동적 사상 테이블 기반의 버퍼구조를 통한 Solid State Disk의 쓰기 성능 향상

Abstract

본 연구는 플래시 메모리 기반의 고성능 SSD (Solid State Disk) 구조를 위하여 디스크 참조 특성에 적응적으로 구동하는 효율적인 버퍼 구조와 구동 기법을 설계한다. 기존 SSD는 삭제동작 횟수의 제약은 물론 읽기와 쓰기 동작에 대하여 비대칭적인 성능을 보이는 특징을 갖고 있다. 이러한 삭제동작 횟수와 쓰기 동작의 지연시간을 최소화 하기 위해서는 다중 플래시 메모리 칩들에 대해 쓰기 동작은 병렬적으로 수행하는 정도를 최대화하여 운영하여야 한다. 따라서 플래시 메모리 칩들에 대한 인터리빙 레벨 (interleaving level)을 최대화 하기 위하여, 본 논문에서는 혼합 위치 사상 기법 (hybrid address mapping)과 슈퍼 블록 (super-block) 기반의 SSD 구조에 대하여 성능 증대와 증가된 장치 수명을 제공하기 위한 효율적 버퍼 구조를 제안한다. 제안한 버퍼구조는 응용 수행특성을 기반으로 최적의 임의/순차쓰기를 구분하며, 수행 성능에 중요한 순차쓰기 정도의 크기를 증대시키는 동적 융합 방법, 구동되는 버퍼구조와 사상 테이블의 효율적인 관리 구조를 설계하였으며, 이를 통해 기존의 단순한 버퍼 운영기법에 비하여 35%의 성능향상을 제공한다. This research is to design an effective buffer structure and its management for flash memory based high performance SSDs (Solid State Disks). Specifically conventional SSDs tend to show asymmetrical performance in read and /write operations, in addition to a limited number of erase operations. To minimize the number of erase operations and write latency, the degree of interleaving levels over multiple flash memory chips should be maximized. Thus, to increase the interleaving effect, an effective buffer structure is proposed for the SSD with a hybrid address mapping scheme and super-block management. The proposed buffer operation is designed to provide performance improvement and enhanced flash memory life cycle. Also its management is based on a new selection scheme to determine random and sequential accesses, depending on execution characteristics, and a method to enhance the size of sequential access unit by aggressive merging. Experiments show that a newly developed mapping table under the MBA is more efficient than the basic simple management in terms of maintenance and performance. The overall performance is increased by around 35% in comparison with the basic simple management.