STAFF 와 LSTAFF 의 비교

STAFF와 LSTAFF의 비교 발표자 : 박 성 환 (shpark@dislab.hufs.ac.kr)

STAFF

- Flash Memory System의 Software 구조 - STAFF • State Transition Applied Fast Flash Translation Layer • 목표 • 적은 양의 Memory를 사용하여 실제 Embedded System에 적용

Block States • F state (Free) • Erase 후 Write가 한번도 되지 않은 상태 • O state (Old) • Block내의 존재하는 Data들은 더 이상 유효하지 않음 • M state • In-place로 Data가 기록되고 있는 Block • S state • M state Block중 Block이 가득 찬 Block • 교체 합병 연산에 의해 O state로 전이 됨 • N state • Out-of-place로 Data가 기록되고 있는 Block

Block States Transition

Write Operation Flow Chart Write OP Merging operation is needed Yes [Branch] Do merging operation No The logical block corresponding to the lsn has an M or N state block No Get an F state block The F state block is converted to the M state block Yes Corresponding sector is empty Write the input data to the M or N state block Yes Write the input data to the M state block No The block is the M state block The block is converted to the N state block Yes No Write the input data to the N state block End OP

Merging Operation • Swap merging • M state block에 Data를 추가적으로 Write하려 할 때 발생 • Smart merging • 더 이상 빈 공간이 없는 N state Block에 Write하려 할 때 발생

Transition to O States Block • STAFF Algorithm은 Logical Block 하나에 최대 2개의 Physical Block이 할당 됨 • 때문에 2개의 Physical Block에 더 이상 공간이 없을 시 O state Block으로 전이 됨

Read Operation Flow Chart Read OP The logical block corresponding to the lsn has an M or N state block The logical block has an S state block No No Yes Yes The block is the M state block [The block is the N state block] No Print : “The logical sector has not been written” No The corresponding sector is set Read from the M state block Yes No The logical block has an S state block No Yes Read from the S state block End OP

Read Operation Flow Chart [The block is the N state block] The sector exist in the N state block Yes Read from the N state block No The logical block has an S state block Yes Read from the S state block No Print : “The logical sector has not been written” End OP

Read Operation • 읽혀질 Data는 M,N or S Block에 존재 • 읽혀질 Data가 두 개의 Physical Block에 존재 시 • M or N 의 Data가 최신 Data임

LSTAFF

Definition • Sector • File System에서 Read/Write 연산을 수행하는 최소 단위 • Page • Flash Device에서 Read/Write 연산을 수행하는 최소 단위 • Block • Flash Device에서 Erase 연산을 수행하는 단위가 됨 (Erase Unit) • 여러 개의 Page로 구성됨 ( 1 Block = 64 Page ) • 같은 Sector/Page에 Rewrite를 하려면 해당 Block을 먼저 Erase해야 함

Large STAFF • Mapping • Small Block에서는 Sector/Block 단위의 Mapping만 고려 • Large Block에서는 Sector/Page/Block 단위의 Mapping을 고려 • 약자

Large STAFF • 계산 • 논문에서의 예 • lsn = 101 , lbn = 1 , lpn = 9 , lso = 1 • 분석한 예 • lsn = 101 , lbn = 0 , lpn = 25 , lso = 1

실험 환경 • 약 128 MB크기의 Flash Device • 1024 blocks/device , 64 pages/block , 4 sectors/page • 1 page당 1 Spare Area가 존재 • 64 Bytes • 단위 • 1 Page = 4 Sectors • 1 Block = 64 Pages • 크기 • 1 Page = 약 2KB • 1 Block = 약 131 KB • 1024 Block = 약 134 MB

LSTAFF에서 제안하는 Page Format • 세 단계로 Mapping 정보를 저장함 • Sector , Page , Block • lsn과 lpn은 Page당 저장 되며, lbn과 Block State는 Block당 저장 됨 • F , S , O , M State Blocks는 lsn이나 lpn이 필요 없음 • N State Block은 out-of-place로 기록되기에 lsn이나 lpn을 사용함

N State Block의 Mapping Options • Page Mapping • Logical page number  Physical page number Mapping • lsn은 Flash Memory에 기록하지 않아도 됨 • Sector Mapping • Logical sector number  Physical sector number Mapping • lpn은 Flash Memory에 기록하지 않아도 됨 • 1:N Mapping • 하나의 Logical page/sector가 하나 이상의 Physical page/sector와 Mapping 됨

Page Mapping vs Sector Mapping • ex) lsn Sequence : 0,1,2,3,0,1,2,3,8,9,9

Evaluation • LSTAFF는 STAFF와 성능 평가식이 동일 함 • LSTAFF는 STAFF에 비해 동시에 다수의 Sector를 Read/Write 할 수 있기 때문에 전반적으로 성능이 좋았음

STAFF 와 LSTAFF 의 비교