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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 강수용
- 발행연도
- 2015
- 저작권
- 한양대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수2
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낸드 플래시 메모리는 기억매체로서 뛰어난 성능, 충격에 대한 내성, 낮은 전력 사용량 같은 유리한 특성들을 가지고 있다. 하지만 덮어쓰기(inplace-update)가 불가능하여 쓰기 전에 지우기를 해야 하는 특성과 구조상 읽기/쓰기는 페이지 단위, 지우기는 블록 단위로 해야 하는 문제가 있다. 또한 제한된 쓰기/지우기 횟수로 인한 수명에 제한을 가지고 있다.
이러한 문제들을 극복하고 기존의 호스트 인터페이스의 차이를 해결하기 위해 미들웨어 소프트웨어인 플래시 변환 계층(Flash translation layer, FTL)이 등장하게 되었다.
FTL은 플래시 메모리의 하드웨어 특성을 고려하여 하드디스크와 같은 블록 디바이스처럼 동작 할 수 있게 파일 시스템으로부터 내려오는 논리 주소를 플래시 메모리의 물리 주소로 변환하는 역할을 하는 소프트웨어이다. 현재까지 여러 가지 FTL알고리즘이 개발되어왔으며 그 중 압축 기반 FTL은 플래시 메모리에 쓰이는 데이터의 양을 줄이기 위해 호스트 요청 데이터를 압축해서 플래시 메모리에 기록하는 기법을 사용한다. 쓰기 연산을 줄여서 성능을 향상시키고 압축으로 인해 추가 영역 얻을 수 있는 이점이 있다. 하지만 이러한 압축 기반 FTL는 한 개의 물리페이지에 여러 논리페이지가 저장되기 때문에 물리 페이지 오류에 따른 심각한 데이터 신뢰성 문제가 야기될 수 있다. 본 논문에서는 데이터 압축률에 따라 쓰기모드 변환을 통해서 이러한 문제점을 해결하였고 기존 방식보다 더 좋은 성능을 보여주었다. 제안한 기법을 OpenSSD에 구현하였으며 실험을 통해서 검증하였다.
이러한 문제들을 극복하고 기존의 호스트 인터페이스의 차이를 해결하기 위해 미들웨어 소프트웨어인 플래시 변환 계층(Flash translation layer, FTL)이 등장하게 되었다.
FTL은 플래시 메모리의 하드웨어 특성을 고려하여 하드디스크와 같은 블록 디바이스처럼 동작 할 수 있게 파일 시스템으로부터 내려오는 논리 주소를 플래시 메모리의 물리 주소로 변환하는 역할을 하는 소프트웨어이다. 현재까지 여러 가지 FTL알고리즘이 개발되어왔으며 그 중 압축 기반 FTL은 플래시 메모리에 쓰이는 데이터의 양을 줄이기 위해 호스트 요청 데이터를 압축해서 플래시 메모리에 기록하는 기법을 사용한다. 쓰기 연산을 줄여서 성능을 향상시키고 압축으로 인해 추가 영역 얻을 수 있는 이점이 있다. 하지만 이러한 압축 기반 FTL는 한 개의 물리페이지에 여러 논리페이지가 저장되기 때문에 물리 페이지 오류에 따른 심각한 데이터 신뢰성 문제가 야기될 수 있다. 본 논문에서는 데이터 압축률에 따라 쓰기모드 변환을 통해서 이러한 문제점을 해결하였고 기존 방식보다 더 좋은 성능을 보여주었다. 제안한 기법을 OpenSSD에 구현하였으며 실험을 통해서 검증하였다.
목차
국문 요약 5제 1 장 서 론 61.1. 연구배경 및 목적 61.2. 논문의 구성 7제 2 장 관련 연구 82.1. Solid State Drive (SSD) 82.2. Flash Translation Layer 102.2.1 Address Mapping 112.2.2 Page Allocation 122.2.3 Garbage Collection 132.3. zFTL 142.3.1 System Architecture 152.3.2 Address Mapping 162.3.3 Garbage Collection 172.4. Cell Programming 182.4.1 SLC, MLC, TLC 172.4.2 Flexible Programming 19제 3 장 압축률에 따른 쓰기모드 변환 FTL 구현 213.1 OpenSSD 213.1.1 Copy back 223.1.2 Garbage Collection 233.2 lzfx Compression Algorithm 263.3 Flexible Programming 263.4 Write Mode FTL based on Compression 273.5 Memory Requirement 29제 4 장 성능측정 324.1 실험 환경 324.2 실험 및 성능 측정 334.2.1 Average Compression Ratio 334.2.2 Write Amplification Factor 354.2.3 Running Time 364.2.4 SLC-MLC Write Rate 394.2.5 Internal Fragmentation 404.2.6 GC 41제 5 장 결론 및 향후 과제 42참고문헌 43ABSTRACT 45감사의 글 47
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