WB-FTL

Abstract

플래시 메모리는 비휘발성 메모리로 빠른 접근속도, 저전력, 높은 내구성 그리고 낮은 비용의 생산 등의 강력한 특징을 지니고 있다. 또한, 대용량이 현실화 되어 하드 디스크로 대체용인 Flash SSD(Nand Flash-based Solid State Drive)로서 노트북에 탑재되어 출시되었다. 그러나, 이 메모리는 덮어 쓰기(overwrite)가 가능하지 않고, 쓰기 작업과 지우는 작업의 단위가 다르며 메모리의 수명이 제한되어있는 단점이 있다. 그래서 물리적인 계층과 논리적인 계층을 사상 시켜주는 역할을 하는 플래시 전환 계층 (Flash Translation Layer)은 위와 같은 단점을 고려하여 설계해야 한다. 최근 MRAM, FeRAM, PRAM(이하 NV-RAM이라고 부름)과 같은 차세대 메모리의 발달로 낸드 플래시 메모리에 이를 내장하여 위의 단점을 보완하려는 시도가 진행되고 있다. NV-RAM은 매우 좋은 성능을 가졌으나 가격이 높아 소 용량을 효율적으로 사용해야 한다. 본 논문에서는 NV-RAM를 플래시 전환 계층에서 효율적으로 이용 할 수 있도록 설계한 쓰기 버퍼를 활용한 플래시 전환 계층(Write-buffer Flash Translation Layer, WB-FTL)을 제안한다. 이 기법은 NV-RAM을 쓰기 버퍼로 사용하여 버퍼 안에서 자주 변경되는 데이터를 검출하고 자주 변경되지 않는 순차 데이터를 우선적으로 낸드 플래시 메모리에 저장시키는 전략을 제안한다. 그리고, NV-RAM를 이용하여 낸드 플래시 메모리의 삭제 연산의 수를 줄일 수 있는 합병 연산을 사용 한다.; Flash memory have been taking storage medium of various instruments by develops of electronics industry such as mobile products and handheld. Beside large-scale capacity flash memory has come out with Flash SDD(NAND Flash-based Solid State Drive) using substitute of hard disk that take in lap top computer. However, this memory has disadvantages that its content cannot be overwritten, and that an erase operation only be performed on a larger block than a write page, and that the number of erase operations for a memory cell is limited. Software designer reduce the number of erase operation of flash memory for extend life time. Aside from Flash memory technology, academia and industry put lots of effort on developing byte addressable non-volatile memory technology, e.g. FRAM, PRAM,MRAM, and etc(Call NVRAM). These devices are byte-addressable, do not require erase operation in performing write, and have similar access speed as SDRAM. Despite the promising physical characteristics, however, these technologies are at their inception stage and current technology allows for only small capacity. Due to its small capacity, these NVRAM’'s has very limited usage and cannot be used by itself. In this paper, I propose Write-buffer Flash Translation Layer(Call WB-FTL) that use write-buffer in NVRAM. This scheme suggest detecting frequence data in write-buffer and saving priority sequence data in NAND flash memory. And I proper novel merge operation that reduce erase operation of NAND flash memory. Therefore, we show performance evaluation that it overhead reduce.