1 / 11

NAND 플래시 메모리 파일 시스템의 설계

NAND 플래시 메모리 파일 시스템의 설계. Design of a File System on NAND Flash Memory 2005.11 박성환 ( shpark@dislab.hufs.ac.kr ). 목 차. 서론 플래시 메모리 플래시 메모리 기반의 파일 시스템의 설계 시스템 구조 메타 데이터의 구조 데이터 수정 실험 및 성능 평가 시뮬레이션과 작업부하의 설계 실험 결과 결론 및 향후 과제. 서론. 플래시 메모리의 특성 임의 접근이 가능한 메모리 데이터 수정시 쓰기 연산 전에 초기화 연산 수행

tekli
Download Presentation

NAND 플래시 메모리 파일 시스템의 설계

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. NAND 플래시 메모리 파일 시스템의 설계 Design of a File System on NAND Flash Memory 2005.11 박성환 (shpark@dislab.hufs.ac.kr)

  2. 목 차 • 서론 • 플래시 메모리 • 플래시 메모리 기반의 파일 시스템의 설계 • 시스템 구조 • 메타 데이터의 구조 • 데이터 수정 • 실험 및 성능 평가 • 시뮬레이션과 작업부하의 설계 • 실험 결과 • 결론 및 향후 과제 NAND 플래시 메모리 파일 시스템의 설계

  3. 서론 • 플래시 메모리의 특성 • 임의 접근이 가능한 메모리 • 데이터 수정시 쓰기 연산 전에 초기화 연산 수행 • 플래시 메모리 특성에 맞는 플래시 파일 시스템을 설계 • 메타 데이터의 구조 및 데이터 수정 기법을 제안 • 메모리 공간을 효율적으로 사용하기 위함 • 쓰기 연산 비용을 줄이기 위함 • 로그 구조 파일 시스템에 기반을 둠 • Log-Structured File System • 크기가 큰 파일의 데이터를 변경할 경우 전체의 데이터를 다시 써준다는 가정 NAND 플래시 메모리 파일 시스템의 설계

  4. 플래시 메모리 • NOR 플래시 메모리 • 버스 형태의 인터페이스를 가짐 • 임의 접근이 가능 • CPU에 직접 연결되어 code를 직접 수행 가능 • 집적도가 낮고 고가임 • NAND 플래시 메모리 • NOR 플래시 메모리보다 블록단위의 삭제 연산 속도가 빠름 • 쓰기 연산 또한 빠름 • 임의 접근이 느리고 읽기 쓰기 연산이 페이지 단위임 • 집적도가 높고 저가이며 대용량에 적합함 NAND 플래시 메모리 파일 시스템의 설계

  5. 플래시 메모리 기반의 파일 시스템의 설계 • 위치 정보 영역 • 고정된 위치 • 메타 데이터의 위치 정보를 저장 • Mount를 빠르게 실행 가능 • 메타 데이터 및 데이터 영역 • 위치 정보 영역을 제외하고 세그먼트와 블록 단위로 할당 • 메타 데이터는 데이터 영역의 위치 정보를 저장 • Mount를 빠르게 실행 가능 • RAM에 파일들의 위치를 유지 가능 NAND 플래시 메모리 파일 시스템의 설계

  6. 메타 데이터 구조 • 파일에 대한 정보 저장 • 하나의 페이지에 기록 • 512Bytes • 지원하는 파일의 크기에 제한이 됨 • 메타 데이터를 링크드리스트로 저장 • 4GB파일크기 지원 NAND 플래시 메모리 파일 시스템의 설계

  7. 데이터 수정 • 수정되기 이전의 파일 데이터를 읽어 옴 • 수정하려는 파일의 데이터와 위에서 읽어온 데이터를 비교하여 수정되는 데이터의 위치와 크기를 조사함 • 수정되는 데이터를 기록할 영역을 할당함 • 메타 데이터의 정보를 갱신하여 플래시 메모리에 저장. 메타 데이터를 위해 새로운 세그먼트를 할당받은 경우에는 위치 정보 영역에 갱신된 메타 데이터의 위치를 기록 • 3에서 할당받은 데이터 영역에 수정된 데이터 기록이 완료되면 수정되기 이전의 데이터를 무효화함 NAND 플래시 메모리 파일 시스템의 설계

  8. 시뮬레이션과 작업부하의 설계 • 40개의 블록으로 구성된 64MB 용량의 플래시 메모리 • 40 * 16K = 640K 밖에 안됨 (4000블록으로 예상) • 본 실험은 수정된 데이터만 플래시 메모리에 쓰는 경우를 실험 • 파일 생성 후, 1KB단위로 데이터를 수정하여 파일의 크기가 10KB가 될 때 총 쓰기 횟수 측정 • 파일 생성 후, 10KB단위로 데이터를 수정하여 파일의 크기가 100KB가 될 때 총 쓰기 횟수 측정 NAND 플래시 메모리 파일 시스템의 설계

  9. 실험 결과 • 쓰기 양을 감소시키는데 중점을 둠 • FFS (Flash File System) • 데이터 수정시 모든 데이터를 다시 쓰는 기법 • RFFS (Robust Flash File System) • 수정된 데이터만을 기록한 후 , 메타 데이터와 위치 정보 데이터를 기록 • RFFS-ML • 메타 데이터와 위치 정보 데이터 쓰기의 영향을 알아보기 위해 데이터 수정 시 수정된 데이터만 기록하고 메타 데이터와 위치 정보 데이터는 기록하지 않음 NAND 플래시 메모리 파일 시스템의 설계

  10. 실험 결과 (Cont) • RFFS와 RFFS-ML이 우수한 성능을 발휘함 • RFFS와 RFFS-ML을 비교하면 메타 데이터와 위치 정보 데이터로 인한 오버헤드가 크지 않음을 알 수 있음 • 수정되는 데이터 양이 많을수록 메타 데이터와 위치 정보 데이터로 인한 오버헤드가 상대적으로 작아짐 NAND 플래시 메모리 파일 시스템의 설계

  11. 결론 및 향후과제 • 플래시 메모리의 수명연장을 위해 메타 데이터와 데이터를 수정하는 새로운 기법을 제안함 • 데이터 수정시 수정된 데이터와 메타 데이터및 위치 정보 데이터만을 수정함으로 해서 쓰기 횟수를 줄임 • 향후에는 좀 더 효율적인 데이터 수정 기법을 위한 연구가 계속되어야 할 것임 NAND 플래시 메모리 파일 시스템의 설계

More Related