[논문]모바일 멀티미디어 기기를 위한 낸드 플래시 메모리 파일 시스템의 인덱싱 구조

이현철; 김성조

[국내논문] 모바일 멀티미디어 기기를 위한 낸드 플래시 메모리 파일 시스템의 인덱싱 구조
An Indexing Structure of NAND Flash File System for Mobile Multimedia Devices 원문보기

이현철 (중앙대학교 컴퓨터공학부) , 김성조 (중앙대학교 컴퓨터공학부)

낸드 플래시 메모리 파일 시스템에 관한 연구는 빠른 마운트, 효율적인 가비지 컬렉션 그리고 저널링을 중심으로 이루어지고 있다. 하지만 기존의 파일 시스템은 읽기와 쓰기 성능이 낮고 파일의 개수와 크기가 증가함에 따라서 메모리 사용량이 크게 늘어난다. 멀티미디어 파일의 크기와 비트율이 계속 증가하고 있기 때문에 기존의 파일 시스템은 모바일 멀티미디어 기기에 적합하지 않다. 본 논문은 데이터를 가변적인 크기로 기록함으로써 이 문제를 해결한다. 실험을 통해 프로토타입 파일 시스템인 NAMU(NAnd flash MUltimedia file system)의 메모리 사용량은 YAFFS2에 비해 28%, JFFS2에 비해 2673% 감소 하였음을 보였다. 그리고 읽기 성능은 YAFFS2에 비해 약 28%, JFFS2에 비해 약 75% 증가했고 쓰기 성능은 YAFFS2에 비해 약 43%, JFFS2에 비해 약 120% 증가 하였음을 보였다.

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문제 정의

본 논문은 이러한 문제들을 해결하기 위한 방법을 제안하고 프로토타입 파일 시스템인 NAMU를 구현하여 제안한 방법의 적절함을 입증한다. 이 문제를 해결하기 위해서 본 논문은 멀티미디어 파일이 주로 순차적으로 참조되고 수정이 잘 일어나지 않는 특성을 이용하여 [9], 모바일 멀티미디어 기기에 적합한 데이터 인덱싱 구조롤 제안한다.
방법의 적절함을 입증한다. 이 문제를 해결하기 위해서 본 논문은 멀티미디어 파일이 주로 순차적으로 참조되고 수정이 잘 일어나지 않는 특성을 이용하여 [9], 모바일 멀티미디어 기기에 적합한 데이터 인덱싱 구조롤 제안한다.
때문에 성능이 낮은 문제점을 가진다. 본 논문은 데이터를 세그먼트 단위로 기록하여 성능을 높이고 주로 순차적으로 참조되는 멀티미디어 파일의 특성을 고려하여 데이터 인덱싱 정보를 세Z1 먼트의 시작 논리 주소, 세그먼트의 물리 주소의 배열 형태로 저장하여 데이터 인덱싱 정보의 크기를 줄였다’

제안 방법

NAMU는 세그먼트가 가능한 뷸록이 되도록 하기 위해서 빈 뵬록을 선택하여 데이터를 기록한다. 그리고 선택된 블록을 예약을 하여 다른 데이터가 그 블록에 써지지 않게 하고, 파일이 닫히면 사용 중인 불록을 파일 시스템으로 반환한다. 멀티미디어 파일은 수정이 거의 일어나지 않으므로 이런 방식으로 데이터를 기록하면 낸드 플래시 에모리의 블록은 대부분 비거나 가득 차 있기 때문에 파일의 처움과 마지막을 제외한 대부분의 세:!먼트가 블록이 되는 것을 보장할 수 있다.
먼저 파일의 크기와 파일의 개수 따른 메모리 사용량을 측정했다. 21리고 읽기와 쓰기의 성능을 측정했다.
실제로 디스크에 저장되는 MP3 파일의 크기 분포확률 [10] 과 실험에 사용된 낸드 플래시 메모리의 256MB 크기를 고려하여와 같이 낸드 플래시메모리를 파일로 채우고 메모리 사용량을 측정했다.
큰 영향을 미친다. 따라서 수정 없는 순차적 읽기와 쓰기 성능을 측정했다.
대표적인 파일 시스템 벤치마크 프로그램인 lozone[11]을 사용하여 4KB부터 16MB까지 크기가 2 배씩 늘어나는 버퍼률 사용하여 64KB에서 32MB까지기가 2배씩 증가하게 파일을 생성하고 생성된 파일을 읽는 방식으로 성능을 측정했다. 그리고 리눅스의 페이지 캐시 효과가 사라진 결과들에서 평균을 구하여 순차적 읽기와 쓰기 성능을 구했다
방식으로 성능을 측정했다. 그리고 리눅스의 페이지 캐시 효과가 사라진 결과들에서 평균을 구하여 순차적 읽기와 쓰기 성능을 구했다

대상 데이터

성능 측정은 192MHZ ARM9과 32MB DDR RAM을 가진 보드에서 수행했다. 실험에서 사용한 낸드 플래시 메모리는 삼성 전자의 K9F2G08U0M이고 256MB 크기이다.
측정했다. 21리고 읽기와 쓰기의 성능을 측정했다.

