참조 패턴에 따라 페이지 및 블록 사상 영역의 크기를 조절하는 Janus-FTL

권훈기(Hunki Kwon),김은삼(Eunsam Kim),최종무(Jongmoo Choi),이동희(Donghee Lee),노삼혁(Sam H. Noh) 한국정보과학회 2009 정보과학회 컴퓨팅의 실제 논문지 Vol.15 No.12

본 논문에서는 참조 패턴에 따라 페이지 사상정책과 블록 사상 정책을 선택적으로 사용하는 Janus-FTL을 제안한다. 일반적으로 플래시 메모리의 특성에 따르면, 순차 참조의 경우 블록 사상 FTL이 적당하고, 비 순차적인 참조의 경우 페이지 사상 FTL이 적당하다. 따라서 실용적인 FTL은 데이터의 특성에 따라 플래시 메모리 블록을 블록 사상 또는 페이지 사상 정책으로 선택적으로 사용하면서, 블록 사상 영역과 페이지 사상 영역의 크기를 참조 패턴에 따라 효율적으로 변화하여 할당하는 관리 기법이 필요하다. 본 논문에서는 저장된 데이터가 블록 사상 영역에서 페이지 사상 영역으로 이동하는 퓨전(Fusion) 연산과 반대로 이동하는 디퓨전(Defusion) 연산을 통해, 블록 사상과 페이지 사상 기법을 동시에 활용하는 Janus-FTL을 설명한다. 또한 Janus-FTL을 구현하여 성능을 측정하였으며, 성능 측정 결과에 따르면 기존의 FTL에 비해 최대 50%의 우수한 성능을 보였다. Naturally, block mapping FTL works well for sequential writes while page mapping FTL does well for random writes. To exploit their advantages, a practical FTL should be able to selectively apply a suitable scheme between page and block mappings for each write pattern. To meet that requirement, we propose a hybrid mapping FTL, which we call Janus-FTL, that distributes data to either block or page mapping areas. Also, we propose the fusion operation to relocate the data from block mapping area to page mapping area and the defusion operation to relocate the data from page mapping area to block mapping area. And experimental results of Janus-FTL show performance improvement of maximum 50% than other hybrid mapping FTLs.

SLBFTL을 이용한 임베디드 DBMS에서의 효율적인 저장소

김상현,박상원,최화영 한국정보과학회 2009 데이타베이스 연구 Vol.25 No.3

Flash Memory is widely used as a storage device of embedded devices and computers these days. The basic hardware characteristics of flash memory are non-volatility, low power consumption, shock resistance, and erase-before-write feature. The most important characteristic of flash memory, namely “erase-before-write”, has to be erased in the unit of block before new data can be overwritt b. Due to its hardware characteristic, Flash Memory requires a software layer called FTL(Flash Translation Layer) to be used as a mass storage. There are three kinds of typical FTL algorithms such as, mirror block(FMAX) method, log block method, and spare space block(MITS) method. The FTL algorithms, mentioned as above, write the data to other locations with out-of-place mappiarewhen they are asked to be overwritt b. Espeanally, mirror block and spare space block method have no sector map tablestt b.sector iat bmation. It allows them iacrease additional read operations to search demanded sectors. Therefore, we propose an improved FTL rdware ch(Sector Lookaside Buffer)tt b.rectitywarethe drawbacks of FTL with out-of-place mappiar. SLB supports FTL to cache iat bmation of some desired sectors. SLB has a hash table to retain setctor iat bmation. It helps read and write operations find physical sector locations. We implemented several FTL schemes and experimented on them rdwareI/O benchmark and TPC-A benchmark. We show that FTL with SLB has a good performance of read operation as twice as one without SLB in embedded linux and DBMS. 최근 플래시 메모리는 디지털 카메라, 휴대폰, PDA, 넷북 등 엠베디드 기기 및 컴퓨팅 기기의 저장장치로 많이 이용되고 있다. 그러나 플래시 메모리는 덮어쓰기(overwrite) 연산이 되지 않는 물리적 특성이 있어 디스크와 같은 저장장치를 플래시 메모리로 바로 대체할 수 없다. 또한 현재 데이터베이스시스템은 디스크 기반 저장장치를 고려하여 설계되었기 때문에 플래시 메모리를 데이터베이스시스템의 저장장치로 바로 사용할 수 없다. 플래시를 저장매체로 사용하기 위해 FTL(Flash Translation Layer)이라는 소프트웨어 변환 계층이 필요하다. FTL은 복사블록기법, 여유영역기법, 로그블록기법 등이 있고, 이러한 FTL 알고리즘 중 복사블록기법이나 여유영역기법 등은 변동섹터(out-ofplace)방식을 사용하고 섹터 맵을 유지하지 않는 특징이 있다. 이 두 FTL은 원하는 섹터를 찾기 위해 추가적인 연산이 발생한다. 따라서 본 논문은 섹터 맵의 일부를 캐싱하는 SLB(Sector Lookaside Buffer)정책을 두어, 블록 매핑을 사용하는 변동섹터방식의 FTL의 문제점을 개선한 FTL을 제안한다. SLB는 엔트리 수에 따라 플래시 메모리의 블록내 섹터에 대한 맵 정보를 메모리에 유지한다. 섹터 검색 시, SLB를 기존 맵 테이블에서 논리적 섹터 번호를 이용하여 물리적 블록과 섹터 위치를 찾기 전에 SLB 엔트리에서 물리 섹터 번호를 먼저 찾음으로써 읽기 성능을 향상시켰다. SLB를 적용한 FTL은 작은 랜덤 읽기 및 쓰기가 많이 발생하는 데이터베이스시스템에서 읽기 연산의 횟수를 획기적으로 줄임으로써 기존 FTL에 비해 개선된 I/O 성능을 보였다. 본 논문에서는 SLB를 사용한 FTL를 구현하여 임베디드 리눅스와 DBMS에서 실험 결과를 나타내고 분석하여 플래시 메모리 저장장치로서 효과적으로 사용될 수 있도록 성능을 개선하였다.

