초록 ▼

□ 연구개요
◯ 본 연구는 고밀도 NAND 플래시 메모리 기반의 차세대 모바일 저장장치를 위한 고성능 초저전력 오류정정시스템을 개발하며, 다음과 같이 알고리즘부터 하드웨어 설계까지를 포함하는 핵심 기술들을 제안함
✔ Enhanced hard-decision ECC: 기존의 hard-decision ECC와 soft-decision ECC의 오류정정성능의 차이를 줄이며 NAND 플래시 메모리의 수명의 90%이상을 책임질 수 있는 product-based hard-decision ECC를 개발함
✔ Hardware fr

□ 연구개요
◯ 본 연구는 고밀도 NAND 플래시 메모리 기반의 차세대 모바일 저장장치를 위한 고성능 초저전력 오류정정시스템을 개발하며, 다음과 같이 알고리즘부터 하드웨어 설계까지를 포함하는 핵심 기술들을 제안함
✔ Enhanced hard-decision ECC: 기존의 hard-decision ECC와 soft-decision ECC의 오류정정성능의 차이를 줄이며 NAND 플래시 메모리의 수명의 90%이상을 책임질 수 있는 product-based hard-decision ECC를 개발함
✔ Hardware friendly ECC decoding algorithm: 제안된 ECC의 오류정정성능을 유지하며, 상용 제품에 적용 가능한 수준의 throughput, latency, complexity등의 성능을 실현할 수 있는 ECC decoding 방식을 제안함
✔ Ultra low-power ECC unified decoder architecture: 제안하는 초저전력 ECC decoder 구조는 개선된 hard-decision 하드웨어 구조와 고신뢰성 soft-decision 방식을 혼용하여 저장매체 시스템 성능의 한계를 극복함

□ 연구 목표대비 연구결과
◯ 고신뢰성 hard-decision ECC 개발 및 성능분석
✔ NAND 플래시 메모리의 실제 개발환경과 연산 복잡도를 고려하여 triangular-product ECC (TP-ECC)를 구성하였으며 이를 기반으로 uncorrectable bit error rate (UBER) 10^-12를 만족하는 부호를 설계함
✔ 제안한 TP-ECC를 오류정정 성능을 소프트웨어 시뮬레이션을 통해 확인.
연구 목표에서 제안한 고신뢰성 hard-decision ECC 개발을 달성
◯ 고신뢰성 hard-decision ECC decoder 하드웨어 설계
✔ 제안한 TP-ECC를 기반으로 여러 단계에 걸쳐 ASIC 하드웨어를 설계, 성능평가를 시행하여 차세대 시스템에 부합하는 성능지표를 만족함
✔ 설계된 고신뢰성 hard-decision ECC decoder는 기존 발표된 product ECC보다 48% 향상된 시스템의 기대수명을 나타냄
◯ 초저전력 unified ECC decoder 하드웨어 최적화
✔ 높은 신뢰성을 보장하기 위해 UBER 10^-15를 만족하는 block-wise single-parity-check 기반의 보조 복호화 기법을 제안하여 알고리즘을 개선
✔ 보조 복호화 기법 및 복호화 스케쥴러의 개발을 통해 hard-decision 시스템의 처리효율을 기존대비 2배 개선하였으며, 기대수명을 20% 향상하여 고효율의 Soft-decision ECC와 결합한 초저전력, 초고성능, 고신뢰성의unified ECC ASIC 하드웨어 개발을 달성

□ 연구개발결과의 중요성
◯ 고밀도 NAND 플래시 메모리의 증가하는 저장밀도로 인한 신뢰성 저하 문제는 플래시 메모리 솔루션의 가장 큰 문제로, 이를 해결하는 고성능 오류정정시스템을 위한 연구가 국/내외적으로 치열하게 진행되고 있음
◯ 본 연구를 통해 NAND 플래시 메모리 사용 기간의 초기를 책임지는 간단한 hard-decision ECC를 개선하고 고신뢰성 soft-decision ECC를 혼용하는 효율적인 ASIC 하드웨어를 설계하고 저장매체 성능의 한계를 극복하여 전체 시스템을 성능과 처리효율을 극대화할 수 있음을 확인함

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 3
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 4
• 1차년도 연구수행 내용 (2016.06.01 ~ 2017.05.31) ... 4
• 2차년도 연구수행 내용 (2017.06.01 ~ 2018.05.31) ... 7
• 3차년도 연구수행 내용 (2018.06.01 ~ 2019.05.31) ... 10
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 13
• 4. 참고문헌 ... 13
• 5. 연구성과 ... 17
• 대표적 연구실적 ... 20
• 끝페이지 ... 31