빠른 파워-오프를 위한 캐시 동기화 방법 및 시스템 document_id A220623061525

플래쉬 메모리 장치는 고집적의 불휘발성 메모리 장치이다. 플래쉬 메모리 장치는 데이터 보존성이 우수하기 때문에, 메모리 시스템에서 메인 메모리로 사용된다. 플래쉬 메모리 장치는 기존의 하드 디스크 또는 플라피 디스크를 대체할 만한 고집적 대용량 소자로서 주목받고 있다. 현재 플래쉬 메모리 장치는 휴대폰, 디지털 카메라, MP3 플레이어, SSD(Solid State Drive) 등의 저장 매체로 사용되고 있다. 플래쉬 메모리 장치 기반의 저장 매체는 호스트 컴퓨터의 외부 기록 장치로서 사용된다. 그런데, 플래쉬 메모리 장치는, 읽기 및 쓰기 동작에 있어서, 메모리 셀 어레이에 저장된 데이터를 페이지 버퍼로 읽어오고, 페이지 버퍼에 임시로 저장된 데이터를 메모리 셀 어레이에 쓰는 데 상당한 시간이 소요되기 때문에, 데이터 입출력 속도가 느리다는 단점이 있다. 플래쉬 메모리 장치는 복수개의 블락들, 예컨대 1024 블락, 2048 블락 등으로 이루어진다. 하나의 블락은 복수개의 섹터들, 예컨대 16 섹터, 32 섹터 또는 64 섹터 등으로 이루어진다. 플래쉬 메모리 장치에 있어서, 블락은 데이터 소거 동작의 기본 단위가 되고, 페이지는 데이터 쓰기 및 읽기 동작의 기본 단위가 된다. 플래쉬 메모리 장치는 쓰기 동작에 앞서 블락 단위의 소거 동작이 선행되어야 하는, 즉 블락 단위로 데이터를 관리해야 하는 특성 때문에, 쓰기 성능의 변동이 심하다. 한편, 저장 매체에 대한 데이터의 기록 처리 및 읽기 처리는, 호스트 컴퓨터와의 사이에서의 데이터 전송 처리 속도 보다도 늦기 때문에, 그 중간에 캐시 메모리를 설치하고 캐시 메모리를 이용하여 데이터 전송을 행하는 것으로, 데이터의 기록 처리나 재생 처리의 고속화를 도모하고 있다. 캐시 메모리는, 호스트 컴퓨터로부터 보내지고 오는 데이터의 어드레스가 연속적인 시퀀셜 억세스와 불연속적인 어드레스에 의한 랜덤 억세스로 동작된다. 캐시 메모리로는 DRAM, SRAM과 같은 휘발성 메모리 장치 또는 플래쉬 메모리 장치와 같은 불휘발성 메모리 장치를 사용할 수 있다. 저장 매체와 캐시 메모리를 구비하는 시스템에서, 상위 어플리케이션으로부터 파워-오프와 같은 이벤트가 있을 경우, 캐시 메모리에 저장된 데이터를 저장 매체에 재저장하는 캐시 동기화 작업이 요구된다. 불휘발성 메모리 장치를 캐시 메모리로 사용하는 경우에는 캐시 동기화 작업이 필요 없지만, 휘발성 메모리 장치를 캐시 메모리로 사용하는 경우에는 저장 매체인 플래쉬 메모리 장치로 캐시 동기화 작업을 반드시 수행해야 한다. 데이터를 처리하는 측면에서 본다면 파일은 관련된 레코드들의 집합이고, 파일 시스템은 파일들에 이름을 붙이고 저장이나 검색을 위해 논리적으로 파일들을 어디에 위치시켜야 하는지 등을 나타내는 방법이다. 플래쉬 메모리 장치를 사용하는 파일 시스템은, 파일을 관리하고, 파일을 플래쉬 메모리 장치에 저장하고 플래쉬 메모리 장치로부터 읽어들이는 기능을 포함한다. 그런데, 파일 시스템에 의한 캐시 동기화 작업은 플래쉬 메모리 장치로 랜덤 쓰기를 발생시키게 된다. 랜덤 쓰기는 플래쉬 메모리 장치 내 파일들이 점유하게 될 영역들이 랜덤하게 분포됨에 따라 캐시 동기화 작업을 위한 메모리 공간이 부족해질 수 있는 문제점이 있다. 그리고, 플래쉬 메모리 장치로의 랜덤 쓰기를 최소화하기 위하여, 캐시 메모리에 저장된 데이터를 물리적 주소 기준으로 그룹핑하여, 큰 그룹의 데이터를 우선으로 플래쉬 메모리 장치에 저장하게 되면, LRU 기반의 캐시 동기화 기법과 비교하여 동기화 시간을 단축시키지만, 그 효과성이 한계가 있다. 따라서, 빠른 파워-오프를 위한 플래쉬 메모리 장치로의 캐시 동기화 방법이 요구된다.