• 대한임베디드공학회논문지
• /
• 제5권4호
• /
• pp.175-184
• /
• 2010

This paper designs a virtual USB drive for mobile devices which gives an illusion of a traditional USB flash memory drive and provides capacity-free storage space over IP network. The virtual USB drive operating with a S3C2410 hardware platform and embedded linux consists of USB device driver, an iSCSI-enabled network stack, and a seamless USB/iSCSI tunneling module. For performance enhancement, it additionally provides a kernel-level seamless USB/iSCSI tunneling module and data sharing with symbol references among kernel modules. Experiments reveal that the kernel-level implementation can improve the I/O performance up to 8 percentage, as compared with the user-level implementation.

• 진공이야기
• /
• 제1권3호
• /
• pp.4-8
• /
• 2014

Since the modern computer architecture was suggested by Von Neumann in 1945, computer has become inevitable for our life. This brilliant growth of computer has been led by device miniaturization trend, so called Moore's law. Especially, the explosive growth of memory devices such as DRAM and Flash have played key role in huge enlarging utilization of computer. However, abrupt increase of data used for many applications in big data era provoke the excessive energy consumption of data center which results from the inefficiency of conventional memory-storage hierarchy. As a solution, the application of new memory devices has been brought up for innovative memory-storage hierarchy. In this paper, the current development status and prospect of new memory devices will be discussed.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
• /
• 제2권3호
• /
• pp.197-204
• /
• 2002

DRAM, SRAM, and FLASH memory are three major memory devices currently used in most electronic applications. But, they have very distinct attributes, therefore, each memory could be used only for limited applications. MRAM (Magneto-resistive Random Access Memory) is a promising candidate for a universal memory that meets all application needs with non-volatile, fast operational speed, and low power consumption. The simplest architecture of MRAM cell is a series of MTJ (Magnetic Tunnel Junction) as a data storage part and MOS transistor as a data selection part. To be a commercially competitive memory device, scalability is an important factor as well. This paper is testing the actual electrical parameters and the scaling factors to limit MRAM technology in the semiconductor based memory device by an actual integration of MRAM core cell. Electrical tuning of MOS/MTJ, and control of resistance are important factors for data sensing, and control of magnetic switching for data writing.

• 전자공학회논문지CI
• /
• 제46권4호
• /
• pp.21-30
• /
• 2009

OneNAND$^{TM}$와 같이 NAND와 NOR 플래시 메모리의 장점을 혼합한 퓨전 플래시 메모리는 대용량과 빠른 읽기/쓰기 및 XIP(eXecute-In-Place)를 지원하여 고성능 휴대용 임베디드 시스템을 위한 유비쿼터스 저장장치로 각광받고 있다. 또한 OneNAND$^{TM}$는 혼합형 구조의 장점뿐만 아니라 다수의 블록을 한 번에 삭제할 수 있는 다중 블록 삭제 기능을 제공하여 플래시 메모리의 느린 삭제 성능을 향상시켰다. 하지만 기존의 플래시 메모리 주소 변환 계층에서는 다수의 블록을 한 번에 삭제할 수 있다는 점을 고려하지 않고, 소수의 블록들을 가비지 컬렉션의 희생 블록으로 선택하여 삭제하므로 다중 블록 삭제 기능의 효율적인 사용이 어렵다. 본 논문에서는 다중 블록 삭제의 사용을 개선할 수 있는 EGFTL(Erase Group Flash Translation Layer)를 제안한다. EGFTL은 가비지 컬렉션 성능이 뛰어난 Superblock scheme과 다수의 무효 블록들을 관리하는 무효 블록 관리자를 통하여 다수의 블록들을 한 번에 삭제할 수 있도록 한다. 또한 군집형 해시 테이블을 적용하여 Superblock scheme의 주소 변환 성능을 개선하였다. 실험 결과 본 논문에서 제안한 EGFTL이 다른 주소 변환 계층 보다 가비지 컬렉션 성능을 30% 이상 향상시켰으며, Superblock scheme의 주소 변환 성능을 5%이상 향상시켰다.

