대용량의 NAND 플래시 메모리가 출시됨으로써, 다양한 용도로 사용이 가능해 졌다. 특히 모바일기기의 멀티미디어 기능 확장으로 인해 대용량 NAND 플래시 메모리의 수요가 증가하고 있다. YAFFS2, NILFS2, JFFS2파일시스템은 NAND 플래시 메모리 전용 파일시스템이다. 본 논문에서는 각 3개의 파일시스템에 4개의 I/O scheduler : CFQ(Complete Fair Queuing) I/O scheduler, NOOP(No Operation) I/O scheduler, Anticipatory I/O scheduler, Deadline I/O scheduler에 대한 순차적인 읽기, 쓰기 성능을 분석하였다. JFFS2 파일시스템 상에서의 Anticipatory I/O scheduler가 다른 I/O scheduler보다 쓰기 8%, 읽기 1.5% 이상 시간이 단축되었다. YAFFS2 파일시스템상에서는 4개의 I/O scheduler 시간이 일정하다. NILFS2 파일시스템에서는 Deadline I/O scheduler가 다른 I/O scheduler보다 쓰기 2%, NOOP I/O scheduler가 읽기 6%정도 시간이 단축 된다.
대용량의 NAND 플래시 메모리가 출시됨으로써, 다양한 용도로 사용이 가능해 졌다. 특히 모바일기기의 멀티미디어 기능 확장으로 인해 대용량 NAND 플래시 메모리의 수요가 증가하고 있다. YAFFS2, NILFS2, JFFS2 파일시스템은 NAND 플래시 메모리 전용 파일시스템이다. 본 논문에서는 각 3개의 파일시스템에 4개의 I/O scheduler : CFQ(Complete Fair Queuing) I/O scheduler, NOOP(No Operation) I/O scheduler, Anticipatory I/O scheduler, Deadline I/O scheduler에 대한 순차적인 읽기, 쓰기 성능을 분석하였다. JFFS2 파일시스템 상에서의 Anticipatory I/O scheduler가 다른 I/O scheduler보다 쓰기 8%, 읽기 1.5% 이상 시간이 단축되었다. YAFFS2 파일시스템상에서는 4개의 I/O scheduler 시간이 일정하다. NILFS2 파일시스템에서는 Deadline I/O scheduler가 다른 I/O scheduler보다 쓰기 2%, NOOP I/O scheduler가 읽기 6%정도 시간이 단축 된다.
NAND Flash Memory has been used in several devices by low cost and high capacity, and the demand for mass NAND Flash Memory has increased due to the multimedia extension of mobile devices. The JFFS2, NILFS2, and YAFFS2 file systems are used mainly in NAND Flash Memory. In this paper, the performance...
NAND Flash Memory has been used in several devices by low cost and high capacity, and the demand for mass NAND Flash Memory has increased due to the multimedia extension of mobile devices. The JFFS2, NILFS2, and YAFFS2 file systems are used mainly in NAND Flash Memory. In this paper, the performance of Sequential read/write of the 3 file systems are analyzed for the 4 I/O schedulers : CFQ(Complete Fair Queuing) I/O scheduler, NOOP(No Operation) I/O scheduler, Anticipatory I/O scheduler, and Deadline I/O scheduler. In JFFS2 file system, Anticipatory I/O scheduler has the best performance by 8% decreasing speed in writing time and 1.5% decreasing speed in reading time compared to the other I/O scheduler. In YAFFS2 file system, it results are similar to performance in reading and writing for the 4 I/O schedulers. In NILFS2 file system, NOOP I/O scheduler has 2% faster in writing and Deadline I/O scheduler has 6% faster in reading than other I/O schedulers.
NAND Flash Memory has been used in several devices by low cost and high capacity, and the demand for mass NAND Flash Memory has increased due to the multimedia extension of mobile devices. The JFFS2, NILFS2, and YAFFS2 file systems are used mainly in NAND Flash Memory. In this paper, the performance of Sequential read/write of the 3 file systems are analyzed for the 4 I/O schedulers : CFQ(Complete Fair Queuing) I/O scheduler, NOOP(No Operation) I/O scheduler, Anticipatory I/O scheduler, and Deadline I/O scheduler. In JFFS2 file system, Anticipatory I/O scheduler has the best performance by 8% decreasing speed in writing time and 1.5% decreasing speed in reading time compared to the other I/O scheduler. In YAFFS2 file system, it results are similar to performance in reading and writing for the 4 I/O schedulers. In NILFS2 file system, NOOP I/O scheduler has 2% faster in writing and Deadline I/O scheduler has 6% faster in reading than other I/O schedulers.
* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.
가설 설정
첫째, 덮어쓰기가 불가능한 NAND 플래시 메모리의 특성을 고려하여, 쓰기가 일어나면 파일시스템의 내용만 기록한다. 둘째, 비정상 종료에 대한 복구기능을 지원해야 한다. 셋째, 파일시스템의 데이터저장과 처리를 위한 I/O 성능이 우수해야 한다.
제안 방법
본 논문은 NAND 플래시 메모리 상에서, 각 3개의 파일시스템에 대해 4개의 I/O scheduler를 적용하여 읽기, 쓰기 시간을 비교함으로써 각 파일시스템에 대한 최적의 I/O scheduler를 제시한다.
NAND 플래시 메모리 상에서 JFFS2 파일시스템에 대해 CFQ I/O scheduler를 이용하여 읽기와 쓰기 시간을 측정, NOOP I/O scheduler를 이용하여 읽기와 쓰기 시간을 측정, Anticipatory I/O scheduler를 이용하여 읽기와 쓰기 시간을 측정, Deadline I/O scheduler를 이용하여 읽기와 쓰기 시간을 측정한다. YAFFS2 파일시스템에 대해서도 동일하게 측정하며, JFFS2 파일시스템에 대해서도 동일하게 측정한다.
그러므로 각 파일시스템에 대한 I/O scheduler의 읽기, 쓰기 측정 횟수가 총 24회이다. 본 논문에서는 3개의 파일시스템에 대해 4개의 I/O scheduler를 적용하여 데이터 읽기, 쓰기 시간을 총 24회 비교함으로써 각 파일 시스템에 대한 최적의 성능을 제시한다.
IOZONE은 read, write, re-read, re-write, read backwards, read strided, fread, fwrite 등의 다양한 테스트 환경을 제공해준다. 이 실험에서는 가장 최신의 3.61 버전으로 성능 테스트를 하였으며, 오차를 최소화하기 위해 각 실험 당 10회 테스트가 수행되었다. <표 2>은 본 논문에서 실험한 테스트 조건이다.
실험은 256Mbyte의 NAND 플래시 메모리 상에서 페이지 단위 32KB에 대한 1∼16MB 메모리 크기를 증가시키면서 유저 환경과 동일한 상태에서 실험을 진행하였다.
본 절에서는 YAFFS2, NILFS2, JFFS2 등의 파일시스템에 Deadline, NOOP, CFQ, Anticipatory I/O scheduler를 적용하여, 순차적인 데이터 쓰기와 읽기 성능을 비교한다. 실험은 256Mbyte의 NAND 플래시 메모리 상에서 페이지 단위 32KB에 대한 1∼16MB 메모리 크기를 증가시키면서 유저 환경과 동일한 상태에서 실험을 진행하였다.
실험은 256Mbyte의 NAND 플래시 메모리 상에서 페이지 단위 32KB에 대한 1∼16MB 메모리 크기를 증가시키면서 유저 환경과 동일한 상태에서 실험을 진행하였다. 성능 측정 방식은 각 파일시스템에 대한 각I/O scheduler의 쓰기, 읽기 속도를 측정하였다.
본 논문에서는 YAFFS2, JFFS2, NILFS2 파일시스템에서 NOOP, Anticipatory, Deadline, CFQ I/O scheduler을 이용하여 쓰기, 읽기 시간을 각각 측정하였다. 분석결과, YAFFS2 파일시스템의 I/O scheduler의 읽기, 쓰기 시간이 일정하다.
대상 데이터
본 논문의 실험 환경은 S5PV기반 프로세스, 512Mbyte RAM 메모리와 256Mbyte NAND Flash를 탑재한 하드웨어 상에서 테스트를 수행한다. Linux 커널은 2.
이론/모형
성능분석을 위해, 파일시스템 벤치마킹 툴은 IOZONE을 사용한다.
