플래시 메모리 파일 시스템을 위한 순수도 기반 페이지 할당 기법에 대한 연구
A Study of Purity-based Page Allocation Scheme for Flash Memory File Systems
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본 논문에서는 플래시 메모리 파일 시스템을 위한 새로운 페이지 할당 기법을 제안한다. 제안된 기법은 순수도를 고려하여 페이지를 할당하며, 이때 순수도는 플래시 메모리에서 유효한 페이지와 유효하지 않은 페이지가 공존하는 블록의 비율로 정의된다. 순수도는 플래시 메모리 파일 시스템의 블록 클리닝(block cleaning) 비용, 구체적으로 블록 클리닝을 수행할 때 복사해야할 페이지와 삭제해야할 블록의 양을 결정한다. 제안된 기법은 순수도를 향상시키기 위해 빈번하게 변경되는 데이터와 그렇지 않은 데이터를 구분하고, 이들을 서로 다른 블록에 할당한다. 데이터의 구분은 데이터의 속성 등의 정적 특성과 수행 시 변경 횟수 등의 동적 특성을 모두 고려한다. 제안된 기법은 내장형 보드와 YAFFS 상에 구현되었으며, 성능 분석 결과 기존 YAFFS에 비해 최대 15.4초 (평균 7.8초) 블록 클리닝 시간을 단축시켰다. 또한 이용율이 증가함에 따라 제안된 기법이 더욱 좋은 성능을 제공하였다.
Abstract
In this paper, we propose a new page allocation scheme for flash memory file system. The proposed scheme allocates pages by exploiting the concept of purity, which is defined as the fraction of blocks where valid pages and invalid pages are coexisted. The purity determines the cost of block cleaning, that is, the portion of pages to be copied and blocks to be erased for block cleaning. To enhance the purity, the scheme classifies hot-modified data and cold-modified data and allocates them into different blocks. The hot/cold classification is based on both static properties such as attribute of data and dynamic properties such as the frequency of modifications. We have implemented the proposed scheme in YAFFS and evaluated its performance on the embedded board equipped with 400MHz XScale CPU, 64MB SDRAM, and 64MB NAND flash memory. Performance measurements have shown that the proposed scheme can reduce block cleaning time by up to 15.4 seconds with an average of 7.8 seconds compared to the typical YAFFS. Also, the enhancement becomes bigger as the utilization of flash memory increases.
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