• 대한전자공학회논문지SD
• /
• 제48권8호
• /
• pp.45-52
• /
• 2011

플래시 메모리는 빠른 처리 속도, 비휘발성, 저전력, 강한 내구성으로 인해 최근 다방면에서 활용되는 비중이 점점 커지고 있고, 최근 비트 당 가격이 저렴해지면서 NAND 플래시 기반의 SSD (Solid State Disk)가 기존 기계적 메커니즘의 HDD(Hard Disk Drive)를 대체할 새로운 저장 장치로 주목받고 있다. 특히 모바일 기기에 적용되는 싱글 패키지 SSD 제품의 경우 병렬 처리를 통한 성능 향상을 위해 채널 수를 증가시키면 NAND 플래시 컨트롤러의 면적과 입출력 핀 수가 채널 수 증가에 따라 증가하여 폼팩터 (form factor)에 직접적인 영향을 주게 된다. 본 논문에서는 NAND 플래시 채널 수와 인터페이스의 채널당 FIFO 버퍼 사이즈를 최적화하여 SSD 컨트롤러의 성능을 고려한 면적과 입출력 핀 수를 최소화하고 이를 폼팩터에 반영하는 방법을 제안한다. 이중 버퍼를 채용한 10채널 지원 SSD 컨트롤러에 대해서 실험을 통해 동일한 성능을 유지하면서도 버퍼 블록 사이즈를 73%정도 축소시킬 수 있었고, 컨트롤러 전체 칩 면적으로는 채널 수 감소에 따른 채널별 컨트롤 블록과 입출력 핀 수 감소 등으로 인해 대략 40%정도 축소 가능할 것으로 예상된다.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
• /
• 제36권6호
• /
• pp.543-556
• /
• 2009

최근 NAND 플래시메모리를 모바일시스템의 파일저장용 뿐 아니라 가상메모리의 스왑장치용으로 사용하려는 시도가 늘고 있다. 가상메모리의 페이지 참조는 시간지역성이 지배적이어서 LRU 및 이를 근사시킨 CLOCK 알고리즘이 널리 사용된다. 한편, NAND 플래시메모리는 읽기 연산에 비해 쓰기 연산의 비용이 높아 이를 고려한 페이지 교체 알고리즘이 필요하다. 본 논문에서는 가살메모리의 읽기/쓰기 참조 패턴을 독립적으로 분석하여 시간지역성이 강한 읽기 참조와 달리 쓰기 참조의 경우 시간지역성의 순위 역전 현상이 발생함을 발견하였다. 이에 근거하여 본 논문은 쓰기의 재참조 성향 예측을 위해 시간지역성뿐 아니라 쓰기 연산의 빈도를 함께 고려하는 페이지 교체 알고리즘을 제안한다. 새로운 알고리즘은 연산별 I/O 비용을 고려해서 메모리 공간을 읽기 연산과 쓰기 연산에 독립적으로 할당하고 참조 패턴의 변화에 적응해 할당 공간을 동적으로 변화시킨다. 알고리즘의 시간 오버헤드가 매우 적어 가상메모리 시스템에서 사용될 최적의 조건을 갖추고 있으며 파라미터 설정이 필요 없음에도 CLOCK, CAR, CFLRU 알고리즘에 비해 20-66% 정도의 I/O 성능을 향상시킴을 보였다.

• 대한전자공학회논문지SD
• /
• 제46권3호
• /
• pp.41-50
• /
• 2009

플래시 메모리는 비휘발성, 저전력, 빠른 입출력, 충격에 강함 등과 같은 많은 장점을 가지고 있으며, 모바일 기기에서의 저장 매체로 자주 사용이 증가 되고 있다. 이에 따라 임베디드 디바이스에 널리 사용되는 NAND 플래시 전용 파일시스템인 YAFFS에 관한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 하지만 기존의 YAFFS는 마운트 시 모든 페이지의 스페어 영역을 스캔함으로써 마운트 속도가 상당히 오래 걸리며, 기존의 지움 정책에서 플래시메모리의 특성인 마모도 제한을 고려하지 않은 지움 정책(Cartage-Collection)을 사용하는 문제점을 가지고 있다. 따라서 본 논문에서는 YAFFS의 마운트 과정에서의 문제점을 해결하기 위해 블록을 내용기반 리스트로 관리하고 마운트 할 때 일부 스페어 영역만을 읽어 기존의 마운트 시간을 감소시키는 기법을 제시한다. 또한 기존의 마모도 기법의 문제점을 해결하기 위해 내용기반 지움 정책을 사용하는 블록 스왑기법을 제안 한다. 실험에서는 파일의 크기를 다양하게 분류하여 기존의 파일시스템들과 비교하였다. 내용기반 YAFFS가 JFFS2보다는 82.2% 기존의 YAFFS보다는 42.9%의 마운트 평균시간이 감소하였으며, 기존의 지움 정책과 비교하여 추가적인 삭제나 지움 횟수가 없으며 제안한 블록 스왑기법은 마모도를 균일화하여 약 35%의 수명 증가를 보여준다.