데이터 접근 패턴을 고려한 요구 기반 FTL 내 캐시의 동적 관리 기법

이빛나(Bitna Lee),송내영(Naeyoung Song),고건(Kern Koh) 한국정보과학회 2012 정보과학회논문지 : 시스템 및 이론 Vol.39 No.1

Flash memory is widely used in mobile devices due to these features like low consumption and the high performance. Flash Translation Layer (FTL) is the software layer managing the mapping between Flash memory and upper layers, which affects the entire performance of Flash devices. In various FTL scheme, page-level FTL has the flexibility and the high performance, but the size of the page mapping table is a big disadvantage. To solve this problem, Demand-based FTL (DFTL) has been proposed, which only keeps frequently used mapping addresses in mapping table cache. In DFTL, overhead is occurred by Flash memory accesses when the hit ratio of CMT (Cached Mapping Table) is decreased. These problems are common, even in general sequential accesses. Thus, we propose a scheme which predicts storage access pattern and reads referenced entry of CMT in advance. This scheme predicts storage access pattern and puts the continuous mapping address in CMT when these accesses are sequential. In that case, the amount of address entries is managed dynamically. It also determines whether evicted entry is accessed repeatedly for recognizing the occurrence of thrashing. Finally, we propose a replacement policy of CMT. In the experimental results, the proposed scheme reduces average response time by read 26%, write 23% with a little space overhead compared to an existing DFTL. 플래시 메모리는 낮은 전력 소비와 높은 성능으로 인해 휴대용 기기에 널리 사용되고 있다. FTL은 플래시 내 자료를 관리하는 소프트웨어 계층으로 플래시 전체의 성능에 영향을 끼친다. 그 중 페이지 레벨 매핑 기법을 적용한 FTL은 유연성이 높고 속도가 빠르나 주소 변환 테이블의 크기가 큰 단점이 있다. 이를 해결하기 위해 자주 접근되는 영역의 매핑 주소만을 매핑 테이블 캐시에 올려놓는 Demandbased FTL(DFTL)이 제안되었다. DFTL에서는 CMT(Cache Mapping Table)의 적중률이 떨어지는 경우 빈번한 플래시 메모리 접근 오버헤드가 발생하게 된다. 이러한 문제는 흔히 발생하는 일반적인 순차 접근에서조차 문제가 된다. 이에 본 논문에서는 저장 장치의 접근 패턴을 예측하여 CMT의 참조 엔트리를 미리 읽어오는 기법을 제안한다. 제안하는 기법은 저장 장치 접근 패턴의 순차성을 판단하여 연속된 매핑 주소를 미리 CMT에 올려놓고, 읽어오는 매핑 주소 엔트리의 양은 동적으로 관리한다. 추가적으로 CMT에서 발생하는 쓰레싱(thrashing)을 파악하기 위해 쫓겨나는 희생 엔트리의 접근 여부를 분석하여 이를 활용하였으며, CMT의 교체 기법에 대해 제안하였다. 실험 결과에서 본 기법은 기존의 DFTL에 비해 약간의 공간 오버헤드와 함께 읽기 26%, 쓰기 23% 감소한 평균 응답 시간을 보였다.

