• 한국정보과학회논문지:컴퓨팅의 실제 및 레터
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• 제15권1호
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• pp.1-13
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• 2009

플래시 메모리는 크기가 작고, 적은 전력을 사용하며 충격에 강하기 때문에 MP3 플레이어, 핸드폰, 디지털 카메라와 같은 휴대용 기기에서 저장장치로 널리 사용되고 있다. 플래시 메모리의 많은 장점 때문에 개인용 컴퓨터 및 노트북에서 사용되는 저장장치인 하드디스크를 플래시 메모리로 대체하고자 하는 연구도 진행되고 있다. 플래시 메모리는 덮어쓰기가 허용되지 않으며 읽기/쓰기의 기본 단위와 삭제의 기본 단위가 다르기 때문에 FTL(Flash Translation Layer)라는 플래시 변환 계층을 사용한다. 최근에는 기존의 플래시 메모리와 다른 물리구조와 특성을 갖는 대블록 플래시 메모리가 등장하여 기존의 FTL을 그대로 사용하게 되면 플래시 메모리를 효율적으로 사용할 수 없다. 본 논문에서는 기존의 FTL 중 가장 좋은 성능을 내는 FAST(Fully Associative Sector Translation)을 기반으로 데이타블록 내에서 페이지단위 사상을 적용하여 대블록 플래시 메모리의 특성에 맞는 FTL 기법을 제안한다.

• International Journal of Contents
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• 제6권4호
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• pp.22-29
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• 2010

In flash memory, many previous garbage collection methods only merge blocks statically and do not consider the contents of buffer. These schemes may cause more unnecessary block erase operations and page copy operations. However, since flash memory has the limitation of maximum rate and life cycle to delete each block, an efficient garbage collection method to evenly wear out the flash memory region is needed. This paper proposes a memory compaction scheme based on block-level buffer for flash memory. The proposed scheme not only merges the data blocks and the corresponding log block, but also searches for the block-level buffer to find the corresponding buffer blocks. Consequently, unnecessary potential page copying operations and block erasure operations could be reduced, thereby improving the performance of flash memory and prolonging the lifetime of flash memory.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제22권9호
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• pp.1-8
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• 2017

In this paper, we propose a file system for flash memory which remedies shortcomings of existing flash memory file systems. Besides supporting large block size, the proposed file system reduces time in initializing file system significantly by adopting logical address comprised of erase block number and bitmap for pages in the block to find a page. The file system is suitable for embedded systems with limited main memory since it has small in-memory data structures. It also provides efficient management of obsolete blocks and free blocks, which contribute to the reduction of file update time. Finally the proposed file system can easily configure the maximum file size and file system size limits, which results in portability to emerging larger flash memories. By conducting performance evaluation studies, we show that the proposed file system can contribute to the performance improvement of embedded systems.

• 정보처리학회논문지A
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• 제12A권7호
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• pp.621-626
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• 2005

플래시 메모리는 비휘발성(non-volatility), 빠른 접근 속도, 저전력 소비, 그리고 간편한 휴대성 등의 장점을 가지므로 최근에 다양한 임베디드 시스템에서 많이 사용되고 있다. 그런데 플래시 메모리는 그 하드웨어 특성상 플래시 변환 계층(FTL: Flash Translation ayer)이라는 시스템 소프트웨어를 필요로 한다. 본 논문에서는 LSTAFF(Large Sate Transition Applied Fast Hash Translation Layer)라 명명된 대블록 플래시 메모리를 위한 새로운 FTL 알고리즘을 제안한다. LSTAFF는 운영체제가 다루는 데이터 섹터 크기 보다 큰 플래시 메모리의 페이지를 고려한 FTL 알고리즘이며, 기존 FTL 알고리즘과 제안될 LSTAFF를 구현하여 플래시 시뮬레이터를 이용하여 성능을 비교하였다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제16권10호
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• pp.1-10
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• 2011

