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서울대학교 학부과정 프로젝트 소개. 박현철 사원 2012. 09. 14. S/W 개발팀 반도체 사업부 삼성전자. 주소 공간 분할 관리 기법 활용 방안 연구. 과제 내용 NAND 와 NAND 기반 저장장치들의 특성 이해 주소 공간 분할 관리 기법 이해 공개 SSD simulator 코드 분석 NAND 기반 저장장치들을 위한 관리 기법 제시 공개 SSD simulator 에 기법 적용 적용 전과 후의 성능 비교 선수과목 및 과제 진행 환경 - PowerPoint PPT Presentation
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박현철 사원2012. 09. 14
S/W 개발팀반도체 사업부
삼성전자
서울대학교 학부과정 프로젝트 소개
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과제 내용• NAND 와 NAND 기반 저장장치들의 특성 이해• 주소 공간 분할 관리 기법 이해• 공개 SSD simulator 코드 분석• NAND 기반 저장장치들을 위한 관리 기법 제시• 공개 SSD simulator 에 기법 적용• 적용 전과 후의 성능 비교
선수과목 및 과제 진행 환경• C, 자료구조 , 알고리즘 , Operating System• Linux 와 Windows 둘 다 가능
* 공개 시뮬레이터는 C 로 작성되어 있으며 , Linux 와 Windows 에서 컴파일 가능 .
주소 공간 분할 관리 기법 활용 방안 연구
* 공개 SSD Simulator 관련 자료 논문 : Design tradeoffs for SSD performance코드 : disksim - http://www.pdl.cmu.edu/DiskSim/ ssd patch - http://research.microsoft.com/en-us/downloads/b41019e2-1d2b-44d8-b512-ba35ab814cd4/default.aspx
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NAND Features
HDD Flash Memory
I/O Unit(Read/
Write or Program)
Sector(512 Bytes)
Page (8192 Bytes)
Overwrite per I/O Unit Yes
No(Programmable after
Block Erase)
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NAND Features : Program operation
block
101010101010101010101
111010001000101111101
111111111111111111111
111111111111111111111
111111111111111111111
100000001010101100101
page
page
page
page
page
5 / 9
NAND Operation: Erase Operation
block
page
page
page
page
page
101010101010101010101
111010001000101111101
111111111111111111111
111111111111111111111
111111111111111111111
100000001010101100101
101010101010101010101
111010001000101111101
111111111111111111111
111111111111111111111
111111111111111111111
111111111111111111111
111111111111111111111
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NAND Features : Operations
ProgramChange some bits of a page from ‘1’ to ‘0’
EraseChange all bits of a block to ‘1’
In-place Update (e.g. Overwrite) Out-of-place Update
Erase Operation This block becomesreprogrammable.
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기존의 I/O 패턴 예측• 저장장치는 데이터의 semantic 정보를 알 수 없다 .• 일반적으로 I/O 의 temporal locality 와 spatial locality 를 활용해 I/O 의 패턴을 예측한다 .
• Ex) 1 초내에 반복해서 데이터 , 접근된 주소에 연속되는 주소 .
• 파일 처리 과정을 이해하여 데이터 접근 패턴을 예측할 필요가 있다 .
파일 처리 과정을 고려한 I/O 패턴 예측• 접근이 반복되는 특정 주소 영역을 동일한 context 를 지닌 영역으로 간주 .
• 파일 접근시 파일을 무작위로 나눠 처리하지 않는다 .• Host 상에서 I/O 요청들이 병합될 수 있지만 , 파일과 관련없는 부분에 접근하지 않는다 .
주소 공간 분할 관리 기법
File A
Blk i+1 Blk i+2
Device
Blk i+1 Blk i+2
Write request
File A
Blk i+1 Blk i+2
Device
Blk i+1 Blk i+2
Read request
Host
Logical address
Blkk+1
Blkk+2
Physicaladdress Blk k
Blkk+3
Blkk+1
Blkk+2
Physicaladdress Blk k
Blkk+3
Host
Logical address
i+1 and i+2 are considered to be related
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Section
• I/O request 에 의해 접근되는 영역
• Identified Section
• Read 와 Write 둘 다 n 번 이상 발생한 section
• Unidentified Section
Divided Sections
• Request 간에 overlap 되는 영역을 별도의 section 으로 관리 .
• Host 에서 request 들이 병합되는 것을 고려 .
Identified section 을 prefetch, buffer management, hot/cold separation
등에 활용 가능 .
전체 section 중 최대 74% 가 identified 됨 .
Identified section 에서 발생하는 i/o request 는 최대 88.1%.
주소 공간 분할 관리 기법 (cont’d)
Request
Request
Request
AddressSpace
#Section : 3#Access : 4
Request
Tim
e
Request
Request
RequestSections
Req RequestRequest
Divided sections
9 / 9
PC 향 trace 4 개
#section - sec-
tion 의 개수
#access – i/o
request 의 개수
PC 환경에서
identified sec-
tion 이 잘나타나며 ,
접근도 많이
발생한다 .
Web-surfing 은
임시 파일 작업이
많아서 identified
section 이
잘드러나지 않는다 .
주소 공간 분할 관리 기법 (cont’d)
0
200000
400000
600000
800000
1000000
1200000
1400000
1600000
#section #access
pcNTFS 1
identical total
74.0%
88.1%
0
100000
200000
300000
400000
500000
600000
700000
#section #access
pcNTFS 2
identical total
29.1%
40.2%
0
5000
10000
15000
20000
25000
30000
35000
40000
#section #access
web-surfing
identical total
13.4%
22.8%
0
200000
400000
600000
800000
1000000
1200000
1400000
#section #access
pcFAT32
identical total
58.2%
70.0%