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AFTL: Hot Data 검출기를 이용한 적응형 플래시 전환 계층
AFTL: An Efficient Adaptive Flash Translation Layer using Hot Data Identifier for NAND Flash Memory

윤현식   (한양대학교 컴퓨터공학과UU0001519  ); 주영도   (강남대학교 컴퓨터미디어공학부UU0016050  ); 이동호   (한양대학교 컴퓨터공학과UU0001519  );
  • 초록

    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.


    NAND Flash memory has been growing popular storage device for the last years because of its low power consumption, fast access speed, shock resistance and light weight properties. However, it has the distinct characteristics such as erase-before-write architecture, asymmetric read/write/erase speed, and the limitation on the number of erasure per block. Due to these limitations, various Flash Translation Layers (FTLs) have been proposed to effectively use NAND flash memory. The systems that adopted the conventional FTL may result in severe performance degradation by the hot data which are frequently requested data for overwrite in the same logical address. In this paper, we propose a novel FTL algorithm called Adaptive Flash Translation Layer (AFTL) which uses sector mapping method for hot data and log-based block mapping method for cold data. Our system removes the redundant write operations and the erase operations by the separating hot data from cold data. Moreover, the read performance is enhanced according to sector translation that tends to use a few read operations. A series of experiments was organized to inspect the performance of the proposed method, and they show very impressive results.


  • 주제어

    플래시 메모리 .   플래시 전환 계층 .   주소사상 기법.  

  • 참고문헌 (9)

    1. Jesung Kim, Jong Min Kim, Sam H. Noh, Sang Lyul Min and Yookun Cho, "A Space-Efficient Flash Translation Layer for CompactFlash Systems," IEEE Transactions on Consumer Electronics, Vol.48, No.2, May 2002 
    2. 이현섭, 강원식, 이동하, 이동호, "플래시 메모리상에 B+트리를 위한 효율적인 색인 버퍼 관리정책", 한국정보과학회 학술발표논문집, Vol.33, No.2(C), 2006 
    3. Takayuki Shinohara, "Flash Memory Card with Block Memory Address Arrangement," United States Patent, no. 5,905,993, 1999 
    4. F. Douglis, R. Caceres, F. Kaashoek, K. Li, B. Ma rsh, and JA. A. Tauber, "Storage Alternatives for Mobile Computers," In Proceedings of the 1st Symposium on Operating Systems Design and Implementation(OSDI), 1994 
    5. Chang, L. P. and Kuo, T.W, "An Efficient Management Scheme for Large-Scale Flash Memory Storage Systems," In Proceedings of the ACM Symposium on Applied Computing, 2004 
    6. Sang-Won Lee, Dong-Joo Park, Tae-Sun Chung, Dong-Ho Lee, Sang-Won Park and Ha-Joo Song, "FAST: A Log Buffer based Flash Translation Layer using Fully Associative Sector Translation," The 2005 US-Korea Conference on Science, Technology, & Entrepreneurship, 2005 
    7. Jen-Wei Hsieh and Tei-Wei Kuo, "Efficient identification of Hot Data for Flash Memory Storage Systems," ACM Transactions on Storage, Vol.2, No.1, pp. 22-40, 2006 
    8. Amir Ban, Rama hasharon, Israel, "Flash File System Optimized for Page-Mode Flash Technologies," United States Patent, no. 5,937,425, 1999 
    9. Tae-Sun Chung, Dong-Joo Park, Sangwon Park, Dong-Ho Lee, Sang-Won Lee, Ha-Joo Song, "System Software for Flash Memory: A Survey," The 2006 IFIP International Conference on Embedded and Ubiquitous Computing, Lecture Note in Computer Science (LNCS), Vol.4096, pp. 394- 404, Springer-Verlag, 2006 

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