낸드 플래시 메모리를 위한 CLOCK 알고리즘 기반의 효율적인 버퍼 교체 전략

Abstract

최근에 낸드 플래시 메모리는 빠른 접근속도, 저 전력 소모, 높은 내구성 등의 특성으로 인하여 차세대 대용량 저장 매체로 각광 받고 있다. 그러나 디스크 기반의 저장 장치와는 달리 비대칭적인 읽기, 쓰기, 소거 연산의 처리 속도를 가지고 있고 제자리 갱신이 불가능한 특성을 가지고 있다. 따라서 디스크 기반 시스템의 버퍼 교체 정책은 플래시 메모리 기반의 시스템에서 좋은 성능을 보이지 않을 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 플래시 메모리의 특성을 고려한 새로운 플래시 메모리 기반의 버퍼 교체 정책이 제안되어 왔다.

본 논문에서는 디스크 기반의 저장 장치에서 우수한 성능을 보인 CLOCK-Pro를 낸드 플래시 메모리의 특성을 고려하여 개선한 CLOCK-NAND를 제안한다. CLOCK-NAND는 CLOCK-Pro의 알고리즘에 기반하며, 추가적으로 페이지 접근 정보를 효율적으로 활용하기 위한 새로운 핫 페이지 변경을 한다. 또한, 더티인 핫 페이지에 대해 콜드 변경 지연 정책을 사용하여 쓰기 연산을 지연하며, 이러한 새로운 정책들로 인하여 낸드 플래시 메모리에서 쓰기 연산 횟수를 효율적으로 줄이는 우수한 성능을 보인다.;Recently, NAND flash memory has been popular for a next-generation storage device because of its rapid access speed, low-power consumption, shock-resistant. However, unlike a disk based storage device, it has distinct characteristics such as the asymmetric cost of read, write and erase operation, and no in-place update. thus, disk based buffer management policies may not yield a good performance on NAND flash memory based system. To solve this problem, flash-aware buffer management policies which consider the characteristics of NAND flash memory have been proposed. In this paper, we propose a novel flash-aware buffer replacement olicy called CLOCK-NAND that is an enhancement of the well-known disk-based buffer replacement policy, CLOCK-Pro. Although CLOCK-NAND is basically based on the algorithm of CLOCK-Pro, it exploits a new hot page change policy to use page access information efficiently. Also, it delays write operation for dirty and hot page by using cold change delay policy and it yield a good performance on NAND flash memory according to these new policies.