플래시 스토리지에서 P/E cycle에 따른 I/O 실행 시간 변화를 고려한 실시간성 보장 수명 연장 기법

Abstract

최근의 안전 필수 실시간 시스템들은 기계 학습 및 신경망 기반의 프로그램을 도입함에 따라 정해진 마감 시간 내에 데이터 I/O를 반드시 처리할 수 있어야 한다. 낸드 플래시 기반 스토리지는 빠른 접근 시간 및 비휘발성 특성으로 인해 실시간 시스템에서 사용 가능한 저장장치로써 각광받고 있다. 그러나 낸드 플래시의 경우 플래시 페이지 및 블록의 program-erase cycle 이 증가함에 따라 I/O 실행 시간이 달라지고, 이는 I/O 응답 시간의 변화 및 최악의 경우 마감 시간 초과를 야기한다는 문제가 있다. 본 연 구에서는 그러한 특성을 고려하여 실시간성 보장 여부를 판단하는 schedulability 분석을 정의하고, 이를 기반으로 실시간성 보장 기간을 최대화하는 데이터 관리 기법을 제안한다. 제안하는 관리 기법을 상용 플래시의 일반 기법 및 대표적인 플래시 수명 연장 기법인 wear-leveling 과 비교하였다. 그 결과 일반 기법 대비 최대 78%, wear-leveling 기법 대비 최대 54% 의 실시간성 보장 기간 증가를 확인하였다.