플래시 메모리의 실시간 보장 기간 최대화를 위한 적응형 데이터 I/O 관리 기법

Abstract

본 논문에서는 낸드 플래시 내의 작업들의 P/E cycle에 따른 실행 시간 변화가 실시간성 보장을 위해 반드시 고려되어야 함을 보인다. 제시하는 문제를 해결하기 위해 P/E cycle에 따라 달라지는 데이터 I/O 실행 시간을 고려하여 실시간성 보장 여부를 판단하는 새로운 스케줄 가능성 분석과, 이 분석을 바탕으로 실시간성 보장 기간을 최대화하는 데이터 관리 기법을 제안한다. 제안하는 관리 기법은 일반적인 데이터 관리 기법과 대표적인 플래시 수명 연장 기법인 wear-leveling에 비해 실시간성 보장 기간을 향상시킨다. 임의 생성된 태스크 셋을 대상으로 제안된 기법을 실험하였을 때 일반적인 관리 기법에 비해 최대 81%, wear-leveling 기법에 비해 최대 63%까지 실시간성 보장 기간을 연장함을 확인하였다. 본 기법은 실시간 I/O를 필요로 하는 시스템의 신뢰성과 성능을 높이는 데 기여할 것으로 기대된다.

This paper demonstrates that variation of NAND flash operation latency must be considered to ensure real-time guarantees. To address this issue, a new schedulability analysis is proposed, which considers varying I/O execution time resulting from P/E cycle increase. An I/O management mechanism designed to maximize the duration of real-time guarantees is then suggested. The proposed technique can improve the duration of real-time guarantees compared to conventional flash firmware and wear-leveling technique, commonly used to extend the lifespan of flash storage. In evaluation, our proposed technique extended the real-time guarantee duration by up to 81% compared to conventional management methods, and up to 63% compared to wear-leveling techniques. Our solution is expected to enhance the reliability and performance of systems requiring real-time data I/O.