NAND 플래시 메모리는 저전력, 저렴한 가격, 그리고 대용량임에도 불구하고 페이지 단위의 쓰기 및 블록 단위의 지우기 연산은 큰 문제점을 가지고 있다. 특히 NAND 플래시 메모리 특성상 덮어쓰기가 불가능하므로 쓰기동작 후 수반되는 지우기 동작은 전체 성능저하의 원인이 된다. 기존의 NAND 플래시 메모리를 위한 SRAM 버퍼는 간단하면서도 NAND 플래시 메모리의 쓰기 동작을 효과적으로 줄여줄 수 있을 뿐 아니라 빠른 접근 시간을 보장 할 수 있다. 본 논문에서는 작은 용량의 SRAM을 이용하여 NAND 플래시 메모리의 가장 큰 오버헤드인 지우기/쓰기 동작을 효과적으로 줄일 수 있는 버퍼 관리 시스템을 제안한다. 제안된 버퍼는 큰 페칭 크기를 가지는 공간적 버퍼와 작은 페칭 크기를 가지는 시간적 버퍼인 완전연관 버퍼로 구성된다. 시간적 버퍼는 공간적 버퍼에서 참조된작은 페칭을 가지며, NAND 플래시 메모리에서 쓰기 및 지우기 수행시 시간적 버퍼내에 존재하는 같은 페이지 혹은 블록에 포함된 페칭 블록을 찾아 동시에 처리한다. 따라서 NAND 플래시 메모리에서 쓰기 및 지우기 동작을 획기적으로 줄였다. 시뮬레이션 결과에 따르면 제안된 NAND 플래시 메모리 버퍼 시스템은 2배 크기의 완전연관 버퍼에 비해 접근 실패율 관점에서는 높았지만, 쓰기 동작과 지우기 동작은 평균적으로 각각 58%, 83% 정도를 줄였으며, 결론적으로 평균 플래시 메모리 접근 시간은 약 84%의 성능 향상을 이루었다.

• 전자공학회논문지CI
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• 제38권1호
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• pp.26-45
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• 2001

플래쉬 메모리는 데이터의 저장과 변경이 가능하고 전원이 차단되어도 저장된 데이터를 보존할 수 있는 RAM과 ROM의 장점을 모두 가지고 있는 메모리로서, 고성능의 전기 특성을 가지고 있어 이동 환경에서의 저장매체로 매우 접합하다. 향후 많은 정보단말기에 사용하게 될 플래쉬 메모리 및 스마트미디어 카드에 파일을 저장, 삭제, 재생하는 효과적인 알고리즘이 필요하다. 플래쉬 메모리를 일정한 크기의 세그먼트로 할당하고, 파일을 여러 개의 세그먼트로 분산시켜 관리한다. 본 논문에서는 특정 파일이 저장되어 있는 위치를 저장하는 테이블 및 보조 테이블을 이용하여 효과적인 파일 관리 알고리즘을 제시한다. 기존의 알고리즘은 비교적 작은 용량의 플래쉬 메모리를 관리하고 비교적 파일을 빈번한 횟수의 고속 저장, 삭제 등의 작동이 요구되는 응용에는 적합지 않는다. 본 논문에서 제안된 알고리즘은 몇 개의 플래쉬 메모리 칩 및 스마트미디어 카드로 구성된 비교적 큰 용량의 메모리 관리에 적합하다.

• International Journal of Internet, Broadcasting and Communication
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• 제13권2호
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• pp.27-35
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• 2021

NAND flash memory-based SSD needs an internal software, Flash Translation Layer(FTL) to provide traditional block device interface to the host because of its physical constraints, such as erase-before-write and large erase block. However, because useful host-side information cannot be delivered to FTL through the narrow block device interface, SSDs suffer from a variety of problems such as increasing garbage collection overhead, large tail-latency, and unpredictable I/O latency. Otherwise, the new type of SSD, open-channel SSD exposes the internal structure of SSD to the host so that underlying NAND flash memory can be managed directly by the host-level FTL. Especially, I/O data classification by using host-side information can achieve the reduction of garbage collection overhead. In this paper, we propose a new scheme to reduce garbage collection overhead of open-channel SSD by separating the journal from other file data for the journaling filesystem. Because journal has different lifespan with other file data, the Write Amplification Factor (WAF) caused by garbage collection can be reduced. The proposed scheme is implemented by modifying the host-level FTL of Linux and evaluated with both Fio and Filebench. According to the experiment results, the proposed scheme improves I/O performance by 46%~50% while reducing the WAF of open-channel SSDs by more than 33% compared to the previous one.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제13권2호
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• pp.315-320
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• 2009

