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접근 지역성을 가지는 작업부하에서 플래시 파일시스템의 wear-leveling 향상 기법
A method for improving wear-leveling of flash file systems in workload of access locality

장시웅   (동의대학교 컴퓨터과학과UU0000509  );
  • 초록

    플래시 메모리는 디스크와는 달리 덮어쓰기가 불가능하므로, 새로운 데이터는 새로운 영역에 갱신이 된다. 데이터가 빈번히 변경되면 새로운 영역을 확보하기 위해 가비지 컬렉션을 통하여 데이터를 지우게 되는데, 이때 지움(erase) 연산을 수행 할 수 있는 회수가 플래시 메모리의 특성에 의해 일정 회수로 제한을 받게 되므로 플래시 메모리의 모든 블록은 고르게 쓰여지고 지워져야 한다. 그러나 지역 접근성을 가지는 데이터를 Cost-benefit 방법으로 처리하면 성능은 좋으나 wear-leveling은 매우 나빠지는 문제점이 있다. 본 논문에서는 wear-leveling을 개선하기 위해 멀티 뱅크에서 하나의 뱅크는 cold 데이터를 다른 뱅크는 hot 데이터를 할당하고, 시간이 흐름에 따라 일정주기로 cold 뱅크와 hot 뱅크를 교환하는 CB-MB(Cost Benefit between Multi Bank) 방법을 제안하고 성능을 평가하였다. CB-MB방법은 hot 데이터와 cold 데이터를 블록단위로 분리하여 관리하는 Cost-benefit방법에 비해 성능에 있어 30% 성능향상을 보이고 wear-leveling측면에서 1/3이하로 표준편차를 줄였다.


    Since flash memory cannot be overwritten, new data are updated in new area. If data are frequently updated, garbage collection which is achieved by erasing blocks, should be performed to reclaim new area. Hence, because the count of erase operations is limited due to characteristics of flash memory, every block should be evenly written and erased. However, if data with access locality are processed by cost benefit algorithm with separation of hot block ad cold block though the performance of processing is hight wear-leveling is not even. In this paper, we propose CB-MB (Cost Benefit between Multi Bank) algorithm in which hot data are allocated in one bank and cold data in another bank, and in which role of hot bank and cold bank is exchanged every period. CB-MB shows that its performance is 30% better than cost benefit algorithm with separation of cold block and hot block its wear-leveling is about a third of that in standard deviation.


  • 주제어

    Flash File System .   Wear-leveling .   Garbage Collector .   Database .   Flash Memory.  

  • 참고문헌 (12)

    1. Jen-Wei Hsieh, Li-Pin Chang and Tei-Wei Kuo. 'Efficient On-line Identification of Hot Data for Flash-Memory Management', In SAC, pp.838-842, 2005 
    2. David Woodhouse, 'JFFS: The Journaling Flash File System', Red hat Inc, 2004 
    3. Atsuo Kawaguchi, Shingo Nishioka, and Hiroshi Motoda, 'Flash Memory Based File System,' Proceedings of USENIX Technical Conference, New Orleans, LA, pp.155-164, 1995 
    4. T.Chung, D.Park, Y. Ryu, and S. Hong. Lstaff: System software for large block flash memory. Lecture Notes in Computer Science, 3398:704-710, 2005 
    5. 박제호, 'K 분할 기반 플래시 메모리 균등 소거 방법론,' 정보처리학회 논문지 제13-D권 제3호, pp.377-382, 2006. 6     
    6. Y. Ryu and K. Lee. Improvement of space utilization in nand flash memory storages. Lecture Notes in Computer Science, 3820:766-775, 2005 
    7. L.Z Han, Y.S Ryu, T.S Chung, M.H Lee, S.W Hong, 'An Intelligent Garbage Collection Algorithm for Flash Memory Storages,' Lecture Notes in Computer Science, 3980:1019-1027, 2006 
    8. 김기영, 손성훈, 신동하, '플래시 메모리 파일 시스템을 위한 가비지 컬렉터 설계 및 구현,' 정보처리학회 논문지 A 제14-A권 제1호, pp.39-46, 2007. 2     
    9. Sudeep Jain, Yann-Hang Lee, 'Real-Time Support of Flash Memory System for Embeded Applications,' Proc. of the Fourth IEEE workshop on SEUS-WCCIA '06, 2006 
    10. Chang, L, Kuo, T., and Lo, S., 'Real-Time Garbage Collection for Flash-Memory Storage Systems of Real-Time Embedded Systems,' In ACM Trans. on Embedded Computing Systems, November 2004, pp. 837-863 
    11. Li-Pin Chang, Tei-Wei Kuo and Shi-Wu Lo. 'A Real-Time Garbago Collection for Flash-Memory Storage Systems of Real-Time Embedded Systems.' ACM Trans. in Embedded Computing Systems, Vol.3, No.4, pp.837-863, 2004 
    12. ERAN GAL AND, SIVAN TOLEDO, 'Algorithms and Data Structures for Flash Memories', ACM Computing Surveys, Vol.37, Issue.2, pp.138-163, June, 2005 
  • 이 논문을 인용한 문헌 (1)