공정거래법의 사적(私的) 집행제도의 변경 및 그 보완방안 - 2000.5.7.자 및 6.23.자 정부제출안 및 2000년도 정기국회에서 통과예정인 안을 중심으로 -

김차동 ( Cha-dong Kim ) 한국경제법학회 2004 경제법연구 Vol.3 No.-

According to the proposed amendment bill, preliminarily announced by the Korea 亡air Trade Commission ( ‘KFTC’ ) on May 7, 2004, (KFTC revised the presumption clause for the amount of damages, from the proposed amendment bill of May 7, 2004, when submitting the revised proposal on June 23, 2004),one of the essential features of the proposed amendment bill is the dramatic improvement of the damage compensation system, the aim of which is to promote a system of private enforcement. This amendment bill has passed the competent standing committee, that is, the National Policy Committee in its original form as presented, as well as the Legislation and Judiciary Committee on November 30, 2004, and is awaiting the approval of the plenary session which is close at hand. The current system for damage compensation under the Monopoly Regulation and Fair Trade Law ( ‘FTL’ ), which is a separate system from that under Article 750 of the Civil Code, is understood as providing a separate right to compensation, independent from the right to compensation under the Civil Code. This is because the former acknowledges strict liability, the principle that a corrective order should be final and conclusive, and a separate system of statute of limitation which period is shoter than that in the Civil Code, and it has been well established that the two claim rights, the damage compensation right in KFTL and in the Civil Code, are concurrent. However, the proposed amendment bill has induced the fundamental change of characteristics in the damage compensation system under FTL, by converting it into the same right to compensation as that under Article 750 of the Civil Code thus getting out of the current differences of the two rights to make an integrated right, although there has been an amendment which transfers the burden of proof for intentional and negligent conducts, which is different from the general principle of Article 750 of the Civil Code. In the course of this process, the provisions pertaining to the principle that a corrective order should be final and conclusive and the system of shorter period of the statute of limitation, as well as strict liability have all been removed. In addition, the system of the determination of damage amount awarded at the court’s discretion is to be newly established under the proposed amendment bill. This shows the legislative intention to promote private enforcement by the increasing of antitrust suits, thus extending the court’s discretionary power with respect to the acknowledgement of damage amount, as many have pointed out that the reason why there has only been a few antitrust suits claiming damages under the FTL, lies in the fact there have been many instances where it was impossible to meet the strict burden of proof required by the existing case law, regarding the calculation of damages. I, as a member of the TF Team for Study of System for the Promotion of Private Actions, organized under the initiative of the KFTC around 2002, have participated in a study for promotion of private antitrust suits under the FTL, such as improvement of the compensation system and introduction of claim for injunction, for a period of one year. With the knowledge gained from such activities, I would like to add some comments which may be helpful, regarding how the proposed amendment bill at hand will change the antitrust damage compensation, and whether such changes will fit the legislative intention to promote private actions, and thus provide an introduction to the many discussions interpretation thereof, which will no doubt arise during the process of execution of the amendments. Various proposals for revision to the amendment bill have been presented in the course of deliberation of the foregoing proposed amendment. Among them, the proposal by National Assembly member Seung-min Yu includes a clause concerning claims for injunction. There has been a doctrinal dispute concerning whether, even under the current system where no explicit provisions allow for injunction claims, it would be possible to claim for an injunction against conduct which is in violation of the FTL. The prevailing view, under Japanese influence, is that such claim is not allowable. Cases that acknowledge such claims coexist with those repudiating it in first instance cases, without any precedent at the level of the Supreme Court in this respect. The foregoing proposed revision to the amendment bill submitted by Mr. Yu, is a very desirable attempt which meets the current necessity of avoiding the uncertainty of these theories and precedents, while at the same time taking into account the need for the proper protection of the victims of FTL offenses. Nevertheless, because this proposed revision consists a single clause, it has resulted in an inadequate provision lacking in sufficient review concerning the appropriate procedures and supplementary provisions pursuant to the introduction of an injunction claim. Thus his proposal has failed in achieving its genuine intention, and is very unlikely to be legislated. Having reviewed the proposed amendment bill, it seems that as a result of being overly conscious of the criticism directed at the principle that a corrective order should be final and conclusive, before a damage claim by FTL is filing, it is attempting a fundamental reform by integrating the compensation system for antitrust damages under the FTL, which has so far been a separate claim, into the claim for compensation under Article 750 of the Civil Code, with the proviso of the acknowledgment of the transfer of burden of proof. Of course, in circumstances where one cannot but rely on Article 750 of the Civil Code to make a claim for compensation of antitrust damages, the proposed amendment bill is not without positive aspects that contribute to the promotion of private antitrust suits, through the transfer of the burden of proof. However, the current compensation system under the FTL has some advantages such as strict liability, acknowledgment of de facto power to presume offensive acts as illegal which are accused by the conclusive corrective orders, and a longer short-term statute of limitation, unlike that of Article 750 of the Civil Code, and thus is able to protect the victims more effectively than that of Article 750 of the Civil Code. It is regrettable that the original amendment prepared by the FTC, that is, the proposal of taking down the ‘final and conclusive corrective measures’ to the completion of the decision process at the level of the FTC, has been handed down during the negotiations among Ministries, in order to resolve the current problem that one may not claim for antitrust damages until the final judgment of the Supreme Court, which has been the biggest target for criticism. Given that the chief reason why the damage compensation system has not been actively in use lies in the difficulty of proving the amount of damages, the newly introduced system acknowledging the amount of damages is epochal event. It is the most prominent one among the amendments to the private action system. From the perspective that it is difficult to abstractly regulate diverse methods of estimation for the amount of damages, the amendment at hand places quite a large portion of it in the court’s discretion, that is the weight of evidence is to be determined at the court’s discretion, through the legal procedures. Thus, such matter has been left behind to be developed through the accumulation of judicial precedents. In the meantime, the amendment regarding injunction claims, despite the urgent necessity of its introduction, is required to be modified and supplemented, as it is too simple to provide details and still has many problems. In conclusion, in the case of the U.S., as the private enforcement sector, which enforces the fair trade law through claims for compensation and injunction, has been in active use, the private antitrust enforcement cases reportedly accounted for more than 90% of all enforcement cases. As such, I hope that our private enforcement system will also be activated through improvement so that market competition may thrive in our society.