• 정보처리학회논문지D
• /
• 제15D권5호
• /
• pp.609-620
• /
• 2008

모바일 단말에서의 맵 데이터 활용 서비스는 내비게이션, 위치기반서비스 등 그 활용 범위가 다양해지고 있다. 이러한 모바일 단말에서 저장/관리되는 맵 데이터의 크기는 갈수록 커져 수 GB에 이른다. 기존 내비게이션 시스템의 경우, 리소스 제약으로 인해 모바일 단말의 성능을 최대로 활용하기 위하여 맵 데이터를 읽기 최적화된 물리적인 저장형식(PSF: Physical Storage Format)으로 저장 관리하고 있다. 즉, 맵 데이터가 변경된 경우 변경된 부분만의 업데이트가 불가능하여 전체 데이터를 업데이트해야 하는 단점이 있다. 일반적으로 2 GB 데이터를 모바일 단말의 플래시메모리에 기록하는 시간은 수십 분이 소요된다. 따라서 본 연구에서는 이러한 기존의 내비게이션용 맵 데이터의 부분 업데이트가 불가능한 점을 해결하고자 모바일 공간 DBMS을 개발하였다. 그리고, 모바일 공간 DBMS에서의 내비게이션 서비스의 성능을 보장하기 위한 기법을 제시하고 실험을 통하여 이를 검증하였다.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
• /
• 제35권1호
• /
• pp.18-29
• /
• 2008

최근 NAND 플래시 메모리는 빠른 접근속도, 저 전력 소모, 높은 내구성, 작은 부피, 가벼운 무게 등으로 차세대 대용량 저장 매체로 각광 받고 있다. 그러나 이런 플래시 메모리는 데이타를 기록하기 전에 기존의 데이타 영역이 지워져 있어야 한다는 제약이 있으며, 비대칭적인 읽기, 쓰기, 삭제 연산의 처리속도 각 블록당 최대 소거 횟수 제한과 같은 특징들을 지닌다. 위와 같은 단점을 극복하고 NAND플래시 메모리를 효율적으로 사용하기 위하여. 다양한 플래시 전환 계층 제안되어 왔다. 기러나 기존의 플래시 전환 계층들은 Hot data라 불리는 빈번히 접근되는 데이타에 의해서 잦은 겹쳐쓰기 요구가 발생되며, 이는 급격한 성능 저하를 가져 온다. 본 논문에서는 Hot data 검출기를 이용하여, 매우 적은 양의 데이타인 Hot data를 검출한 후, 검출된 Hot data는 섹터사상 기법을 적용시키고, 나머지 데이타인 Cold data는 로그 기반 블록 사상 기법을 적용시키는 적응형 플래시 전환 계층(AFTL)을 제안한다. AFTL은 불필요한 삭제, 쓰기, 읽기 연산을 최소화시켰으며, 기존의 플래시 전환 계층과의 비교 측정을 통하여 성능의 우수성을 보인다.

• 전자공학회논문지
• /
• 제49권12호
• /
• pp.149-155
• /
• 2012

SSD(Solid State Disk)는 다수의 NAND 플래시 메모리로 구성되었으며 내부에 고성능 컨트롤러와 캐시 버퍼를 포함한 스토리지 장치이다. NAND 플래시 메모리는 제자리 덮어쓰기가 안되기 때문에 파일시스템에서 유효페이지가 갱신 및 삭제시 무효페이지로 전환되어 완전히 삭제하기 위해서는 가비지 컬렉션 과정을 거쳐야한다. 하지만 가비지 컬렉션은 지연시간이 긴 Erase 연산을 포함하기 때문에 SSD의 I/O 성능을 감소시키고 마모도를 증가시키는 문제가 된다. 본 논문에서는 입력데이터에 대하여 유효데이터와 무효데이터에서 중복검사를 실행하는 기법을 제안한다. 먼저 유효데이터에 대한 중복제거 과정을 거치고 그 다음에 무효데이터 재활용 과정을 거침으로써 중복률을 향상시켰다. 이를 통하여 SSD의 쓰기 횟수와 가비지 컬렉션 횟수를 감소시켜 마모도와 I/O 성능이 개선되었다. 실험결과 제안한 기법은 유효데이터 중복제거와 무효데이터 재활용을 둘다 하지 않는 일반적인 경우에 비해서 가비지 컬렉션 횟수가 최대 20% 감소하고 I/O 지연시간이 9% 감소하였다.