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SSD 기반의 칩 단위 복구를 위한 Erasure 코드 성능 비교
The performance comparison of Erasure Code to recover from chip units based on SSD 원문보기

한국정보과학회 2010년도 한국컴퓨터종합학술대회논문집 Vol.37 No.1(B), 2010 June 30, 2010년, pp.347 - 351  

양유석 (인하대학교 전자공학과) ,  허준무 (인하대학교 전자공학과) ,  송재석 (인하대학교 전자공학과) ,  김덕환 (인하대학교 전자공학과)

초록
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SSD의 칩을 구성하는 셀의 집적도가 높아지고 시스템 오류가 높아짐에 따라, 저장장치의 고신뢰성을 보장해야 하는 필요성은 점점 증가하고 있다. 현재 SSD 의 오류를 복구하기 위한 방법으로 ECC 가 사용되고 있으나 비트단위의 오류복구만 가능하여 복구 성능의 한계를 가지고 있다. 본 논문에서는 SSD 계층구조인 하나의 칩을 디스크로 설정하고 내부에 RAID 시스템을 구성하여 칩 단위의 오류 복구 기법을 제안한다. 제안된 칩 단위의 오류 복구 기법은 기존 하드디스크 기반 RAID 시스템에 적용 되었던 세 가지 Erasure 코드들을 SSD 에 적용한 방법이다. 또한 실험을 통해 각각의 Erasure 코드 성능을 비교하였다.

AI 본문요약
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문제 정의

  • 낸드 플래시 메모리 내부의 셀 집적도가 높아짐으로 인해 발생되는 오류를 ECC 의 사용으로 신뢰성을 높였지만, 칩 하나 이상 손상되었을 경우 같은 불규칙한 오류에 대응하는 복구 방법은 없다. 따라서 본 논문에서는 칩 단위 복구를 위한 시스템을 제안한다.
  • 본 논문에서는 SSD 내부에 존재하는 다수의 칩을 하나의 디스크로 가정하고, 데이터를 분할하여 저장하는 기술인 RAID(Redundant Array of Independent Disks) 시스템에 적용하여 칩 손상과 같은 불규칙한 오류에 대해 SSD 기반의 칩 단위의 복구 방법을 제안한다.
  • 본 논문의 실험을 통해 SSD 내부의 존재하는 칩 기반의 RAID 시스템을 구현하였다. 또한, 높은 복구 성능을 가지는 Erasure 코드를 찾기 위해 다양한 Erasure 코드들을 구현된 RAID 시스템에 적용하여 복구 성능을 비교 분석한다.

가설 설정

  • 낸드 플래시 메모리는 전기적으로 데이터를 기록하는 기억장치이기 때문에, 읽기/쓰기 작업 도중 1비트 또는 2비트가 소자에 잘 못 기록되거나 읽히는 비트 플립핑(bit flipping)이 발생하기 쉽다. 이러한 비트 플립핑은 경우에 따라서 시스템이 심각한 오류를 발생 시킬 수 있는데, 이러한 문제를 방지하기 위해 낸드 플래시 메모리는 ECC를 사용하여 오류를 검출하고 정정한다[4].
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
EVENODD 기법의 단점은 무엇인가? EVENODD 기법의 가장 큰 장점은 소수 m개의 데이터 디스크를 사용할 경우에, 단지 두 개의 패리티 디스크만을 추가적으로 사용하므로 패리티 디스크에 대한 오버헤드가 작다는 것이다. 하지만 대각 XOR 값인 S에 대한 오버헤드가 존재하며, 병렬 패리티 기법으로 인한 병목 현상이 발생하는 문제가 있다[8].
SSD란 무엇인가? SSD 는 Solid State Drive 혹은 Solid State Disk 의 약어로 일반적인 하드디스크와는 달리 낸드 플래시 메모리를 이용하여 정보를 저장 하는 장치를 말한다. SSD의 경우 대용량이 요구되므로 적게는 한두 개에서 많게는 수십 개의 메모리칩으로 구성되어진다[1].
EVENODD 기법의 장점은 무엇인가? 그림 6-b 의 EVENODD 는 코드의 복잡도를 줄여 단순성에 특징을 가지는 기법이다. EVENODD 기법의 가장 큰 장점은 소수 m개의 데이터 디스크를 사용할 경우에, 단지 두 개의 패리티 디스크만을 추가적으로 사용하므로 패리티 디스크에 대한 오버헤드가 작다는 것이다. 하지만 대각 XOR 값인 S에 대한 오버헤드가 존재하며, 병렬 패리티 기법으로 인한 병목 현상이 발생하는 문제가 있다[8].
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