SSD FTL 캐시 알고리즘 분석 및 제언

이형봉 ( Hyung Bong Lee ),정태윤 ( Tae Yun Chung ) 한국정보처리학회 2023 정보처리학회논문지. 컴퓨터 및 통신시스템 Vol.12 No.1

SSD는 이미 할당된 페이지에 대한 제자리 덮어쓰기가 불가능하므로 쓰기 연산이 있을 때마다 새로운 클린 페이지로의 대체가 필요하다. 이 문제를 지원하기 위해 SSD는 운영체제의 파일시스템에서 관리하는 논리 페이지를 현재 할당된 물리 페이지로 매핑하는 플래시 변환 계층인 FTL을 내부에 둔다. 쓰기 연산으로 버려진 SSD 페이지는 초기화 작업을 거쳐 재활용되어야 하는데, 그 횟수에 제한이 있기 때문에 FTL은 기본인 페이지 매핑 기능 외에 쓰기 횟수를 줄일 수 있는 캐시 기능을 제공한다. 이 연구에서는 쓰기 횟수를 줄이기 위한 FTL의 캐시 방법론에 집중하여 관련된 알고리즘들을 분석하고, 쓰기 전용 캐시 전략을 제안한다. 시뮬레이터를 사용하여 쓰기 전용 캐시를 실험한 결과 최대 29%의 개선 효과를 보였다. It is impossible to overwrite on an already allocated page in SSDs, so whenever a write operation occurs a page replacement with a clean page is required. To resolve this problem, SSDs have an internal flash translation layer called FTL that maps logical pages managed by a file system of operating system to currently allocated physical pages. SSD pages discarded due to write operations must be recycled through initialization, but since the number of initialization times is limited the FTL provides a caching function to reduce the number of writes in addition to the page mapping function, which is a core function. In this study, we focus on the FTL cache methodologies reducing the number of page writes and analyze the related algorithms, and propose a write-only cache strategy. As a result of experimenting with the write-only cache using a simulator, it showed an improvement of up to 29%.

