NAND flash 메모리 기반 범용 스토리지 플랫폼 설계 및 실시간 성능 분석기 개발

Abstract

NAND flash 메모리는 빠른 랜덤 읽기 속도 및 저전력의 이점으로 인하여 MP3, 스마트폰 및 PC와 같은 일반 사용자용 전자기기에서부터 고성능을 요구하는 엔터프라이즈 시스템에까지 널리 사용되고 있다. 이러한 이유는 NAND flash 메모리의 여러 장점에 그 이유가 있다. NAND flash 메모리는 기존의 HDD와 같이 기구부 메커니즘을 갖는 구조가 아니기 때문에 충격에 대한 내구성이 매우 강하다. 또한 비 휘발성 메모리로써 소비 전력 또한 낮으며 기술의 발전으로 Single-level Cell에서 셀 당 두 비트 이상의 데이터를 저장할 수 있는 Multi-level Cell 기술이 발전됨에 따라 가격대비 용량의 증가로 기존의 주 저장장치로 사용되던 HDD를 빠르게 대체하고 있다. 하지만 이러한 장점을 가지고 있는 NAND flash 메모리는 다음과 같은 단점이 존재한다. 우선 DRAM과 같이 덮어쓰기 동작이 불가능하기에 지우기 명령 처리 후 데이터를 써야 하며 Cell 자체에 P/E(Program and Erase) 사이클이 존재하여 수명의 문제가 있다. 마지막으로 읽기/쓰기 단위와 지우기 명령의 처리 단위가 다르기 때문에 이를 효율적으로 처리하기 위한 방법이 필요하다. 이와 같은 NAND flash 메모리의 단점을 극복하고 효율적인 관리를 위하여 다양한 방법이 연구되고 있다. 이와 같은 연구를 하기 위해서는 다양한 NAND flash를 지원할 수 있는 HW 및 SW 개발 환경이 필요하게 된다. 본 연구에서는 사용자가 손쉽게 NAND flash와 관련된 연구를 할 수 있는 플랫폼의 개발 및 구현을 하였고 동기식 NAND flash 제어기의 실시간 성능 측정을 위한 HW 레벨의 분석기 개발하였다.