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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.
지중구조물 설치시 이격거리별 압축형 앵커의 안정성 평가
서현민(Seo, Hyunmin),이강일(Lee, Kangil) 한국방재학회 2017 한국방재학회논문집 Vol.17 No.4
도심지 지하구조물의 소형터널 시공은 구조적 안정성 확보를 위해 앵커가 설치된 구조물에 큰 영향을 끼치며, 이 때문에 상호 구조물간의 안정성에 문제가 많이 발생되고 있다. 이 같은 문제를 해결하고자 본 연구에서는 현장에 많이 적용되고 있는 압축형 앵커가 설치된 지반을 대상으로 터널 근접 시공시 앵커와 터널의 적정이격거리에 대하여 수치해석을 통해 제안하고자 한다. 해석결과 수직 이격거리의 경우는 터널반경의 0.5 D 이상을, 수평 이격거리의 경우는 터널반경의 0.75 D 이상을 확보해야 기 시공된 앵커구조물의 안정성이 확보되는 것으로 확인하였다. Construction of the underground structures such as tunnel in urban area has frequently a great impact on the neighboring structures specially reinforced with ground anchors. In other words, close construction between structures gives rise to a lot of problems in stability. This paper presents the result of numerical analysis that is carried out to find out the effect of close construction and the proper distance between tunnel and anchored structure. The result shows that the anchor system can be secured if tunnel construction takes place in 0.5D in vertical and 0.75D in horizontal away.
WWCLOCK: 플래시 메모리의 비대칭적 입출력 비용을 고려한 페이지 교체 알고리즘 (pp.913-917)
박준석(Junseok Park),이은지(Eunji Lee),서현민(Hyunmin Seo),고건(Kern Koh) 한국정보과학회 2009 정보과학회 컴퓨팅의 실제 논문지 Vol.15 No.12
낸드 플래시 메모리는 하드디스크와 달리 읽기 입출력과 쓰기 입출력이 소모하는 시간 및 전력량이 다르며 그 비율은 SLC, MLC, SSD 등 다양한 형태에 따라 상이하다. 특히 최근에는 내장 메모리 장치와 함께 외장 메모리 카드 또는 USB 메모리를 동시에 사용하는 경우도 증가하고 있어서, 버퍼 캐시 교체 알고리즘을 설계하는 데 있어서 페이지의 재참조 확률뿐 만 아니라 접근 장치와 참조 종류에 따른 입출력 비용을 함께 고려해야 한다. 본 논문은 페이지의 참조 빈도(frequency), 최근성(recency) 정보와 함께 읽기와 쓰기의 입출력 비용을 직접적으로 고려하는 WWCLOCK (Write-Weighted CLOCK) 알고리즘을 제안한다. WWCLOCK은 입출력 비용이 다른 다양한 2차 저장장치에 대해 적용 가능하며, CLOCK에 가까운 낮은 시간 및 공간 복잡도를 갖고 있다. 트레이스 기반 시뮬레이션을 통해 제안된 알고리즘이 LRU 알고리즘에 비해 전체 입출력 실행 시간을 평균 36.2% 감소시킴을 보인다. Flash memories have asymmetric I/O costs for read and write in terms of latency and energy consumption. However, the ratio of these costs is dependent on the type of storage. Moreover, it is becoming more common to use two flash memories on a system as an internal memory and an external memory card. For this reason, buffer cache replacement algorithms should consider I/O costs of device as well as possibility of reference. This paper presents WWCLOCK(Write-Weighted CLOCK) algorithm which directly uses I/O costs of devices along with recency and frequency of cache blocks to selecting a victim to evict from the buffer cache. WWCLOCK can be used for wide range of storage devices with different I/O cost and for systems that are using two or more memory devices at the same time. In addition to this, it has low time and space complexity comparable to CLOCK algorithm. Trace-driven simulations show that the proposed algorithm reduces the total I/O time compared with LRU by 36.2% on average.