재할당 블록을 이용한 플래시 메모리를 위한 효율적인 공간 관리 기법

권세진(Se-Jin Kwon),정태선(Tae-Sun Chung) 한국정보과학회 2007 정보과학회 컴퓨팅의 실제 논문지 Vol.13 No.7

플래시 메모리는 전원이 끊기더라도 정보를 유지할 수 있는 비 휘발성 메모리로써 빠른 접근속도, 저 전력 소비, 간편한 휴대성 등의 장점을 가진다. 플래시 메모리는 다른 메모리와 달리 “쓰기 전지우기”(erase before write) 성질과 제한된 수의 지우기 연산을 수행할 수 없는 성질을 지닌다. 이와 같은 하드웨어 특성들로 인해 소프트웨어인 플래시 변환 계층(FTL: flash translation layer)을 필요로 한다. FTL은 파일 시스템의 논리주소를 플래시 메모리의 물리주소로 바꾸어주는 소프트웨어로써 FTL의 알고리즘으로 인해 플래시 메모리의 성능, 마모도 등이 좌우된다. 이 논문에서는 새로운 FTL의 알고리즘인 EAST를 제안한다. EAST는 재할당 블록(reallocation block)을 이용한 효율적인 공간 관리 기법으로 로그 블록의 개수를 최적화 시키고, 블록 상태를 사용한 사상 기법을 사용하며, 플래시 메모리의 공간을 효율적으로 관리한다. EAST는 특히 플래시 메모리의 용량이 크고 사용하는 용량이 작을 경우 FAST보다 더 나은 성능을 보인다. Flash memory offers attractive features, such as non-volatile, shock resistance, fast access, and low power consumption for data storage. However, it has one main drawback of requiring an erase before updating the contents. Furthermore, flash memory can only be erased limited number of times. To overcome limitations, flash memory needs a software layer called flash translation layer (FTL). The basic function of FTL is to translate the logical address from the file system like file allocation table (FAT) to the physical address in flash memory. In this paper, a new FTL algorithm called an efficient and advanced space-management technique (EAST) is proposed. EAST improves the performance by optimizing the number of log blocks, by applying the state transition, and by using reallocation blocks. The results of experiments show that EAST outperforms FAST, which is an enhanced log block scheme, particularly when the usage of flash memory is not full.

