플래시메모리 성능 향상을 위한 웨어레벨링 알고리즘

Abstract

PC에 사용되는 파일 시스템, 운영체제, 그리고 이를 기반으로 만들어진 프로그램들은 섹터기반으로 되어 있다. 하지만 플래시 메모리는 블록과 페이지 기반으로 되어있다. 즉, PC에 사용되는 파일 시스템과 운영체제는 구조적으로 직접 플래시 메모리를 사용할 수 없는 문제가 발생한다. 이 문제를 해결하기 위해서 플래시 변환 계층을 적용하여 물리적인 블록과 페이지 위에 논리적인 섹터 구조를 구현하여, 기존 섹터 기반 파일 시스템, 운영체제 등이 아무런 문제없이 플래시 메모리를 사용할 수 있게 만들어 준다. 플래시 메모리의 또 다른 특징으로는 기존의 하드디스크와 달리 블록 당 삭제 횟수가 제한되어 있다. 그리고 블록 당 삭제 횟수의 제한을 넘게 되어 더 이상 정상적으로 동작하지 않는 블록을 배드 블록(Bad Block)이라고 한다. 또한 특정 블록에 집중적으로 연산이 집중되고 삭제 횟수가 늘어나게 되면, 수명이 다하게 되면 곧 사용할 수 없는 배드 블록이 된다. 이런 배드 블록들이 늘어날수록 플래시 메모리의 사용 가능한 용량이 지속적으로 감소하는 문제가 발생하게 된다. 이러한 문제를 해결하기 위해서 플래시 메모리에서는 블록 당 삭제 횟수를 균일하게 관리하여 저장 장치의 전체 영역을 골고루 사용하여, 전체적인 수명을 안전적으로 확보하기 위해 웨어레벨링(Wear-Leveling)을 이용하고 있다. 또한 플래시 메모리에는 다양한 유형이 존재하고 사용자들이 선호하는 유형도 다르다. 그렇기 때문에 SSD의 효과적인 사용을 위해서도 플래시 메모리의 효과적인 웨어레벨링이 더욱 중요해 진다. 따라서 본 논문에서는 기존의 웨어레벨링에 대한 관련연구와 기존보다 향상된 웨어레벨링에 대해 제안하고자 한다.