    1. Jang, Si-Woong ; Kim, Young-Ju ; Yu, Yun-Sik 2009. "A group based management method of flash memory for enhancing wear-leveling" 한국해양정보통신학회논문지 = The journal of the Korea Institute of Maritime Information & Communication Sciences, 13(2): 315~320     

 저자의 다른 논문

  • 장시웅 (17)

    1. 1996 "분산 UNIX 환경에서 Shared-Concurrent File System의 설계 및 구현" 정보처리논문지 = The transactions of the Korea Information Processing Society 3 (3): 617~630    
    2. 1997 "대규모 정보처리를 위한 병렬 화일시스템 설계에 관한 연구" 정보처리논문지 = The transactions of the Korea Information Processing Society 4 (5): 1221~1230    
    3. 1999 "디스크 입출력의 병렬성을 이용한 대용량 입출력 QoS 제어 기법" 정보과학회논문지. Journal of KISS (a):computer systems and theory. A 26 (1): 98~106    
    4. 1999 "데이타 종류에 기반한 NOD 시스템의 데이타 배치 방법" 한국해양정보통신학회논문지 = The journal of the Korea Institute of Maritime Information & Communication Sciences 3 (2): 421~431    
    5. 2000 "그룹기반 실시간 원격 학습 시스템의 설계 및 구현" 정보과학회논문지. Journal of KISS : Computing practices. 컴퓨팅의 실제 6 (5): 543~554    
    6. 2003 "ICT를 활용한 LT&T 교수-학습 모형의 설계 및 구현" 한국해양정보통신학회논문지 = The journal of the Korea Institute of Maritime Information & Communication Sciences 7 (7): 1491~1497    
    7. 2003 "전자상거래 촉진을 위한 공유키 기반 신용카드 조회 시스템" 정보처리학회논문지. The KIPS transactions. Part D. Part D d10 (6): 1059~1066    
    8. 2005 "XML을 이용한 e-Marketplace의 재고 공유 기능 설계 및 구현" 한국해양정보통신학회논문지 = The journal of the Korea Institute of Maritime Information & Communication Sciences 9 (6): 1371~1378    
    9. 2008 "소용량 데이터베이스 처리를 위한 DBMS의 성능 비교" 한국해양정보통신학회논문지 = The journal of the Korea Institute of Maritime Information & Communication Sciences 12 (11): 1999~2004    
    10. 2011 "무선 랜을 이용한 MOST 네트워크 진단 시스템의 설계 및 구현" 한국해양정보통신학회논문지 = The journal of the Korea Institute of Maritime Information & Communication Sciences 15 (8): 1695~1703    

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