낸드 플래시 메모리 상에서 쓰기 패턴 변환을 통한 효율적인 B-트리 관리

박동주(Dong-Joo Park),최해기(Haegi Choi) 한국정보과학회 2009 정보과학회논문지 : 시스템 및 이론 Vol.36 No.6

플래시 메모리는 하드디스크와 다른 물리적 특성을 가진다. 대표적으로 읽기연산과 쓰기연산의 비용이 다르고, 덮어쓰기(overwrite)가 불가능하여 소거연산(erase)이 선행되어야 한다. 이러한 물리적 제약을 소프트웨어적으로 보완해주기 위해서, 플래시 메모리를 사용하는 시스템은 대부분 플래시 변환 계층(Flash Translation Layer)을 사용한다. 현재까지 효율적인 FTL 기법들이 제안되었으며, 이들은 임의쓰기(random writes) 패턴보다 순차쓰기(sequential writes) 패턴에 훨씬 더 효율적으로 동작한다. 본 논문에서는 플래시 메모리 상에서 B-트리 인덱스를 효율적으로 생성, 유지하기 위한 새로운 기법을 제안한다. B-트리에 키의 삽입, 삭제, 수정 등의 연산을 수행하면 FTL에 비효율적인 임의쓰기 패턴을 많이 발생시키며, 결국 B-트리 인덱스 유지 비용이 커지게 된다. 제안하는 기법에서는 B-트리에서 발생되는 임의쓰기 패턴을 먼저 플래시 메모리의 쓰기 버퍼에 추가쓰기(append writes) 패턴으로 변환하여 저장하고, 추후이를 FTL에 효율적인 순차쓰기 패턴으로 FTL에 전달한다. 다양한 실험을 통해 제안하는 기법이 기존의 기법보다 플래시 메모리 I/O 비용 측면에서 우수하다는 것을 보인다. Flash memory has physical characteristics different from hard disk where two costs of a read and write operations differ each other and an overwrite on flash memory is impossible to be done. In order to solve these restrictions with software, storage systems equipped with flash memory deploy FTL(Flash Translation Layer) software. Several FTL algorithms have been suggested so far and most of them prefer sequential write pattern to random write pattern. In this paper, we provide a new technique to efficiently store and maintain the B-tree index on flash memory. The operations like inserts, deletes, updates of keys for the B-tree generate random writes rather than sequential writes on flash memory, leading to inefficiency to the B-tree maintenance. In our technique, we convert random writes generated by the B-tree into sequential writes and then store them to the write-buffer on flash memory. If the buffer is full later, some sequential writes in the buffer will be issued to FTL. Our diverse experimental results show that our technique outperforms the existing ones with respect to the I/O cost of flash memory.

대용량 SSD를 위한 다단계 플래시 변환계층

김용석(Yong-Seok Kim) 한국컴퓨터정보학회 2021 韓國컴퓨터情報學會論文誌 Vol.26 No.2

SSD의 FTL에서는 호스트로부터 요청된 논리적 페이지 번호를 실제 기록된 플래시 메모리 페이지 번호로 매핑하는 작업을 한다. 매핑 정보를 관리하기 위해서 사용되는 RAM의 용량을 줄이는 것은 매우 중요하다. 기존의 요구기반 FTL에서는 매핑 정보도 플래시 메모리 페이지에 기록하고 그들의 주소만 RAM에 테이블로 관리하는 2단계 방법을 적용하였다. 그러나 SSD의 용량이 수십테라바이트 수준으로 늘어나고 있으므로 이 방법만으로는 충분하지 않다. 본 논문에서는 소요되는 RAM의 용량을 획기적으로 줄이기 위해서 매핑 정보를 3단계로 관리하는 방법인 ML-FTL을 제안하고 그 성능을 평가하였다. 캐시를 적절히 활용함으로써 기존의 2단계 방법에 비해서 오버헤드가 늘어나는 정도가 미미하다는 것을 확인하였다. The flash translation layer(FTL) of SSD maps the logical page number requested from the host to the actual recorded flash memory page number. It is very important to reduce the amount of RAM used to manage the mapping information. In the existing demand-based FTLs, two-level method is applied in which mapping information is also recorded in flash memory pages and only their addresses are managed as a table in RAM. As the capacities of SSDs are growing to tens of terabytes, the amount of RAM for mapping table becomes too large. In this paper, ML-FTL was proposed as a method of managing mapping information in three levels to reduce the amount of RAM required drastically. From an evaluation, the increase in overhead was minimal compared to the conventional two-level method by properly utilizing cache.

페이지 단위 매핑 기반 대용량 NAND플래시를 위한 주소변환기법

서현민(Hyunmin Seo),권오훈(Ohhoon Kwon),박준석(Junseok Park),고건(Kern Koh) 한국정보과학회 2010 정보과학회 컴퓨팅의 실제 논문지 Vol.16 No.3