성능/효과
둘째, 비정상 종료에 대한 복구기능을 지원해야 한다. 셋째, 파일시스템의 데이터저장과 처리를 위한 I/O 성능이 우수해야 한다. 특히, I/O 성능은 NAND 플래시 메모리의 데이터 처리속도에 있어서 가장 중요한 조건으로서 I/O 성능을 다양하게 분석할 필요가 있다[1].
본 논문에서는 YAFFS2, JFFS2, NILFS2 파일시스템에서 NOOP, Anticipatory, Deadline, CFQ I/O scheduler을 이용하여 쓰기, 읽기 시간을 각각 측정하였다. 분석결과, YAFFS2 파일시스템의 I/O scheduler의 읽기, 쓰기 시간이 일정하다. 즉, 초기화를 진행할 때 NAND 플래시 메모리 전체를 검색하지 않고 체크 포인트 영역을 읽어들여 파일시스템의 상태를 복원하기 때문이다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
NAND 플래시 메모리를 효율적으로 사용하기 위해 이용해야하는 시스템은 무엇인가?
또한 빠른 읽기, 쓰기 성능을 보이며 온도와 충격에 대한 강한 내구성을 가지고 있기 때문에 불안정한 환경에서 동작해야 하고, 그 크기와 전원 공급이 제한된 내장형 기기에 매우 적합하다. 이러한 NAND 플래시 메모리를 효율적으로 이용하기 위해서는 NAND Flash 파일시스템을 이용하여야 된다[1].
플래시 메모리의 수명은 무엇으로 결정되는가?
플래시 메모리의 수명은 삭제주기(erase cycle)로 결정되는데, 평균적으로 NAND 플래시 메모리의 경우 1,000,000회의 삭제주기를 가진다. 플래시 메모리에서의 특정 블록에 지우기 작업이 집중되어 해당 블록만이 수명이 다하는 것을 방지하기 위하여 전체 블록의 삭제주기가 고루 분산되도록 관리되어야 하는데 이러한 과정을 마모도 평준화(wear leveling)라고 한다.
NAND 플래시 메모리에서 사용되는 파일시스템은 어떤 조건을 만족해야하는가?
NAND 플래시 메모리에서 사용되는 파일시스템은 다음과 같은 3가지 조건을 갖추어야 한다. 첫째, 덮어쓰기가 불가능한 NAND 플래시 메모리의 특성을 고려하여, 쓰기가 일어나면 파일시스템의 내용만 기록한다. 둘째, 비정상 종료에 대한 복구기능을 지원해야 한다. 셋째, 파일시스템의 데이터저장과 처리를 위한 I/O 성능이 우수해야 한다. 특히, I/O 성능은 NAND 플래시 메모리의 데이터 처리속도에 있어서 가장 중요한 조건으로서 I/O 성능을 다양하게 분석할 필요가 있다[1].
참고문헌 (11)
S. O. Park, and S. J. Kim, "An efficient multimedia file system for NAND Flash Memory Storage," IEEE Transactions on Consumer Electronics, Vol. 55, No. 2, pp. 139-145, February, 2009.
NTT, New Implementation of a Log-structured File System, "http://www.nilfs.org".
D. Woodhouse, Red Hat, Inc. JFFS2: The Journaling Flash File System, version 2. available from http://sourceware.org/jffs2/, 2003.
T. Ota, S. Okamoto, "Using I/O Scheduler to reduce I/O load in virtualization environments", IEEE, Vol10.1109, pp.59-62, 2011.
A. Carroll. "Linux Block I/O Scheduling", pp. 1-11, December 22. 2007.
한동훈, "리눅스 커널 프로그래밍", pp.469-479, 한빛미디어.
IOZONE, "http://www.IOZONE.org".
S. Park, K. Shen, "FIFO-A Fair, Efficient Flash I/O Scheduler", Department of Computer Science, pp. 1-15, 2012.
M. Rosenblum and J. K. Ousterhout, "The Design and Implementation of a Log-Structured File System," ACM Transaction on Computer System, Vol. 10, No. 1, pp. 26-52, 1992.
S. H. Park, T. H. Lee, and K. D. Chung, "A Flash File System Support Fast Mounting for NAND Flash Memory Based Embedded Systems", SAMOS 2006, Lecture Notes in Computer Science, Vol. 4017, pp. 415-424, July, 2006.
AI-Helper
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.