 있다. 플래시 메모리의 쓰기 증폭 (Write Amplification)은 가비지 컬렉션에서 발생하는 것으로 불규칙적인 성능의 주요 원인으로 지적되고 있다. 갑작스러운 속도지연은 실시간성 미디어를 위한 스토리지 시스템에서 치명적인 단점이 될 수 있다. 본 논문은 비휘발성램을 플래시 메모리 스토리지의 버퍼캐시로 사용하고 두 계층 간의 협동적 데이터 관리를 통해 플래시 메모리의 쓰깆 WAF를 절감하는 기법에 대해 제안한다. 비휘발성램에 캐쉬된 데이터는 플래시 메모리에서 가비지 컬렉션 수행 시 복사하지 않도록 한다. 이것은 복사되는 페이지의 수를 감소시켜 스토리지의 성능 및 내구성을 향상시킨다. 제안된 기법은 ssdsim 시뮬레이터에 구현되었으며 WAF와 응답시간의 표준편차를 각각 51.4%와 35.4% 개선할 수 있음을 보인다.

• 정보과학회 논문지
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• 제44권6호
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• pp.566-572
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• 2017

플래시 저장 장치가 저장 장치로서 널리 사용되면서 성능, 신뢰성, 견고성 등 여러 가지 측면에서 검증이 필요하여 시뮬레이션 방법론이 다양하게 연구되어 왔다. 그 결과 최근까지 플래시 저장장치 시뮬레이터는 기능적 모델링과 시간적 모델링 관점에서 많은 발전이 있었다. 그러나 이러한 발전에도 불구하고 플래시 저장장치의 노화 효과를 평가하기 위해서는 장시간의 테스트 시간을 대폭 단축할 수 있는 방법이 필요하다. 본 논문은 사용자 설정에 따라 시뮬레이션 속도를 자유롭게 조절할 수 있는, 소위 멀티 코어 확장성을 제공하는 실시간 시뮬레이션 방법을 제안한다. 제안하는 방법은 임의의 CPU 코어 개수가 주어져도 그에 맞는 확장 가능한 시뮬레이션 속도를 제공하며, 그 속도에 관계없이 항상 정확한 시뮬레이션 결과를 보장한다. 본 논문은 리눅스 커널 모듈 형태로 구현한 시뮬레이터를 이용하여 멀티코어 확장성과 모델의 정확성을 실험적으로 검증한다.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제5권4호
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• pp.262-269
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• 2005

Semiconductor scientists and engineers ideally desire the faster but the cheaper non-volatile memory devices. In practice, no single device satisfies this desire because a faster device is expensive and a cheaper is slow. Therefore, in this paper, we use heterogeneous non-volatile memories and construct an efficient hierarchy for them. First, a small RAM device (e.g., MRAM, FRAM, and PRAM) is used as a write buffer of flash memory devices. Since the buffer is faster and does not have an erase operation, write can be done quickly in the buffer, making the write latency short. Also, if a write is requested to a data stored in the buffer, the write is directly processed in the buffer, reducing one write operation to flash storages. Second, we use many types of flash memories (e.g., SLC and MLC flash memories) in order to reduce the overall storage cost. Specifically, write requests are classified into two types, hot and cold, where hot data is vulnerable to be modified in the near future. Only hot data is stored in the faster SLC flash, while the cold is kept in slower MLC flash or NOR flash. The evaluation results show that the proposed hierarchy is effective at improving the access time of flash memory storages in a cost-effective manner thanks to the locality in memory accesses.

• 한국전자거래학회지
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• 제15권4호
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• pp.101-121
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• 2010

본 논문은 플래시 메모리와 하드디스크로 구성되는 하이브리드 저장장치의 성능을 높이기 위한 프리패칭 기법을 제안한다. 하이브리드 저장장치에 포함된 플래시 메모리는 하드디스크에 비해 쓰기/읽기 연산 속도가 상대적으로 빠르기 때문에 이를 캐시 공간처럼 활용하여 성능을 높일 수 있다. 프리패칭을 위한 기본 전략은 순차패턴 마이닝을 이용하는 것이며, 이를 이용하면 시간적 흐름을 가지는 과거 객체 참조열로부터 반복되는 객체 접근 패턴을 추출할 수 있다. 프리패칭 기법을 사용하여 하이브리드 저장장치의 성능을 최대화하기 위하여 본 논문은 두 가지 방법을 사용하였다. 첫 번째는 플래시 메모리 매핑을 위하여 기존의 FAST 알고리즘을 개선하였고, 두 번째는 제한된 플래시 메모리의 공간을 효율적으로 사용하기 위하여 프리패칭 단위로 파일 수준과 블록 수준을 동시에 고려하였다. 제안 기법의 효용성을 평가하기 위해 참조 지역성을 가지는 합성 데이터와 UCC 데이터를 활용하여 실험을 실시하여 제안된 방법의 우수성을 증명하였다.

• 정보과학회 컴퓨팅의 실제 논문지
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• 제21권10호
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• pp.639-644
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• 2015

최근 널리 사용되는 Solid State Drive(SSD), embedded Multi Media Card(eMMC) 등의 플래시 저장장치는 사용자 요구에 의해 점점 그 용량이 증대되고 있다. 플래시 저장장치 내부의 Flash Translation Layer(FTL)은 전원 유실 등의 크래시 상황에서 전체 플래시 영역을 대상으로 복구하는 동작을 하게 되는데, 저장장치의 고용량 화로 인해 그 시간이 길어지는 문제가 발생한다. 본 논문에서는 이러한 문제를 해결하기 위하여 저장장치 용량에 비례하지 않도록 O(1) 크래시 복구 수행 시간을 갖는 O1FTL을 제안한다. 이를 위해 본 연구팀은 기존에 플래시 파일 시스템에서 제안된 작업 영역 기법을 FTL에 적용하고 실제 하드웨어 플랫폼에 구현하였다. 실험 결과, 다양한 용량에 대해 유사한 복구 시간을 달성함을 보였으며, I/O 성능, 수명에 대해서는 대단히 적은 오버헤드를 요구하는 것을 검증하였다.