O1FTL: 작업 영역 기법을 통한 FTL의 결함 복구 성능 향상

국문 초록 (Abstract)

현재 낸드 플래시 메모리는 범용적인 사용에 힘입어 미디어의 용량이 급격하게 증가하고 있다. 하지만 낸드 플래시 메모리에 사용되는 FTL의 초기화 시간이 장치 용량에 비례하는 문제를 가지고 있어 사용자들에게 불편함을 주고 있다. 이를 해결하고자 하는 여러 초기화 기법들이 제시되어 왔지만, 결함상황에서는 복구 및 초기화 시간이 여전히 미디어 용량에 비례하는 문제점을 안고 있다. 따라서 본 논문에서는 FTL이 결함 상황에서도 효율적으로 데이터를 복구하고 초기화를 수행할 수 있는 작업 영역 기법을 제안한다. 작업 영역 기법은 특정 시점에서 낸드 플래시 메모리의 일부 영역에서만 변경 작업을 수행하도록 하여 결함 복구 시 탐색할 영역을 작업 영역이라는 한정된 공간으로 제한해준다. 우리는 이러한 작업 영역 기법을 FTL에 적용하여, 초기화 성능을 O(1)으로 보장하는 O1FTL을 구현하였다. 그리고 구현된 O1FTL을스냅샷 방식의 FTL과결함 상황에서 초기화 성능을 비교하여 초기화 수행 시간이 기존보다 단축되었음을 보여주었고, 또한 결함 복구 시간이 전체 용량에 비례하지 않는 고정된 크기임을 보여주었다.

목차 (Table of Contents)

• 1. 서 론 1
• 1.1. 연구배경 1
• 1.2. 연구목표 3
• 1.3. 논문의 구성 4
• 2. 관련연구 및 배경지식 5
• 2.1. 낸드 플래시 특성 5
• 2.2. FTL의 구조 및 역할 7
• 2.3. 낸드 플래시에서의 초기화 기법 10
• 2.3.1. 기본적인 초기화 방식 10
• 2.3.2. 슈퍼 블록을 이용한 초기화 기법 12
• 3. O1FTL 설계 17
• 3.1. 블록의 종류 18
• 3.2. 블록의 관리 20
• 3.3. 작업 영역의 관리 23
• 3.4. 쓰레기 수집(GARBAGE COLLECTION) 기법 24
• 4. 초기화 및 결함 복구 기법 25
• 4.1. 정상적 상황의 초기화 기법 25
• 4.2. 결함 복구 기법 26
• 5. 성능 분석 27
• 5.1. 모델링을 통한 성능 비교 27
• 5.1.1. 스냅샷 기법의 수행 시간 분석 28
• 5.1.2. 로그 기반 기법의 수행 시간 분석 29
• 5.1.3. 작업 영역 기법의 수행 시간 분석 31
• 5.2. O1FTL의 성능 분석 32
• 5.2.1. 실험 환경 및 성능 변수 33
• 5.2.2. 결함 상황에서의 초기화 성능 34
• 5.2.3. 평균 응답 시간 분석 36
• 6. 결론 및 향후과제 37
• 7. 참고문헌 39