[논문]낸드 플래시 메모리 기반 저장 장치의 성능 향상을 위해 결정트리를 이용한 예측 기반 데이터 미리 읽기 정책

이현섭

doi:10.20465/kiots.2022.8.4.009

낸드 플래시 메모리 기반 저장 장치의 성능 향상을 위해 결정트리를 이용한 예측 기반 데이터 미리 읽기 정책
A Prediction-Based Data Read Ahead Policy using Decision Tree for improving the performance of NAND flash memory based storage devices 원문보기

사물인터넷융복합논문지 = Journal of internet of things and convergence, v.8 no.4, 2022년, pp.9 - 15

이현섭 (백석대학교 첨단IT학부)

초록
AI-Helper

낸드 플래시 메모리는 저전력 소비와 빠른 데이터 처리 속도 때문에 다양한 저장 장치의 미디어로 사용되고 있다. 그러나 데이터의 읽기 처리 속도가 쓰기 처리 속도와 비교하여 약 10배 빠른 비대칭 속도의 특징이 있기 때문에 속도차이를 개선하기 위한 다양한 연구가 진행되고 있다. 특히 플래시 전용 버퍼 관리 정책은 대부분 쓰기 속도를 개선하기 위해 연구되어 왔다. 그러나 최근에 다양한 목적으로 사용되고 있는 플래시 메모리로 구성된 SSD(solid state disk)는 쓰기 성능보다 읽기 성능에 취약한 문제가 있다. 본 논문에서는 낸드 플래시 메모리로 구성된 SSD에서 쓰기 성능보다 읽기 성능이 더 좋지 않은 이유를 밝히고 이를 개선하기 위한 버퍼 관리 정책을 연구한다. 본 논문에서 제안하는 버퍼 관리 정책은 읽기 데이터의 패턴을 분석하고 미래에 요청될 데이터를 낸드 플래시 메모리에서 미리 읽어두는 정책을 적용하여 플래시 기반 저장 장치의 속도를 개선하는 방법을 제안한다. 또한, 시뮬레이션을 통해 미리 읽기 정책의 효과를 증명한다.

Abstract ▼ AI-Helper

NAND flash memory is used as a medium for various storage devices due to its high data processing speed with low power consumption. However, since the read processing speed of data is about 10 times faster than the write processing speed, various studies are being conducted to improve the speed difference. In particular, flash dedicated buffer management policies have been studied to improve write speed. However, SSD(solid state disks), which has recently been used for various purposes, is more vulnerable to read performance than write performance. In this paper, we find out why read performance is slower than write performance in SSD composed of NAND flash memory and study buffer management policies to improve it. The buffer management policy proposed in this paper proposes a method of improving the speed of a flash-based storage device by analyzing the pattern of read data and applying a policy of pre-reading data to be requested in the future from NAND flash memory. It also proves the effectiveness of the read-ahead policy through simulation.

주제어

표/그림 (12)

그림 [Fig. 1] Structure of NAND Flash Memory
그림 [Fig. 2] Processing Read Request on the Storage
그림 [Fig. 3] Limitation of Processing
그림 [Fig. 4] Predictive Data Read Policy
그림 [Fig. 5] Data Pattern Analyzer
그림 [Fig. 6] Example of Analyzer
그림 [Fig. 7] Example of Comparison
그림 [Fig. 8] Performance of LRU
그림 [Fig. 9] Performance of dTree
그림 [Fig. 10] Performance of dTree based LRU
그림 [Fig. 11] Hit Ratio
그림 [Fig. 12] Performance Result

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