데이터처리

NAMU를 리눅스 2.6.10에서 구현하고 YAFFS2 二I리고 JFFS2와 성능을 비교했다. 성능 측정은 192MHZ ARM9과 32MB DDR RAM을 가진 보드에서 수행했다.

성능/효과

기기와는 다른 요구사항을 갖는다. 첫 번째로 멀티미디어 모바일 기기에 저장되는 파일은 용량이 크기 패문에 파일 시스템은 큰 파일율 지원할 수 있어야 한다. 두 번째로 멀티미디어의 품질이 계속 증가하고 있기 패문에 멀티미디어 파일 특히 동영상 파일을 원활하게 재생하고 저장하기 위해서는 더 높은 읽기와 쓰기 성능이 필요하다.
첫 번째로 낸드 플래시 메모리는 불록을 지우기 전에 덮어쓰기를 할 수 없다. 두 번째로 블록의 최대 지움 횟수가 있어서 최대 지움 횟수를 초과하여 블록을 지우면 블록은 마모될 수 있다.
3장에서 메모리 사 其량을 줄이고 읽기와 쓰기 성능을 높일 수 있는 데이터 인덱싱 구조를 제안한다. 그리고 가장에서 기존 파일 시스템과 메모리 사용량 그리고 읽기와 쓰기 성능을 비교하여 제안한 방법이 적절함을 입증하고 마지막으로 5 장에서 결론을 내린다.
않다. 하지만 멀티 미디어 파일은 주로 순차적으로 접근되기 때문에 제안한 데이터 인덱싱 구조는 멀티 미디어 파일에 적합하다. 반면 YAFFS2는 다음 페이지의 물리 주소를 얻기 위해서 루트에서 단말 노뜨까지 트리를 순회해야 하고 JFFS2는 트리의 노드 크기가 32바이트로 메모리 사용량이 많다.
그리고 NAMU의 메모리 사용량은 파일 크기가 4MB 이상일 때부터 YAFFS2보다 작아져서 크게 차이가 나는 것을 알 수 있다. JFFS2과 YAFFS2는 파일의 메타 정보와 데이터 인덱싱 정보로 큰 메모리 공간을 요구하기 때문에 제한적인 메모리룔 갖고 멀티미디어 파일을 주로 저장하는 멀티미디어 모바일 기기에서 적합하지 않다는 것을 알 수 있다.
< 표 4>과<표 5>는 리눅스의 페이지 캐시 효과가 없을 때의 평균적인 순차적 읽기와 쓰기 성능을 나타낸다. NAMU의 읽기 성능은 YAFFS2보다 약 28%, JFFS2보다약 75% 향상 되었으며 쓰기 성능은 YAFFS2보다 약 43%, JFFS2보다 약 120% 향상 되었다. 결과는 세그먼트 단위로 데이터를 읽거나 쓰기 패문에 NAMU의 읽기와 쓰기 성능이 향상 되었음을 보여준다.
NAMU의 읽기 성능은 YAFFS2보다 약 28%, JFFS2보다약 75% 향상 되었으며 쓰기 성능은 YAFFS2보다 약 43%, JFFS2보다 약 120% 향상 되었다. 결과는 세그먼트 단위로 데이터를 읽거나 쓰기 패문에 NAMU의 읽기와 쓰기 성능이 향상 되었음을 보여준다.
그 결과로 메모리 사용량은 YAFFS2에 비해 28이们 JFFS2에 비해 2673% 감소였다. 그리고 읽기 성능은 YAFFS2에 비해 으¥ 28%, JFFS2에 비해 약 75% 증가했고 쓰기 성능은 YAFFS2에 비해 약 43%, JFFS2에 비해 약 120% 증가했다.
비해 2673% 감소였다. 그리고 읽기 성능은 YAFFS2에 비해 으¥ 28%, JFFS2에 비해 약 75% 증가했고 쓰기 성능은 YAFFS2에 비해 약 43%, JFFS2에 비해 약 120% 증가했다.

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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