SSD는 NAND 플래시 메모리 기반의 저장장치로 속도가 빠르고, 전력 소모량이 작으며, 충격과 진동에 강하다는 좋은 특성 때문에 PC뿐 아니라 스토리지 서버 등에서도 사용되는 경우가 늘고 있다. NAND 플래시 메모리는 덮어쓰기가 불가능하다는 제약이 있으므로 SSD에서는 일반적으로 FTL이라고 불리는 소프트웨어 계층을 사용한다. 다양한 형태의 FTL 중 페이지 단위 변환에 기반한 FTL은 유연성이 높고 효율적인 쓰레기 수집 작업이 가능하다는 점에서 가장 성능이 좋다고 알려져 있다. 한편 이 방법은 64GB MLC SSD의 경우 64MB 크기의 변환 테이블이 메모리에 올라와 있을 것을 요구하므로 현실적인 사용이 제한되어 있다. 본 논문에서는 효율적인 캐시 구조를 통해 SSD에서도 순수한 페이지 단위 변환을 사용하는 방법을 제안한다. 제안된 방법에서는 매핑 테이블 메타 데이터를 사용해 완전 연관 캐시를 구성하고 캐시크기에 무관하게 O(1)시간에 주소를 변환한다. 다양한 환경에서 수집한 트레이스를 이용한 시뮬레이션 결과 32KB의 캐시 공간의 경우 80% 이상, 512KB의 경우 90% 이상의 적중률을 보였다. 이 경우 메모리 사용량은 64MB의 1.9%에 불과하며 캐시 미스로 인한 오버헤드는 실행시간 기준으로 2% 미만으로 측정되었다. SSD is a storage medium based on NAND Flash memory. Because of its short latency, low power consumption, and resistance to shock, it’s not only used in PC but also in server computers. Most SSDs use FTL to overcome the erase-before-overwrite characteristic of NAND flash. There are several types of FTL, but page mapped FTL shows better performance than others. But its usefulness is limited because of its large memory footprint for the mapping table. For example, 64MB memory space is required only for the mapping table for a 64GB MLC SSD. In this paper, we propose a novel caching scheme for the mapping table. By using the mapping-table-meta-data we construct a fully associative cache, and translate the address within O(1) time. The simulation results show more than 80 hit ratio with 32KB cache and 90% with 512KB cache. The overall memory footprint was only 1.9% of 64MB. The time overhead of cache miss was measured lower than 2% for most workload.

재구성 가능한 FAT 호환 통합 플래시 메모리 소프트웨어 구조

김유미(Yumi Kim),최용석(Yongsuk Choi),백승재(Seungjae Baek),최종무(Jongmoo Choi) 한국정보과학회 2010 정보과학회 컴퓨팅의 실제 논문지 Vol.16 No.1

As deployments of Flash memory are spreading out rapidly from tiny USB storages to large DB servers, interoperability become an indispensable requirement for Flash memory software architecture. For the purpose, many systems make use of the conventional FAT file system and FTL (Flash Translation Layer) software as a de facto standard. However, the tactless combination of the FAT file system and FTL does not satisfy diverse other requirements of a variety of systems. In this paper, we propose a novel reconfigurable integrated Flash memory software architecture, named INFLAWARE (INtegrated FLAsh softWARE) that supports not only interoperability but also reconfigurability and performance enhancement. Real implementation based experimental results have shown that INFLAWARE can achieve improvements of memory footprint up to 27% with an average of 19%, compared with the conventional FAT and FTL combination. Also, by using map_destroy technique, it can reduce response times of various applications up to 21% with an average of 10%. 소형 USB 저장장치에서부터 대용량 데이터베이스 서버에 이르기까지 플래시 메모리의 활용범위가 더욱 확장되어 감에 따라 저장된 데이터의 호환성은 플래시 메모리 관리 소프트웨어의 중요한 고려사항이다. 이를 위해 FTL(Flash Translation Layer)과 FAT 파일시스템이 플래시 메모리 관리를 위한 사실상 표준 소프트웨어로써 사용되고 있다. 그러나 동일한 FTL과 FAT 파일시스템을 다양한 하드웨어로 구성된 시스템에서 구동하는 경우 각각의 요구조건을 만족할 수 없는 문제가 발생한다. 따라서 본 논문에서는 재구성 가능하며 FAT 표준 데이터의 호환성 및 향상된 기능을 제공하는 통합 플래시 메모리 관리 소프트웨어인 INFLAWARE(INtegrated FLAsh softWARE)를 제안한다. 제안된 기법은 실제 플래시 메모리가 장착된 시스템에 구현되었으며, 실험을 통해 본 논문에서 제안한 기법이 기존 기법 대비 최대 27%, 평균 19%의 메모리 사용량 감소 효과를 가져 올 수 있으며 또한 map_destroy 기법의 적용을 통해 최대 21%, 평균 10%의 성능 향상이 있음을 보인다.