플래시 메모리는 데이터 변경 시에 덮어쓰기가 되지 않아 해당 데이터를 새로운 영역에 쓰기 이전에 존재하던 데이터는 무효화시켜야 하고 가비지 컬렉션 시 소거해야 한다. 플래시 메모리의 빠른 발전속도에 힘입어 플래시메모리의 용량은 급속도로 증가하고 있다. 플래시 메모리의 용량이 대용량화됨에 따라 소거대상 블록을 선택할 때 전체 플래시 메모리를 대 상으로 탐색을 실시하면 CPU의 수행시간이 많이 증가하는 문제점이 있다. 이 단점을 개선하기 위해 플래시 메모리를 그룹으로 분할하여 관리하고 소거대상 블록을 선택할 때 해당 그룹을 대상으로 탐색을 수행한다. 접근 지역성을 가지는 작업부하에 대해 hot 데이터는 hot 그룹에 배치하고, cold 데이터는 cold 그룹에 배치하여 그룹 내에서의 wear-leveling을 개선하고, 주기적으로 hot 그룹의 역할과 cold 그룹의 역할을 교환하여 전체플래시 메모리의 wear-leveling과 성능을 개선하였다.

• ETRI Journal
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• 제30권6호
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• pp.790-798
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• 2008

Recently, NAND flash memory has emerged as a next generation storage device because it has several advantages, such as low power consumption, shock resistance, and so on. However, it is necessary to use a flash translation layer (FTL) to intermediate between NAND flash memory and conventional file systems because of the unique hardware characteristics of flash memory. This paper proposes a new clustered FTL (CFTL) that uses clustered hash tables and a two-level software cache technique. The CFTL can anticipate consecutive addresses from the host because the clustered hash table uses the locality of reference in a large address space. It also adaptively switches logical addresses to physical addresses in the flash memory by using block mapping, page mapping, and a two-level software cache technique. Furthermore, anticipatory I/O management using continuity counters and a prefetch scheme enables fast address translation. Experimental results show that the proposed address translation mechanism for CFTL provides better performance in address translation and memory space usage than the well-known NAND FTL (NFTL) and adaptive FTL (AFTL).

• 한국정보과학회논문지:컴퓨팅의 실제 및 레터
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• 제14권8호
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• pp.758-762
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• 2008

플래시 메모리 중 저장장치로 사용되는 낸드 플래시 메모리는 유비쿼터스 및 모바일 환경에 적합한 특성으로 다양한 분야의 저장장치로 이용되고 있으며 효율적인 활용을 위한 많은 연구가 진행되고 있다. 모바일 환경에서 이용할 수 있는 멀티미디어 데이타베이스 시스템을 위한 인덱스로써 공간 데이타 액세스가 가능한 R-트리의 검색 성능을 향상시킨 MR-트리는 메인 메모리 데이터베이스 시스템에서 캐쉬 미스를 줄이고 중간 노드의 이용률을 높임으로써 연산 성능을 높일 수 있는 특성을 가진다. 본 논문에서는 검색 성능이 좋은 MR-트리를 활용하여 낸드 플래시 메모리 기반에서 효율적인 동작을 위한 지연 연산 기법을 제안하였다. MR-트리의 노드 크기를 낸드 플래시 메모리의 쓰기 연산 단위에 맞추고 인덱스 수정 연산 시 노드 크기만큼 지연 연산하여 쓰기 연산으로 인한 플래시 메모리에서의 추가적인 비용을 줄이고 연산 횟수를 줄여 인덱스 성능을 향상 시켰다.