대용량 비휘발성 나노저장소자를 위한

메모리 스토리지 융합 운영체제 기술
 

연구 목표
 반도체기술의 비약적 발전에 힘입어 메모리의 접근속도와 저장장치의 PRAM, MRAM, FRAM, Spin-RAM, SE(Solid Electrolyde)등 비휘발성을 겸비한 대용량 비휘발성 나노 저장소자가 곧 등장할 것으로 예측되고 있다. 이의 등장으로 전통적인 컴퓨터에서 메모리와 저장장치가 융합되는 구조의 변혁을 가져올 것이다. 본 연구에서는 차세대 메모리 스토리지 융합 컴퓨터 구조에 대응하는 운영 핵심 요소기술을 선행연구를 통하여 확보하고 이를 실제한 첨단 운영체제를 개발한다.
 
연구 내용

 나노 저장소자들의 집적도 증가 추세로 볼 때, 향후 10여년 내에 단일 칩이 수 GByte 용량을 보유할 것으로 예상되며, 모듈화를 통해 단일 컴퓨터에 수십 GByte 의 비휘발성 나노 저장 소자를 장착할 수 있게 될 것이다.

 주기억장치와 보조기억장치의 요구조건을 모두 만족시키는 대용량 나노 저장소자는 궁극적으로 주기억장치(메모리)와 보조기억장치(저장장치)를 융합시킬 것이다. 메모리 스토리지가 융합된 컴퓨터의 효율성을 극대화하기 위해서는 운영체제의 각 요소기술들이 융합 컴퓨터의 구조에 최적화되어 설계 구현되어야 한다. 본 연구에서는 프로세스 관리, 메모리 관리, 파일시스템 관리의 컴퓨터 요소기술들을 융합 컴퓨터의 하드웨어적 특성에 최적화하여 개발한다.

 전체 연구과정은 크게 두 단계로 나누어진다. 1단계에서는 시스템의 정상구동 상태를 전제하여 메모리-스토리지의 융합구조에 최적화된 프로세스, 메모리, 파일 시스템의 관리기술을 연구/개발한다. 프로세스의 주소공간과 파일공간을 통합 관리하는 기술을 연구 개발한다. 가상기억장치와 버퍼캐쉬가 존재하지 않는 경우 입출력과 프로세스 문맥전환의 상관관계를 연구하고 이에 적합한 관리구조를 연구/개발한다. 메모리 스토리지 융합 환경 하에서 메모리 페이지의 관리, 보호, 할당을 위한 자료구조와 기법을 연구한다. 파일 시스템 주제에서는 바이트 접근이 가능한 비휘발성 소자에 최적화된 파일 구조, 파일시스템 구조, 메타데이터 구조를 개발한다. 1단계에서는 메모리 스토리지 융합구조의 특성을 적절히 반영하여 시스템 성능을 최적화하는 것이 핵심관건이다. 2단계에서는 시스템의 비정상 종료 시 시스템을 효율적으로 보호/복구하기 위한 기술을 개발한다. 소자의 비휘발성을 활용하여 시스템의 비정상적인 종료로 인하여 발생하는 각종 데이터의 손실, 파일 시스템 일관성의 손상을 방지하고 이를 효율적으로 복구하는 방법을 연구한다. 비휘발성 저장 소자에 존재하는 데이터를 선별적으로 리셋할 수 있는 지속성 유지 방법을 연구 개발한다. 최종적으로 개발된 알고리즘과 기법들을 통합하는 메모리 스토리지 융합 운영체제를 개발한다.
 
지원 기관: 한국 과학재단, 국자지정 연구실 사업
 
연구 기관: 2007.8 - 2012.7
 
협력 기관: 삼성전자 반도체 총괄
 
논문
워크샵 & 활동
참여 인력
  • 김종민(Gim Jongmin)
  • 정재민(Jung Jaemin)
  • 박성민(Park Sungmin)
  • 유밝은(Yoo Balgeun)
  • 최정헌(Choi Jeongheon)
  • 기안호(Ki Anho)