KR101422855B1 - 데이터를 효율적으로 저장하는 방법, 컴퓨터 판독가능 매체및 컴퓨터 시스템 - Google Patents
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Abstract
고속 메모리로부터 저속 메모리로 트랜스퍼될 이상적인 사이즈의 메모리를 판정 및 이용함으로써 저속 메모리에 대한 더 빠른 저장 및 저속 메모리에 대한 더 긴 수명이 가능하게 된다.
고속 메모리, 저속 메모리, 플래시 메모리, RAM, 빠른 저장
Description
메모리 장치는 많은 트레이드 오프를 갖는다. 고속의 메모리는 고가일 수 있다. 저속의 메모리는 저가일 수 있다. 최신 애플리케이션에 대한 메모리 요구 사항이 고객 시스템의 물리적 용량을 초과함에 따라, 특히 태스크들 또는 유저들 간에 스위칭할 때, 하드 드라이브에 대한 페이징(paging) 동작이 빠르게 되면, 시스템 및 애플리케이션이 느리고 반응이 늦은 것처럼 보이게 만든다. 이상적인 컴퓨터에서는, 모든 메모리가 가능한한 빠르겠지만, 이러한 컴퓨터는 너무 고가이어서 현실성이 없다. 또한, 값이 싸고 장기간 저장할 수 있는 장치이기만 하면 되는 일부 애플리케이션이 존재한다. 따라서, 컴퓨터는, 프로세서에 가까운 초고속 메모리부터 디스크 기반 메모리 등의 더 느린 메모리까지 다양한 메모리를 갖는다. 또한, 컴퓨터는, 휴대용 하드 드라이브, 플로피 디스크 및 플래시 메모리 장치 등의 보다 많고 유형이 서로 다른 메모리를 추가할 수 있는 기능을 갖고 있다. 이들 장치들 각각은 최대화될 수 있는 퍼포먼스 및 웨어(wear) 특성을 갖는다.
<발명의 요약>
고속 메모리로부터 저속 메모리로 트랜스퍼(transfer)될 메모리의 이상적인 사이즈를 판정하고 이를 이용함으로써, 저속 메모리에 더 빠르게 저장할 수 있으며 저속 메모리의 수명을 더 연장시킬 수 있다. 예를 들면, 일부 플래시 메모리 장치들은, 플래시 메모리에 대한 소거 및 기록의 횟수를 최소화시키는 메모리 기록 사이즈를 갖는다. 그 밖의 저속 메모리 장치들은, 저속 메모리 상의 큰 블럭들이 연속적인 데이터를 저장할 수 있게 해주는 이상적인 기록 사이즈를 가질 수 있다. 또한, 데이터가 저속 메모리로 송신될 것으로 지시되었을지라도, 이 데이터는 고속 메모리에서 액세스될 수 있다.
도 1은 본 특허청구범위에 따라 동작할 수 있는 컴퓨팅 시스템의 블럭도이다.
도 2는 본 특허청구범위에 따른 방법을 나타낸 도면이다.
이하에서는 다수의 상이한 실시예에 대한 상세한 설명을 개시하지만, 이러한 설명의 법률적 범위는 본 특허의 끝 부분에 개시되는 특허청구범위의 용어들에 의해 제한된다는 점이 이해되어야 한다. 상세한 설명은 단지 예시적인 것으로 고려되어야 하고, 모든 가능한 실시예들을 설명하는 것은 아니며, 이는 비록 불가능하지 않더라도 모든 가능한 실시예들을 설명한다는 것은 실용적이지 않기 때문이다. 현재의 기술 또는 본 특허의 출원일 이후에 개발된 기술들을 사용하여 다수의 대안적인 실시예들이 구현될 수 있지만, 이러한 것들도 역시 본 발명의 특허청구범위의 범위에 포함되는 것이다.
"본 명세서에서 사용될 때, 용어 '____'는 ...을 의미하도록 여기에서 정의된다"라는 문장 또는 이와 유사한 문장을 사용하여 본 명세서에서 명시적으로 정의되지 않는 한, 이러한 용어는 명시적으로든 또는 암시적으로든, 그것의 일반적인 의미 또는 보통의 의미 이상으로, 그 용어의 의미를 제한하려는 의도는 아니며, 이러한 용어가 본 명세서의 임의의 섹션에 있는 임의의 문장(청구항의 언어가 아니라)에 기초하여 범위가 제한되도록 해석되어서는 안 된다는 것 또한 이해할 것이다. 본 특허의 끝 부분에 있는 청구범위에 언급된 임의의 용어가 단일 의미로 일관된 방식으로 본 명세서에서 지칭되는 점에서, 이는 단지 독자들을 혼동시키지 않도록 단순 명료하게 기술한 것으로, 이러한 청구범위의 용어가 암시적으로든 또는 다르게든, 그 단일 의미로 제한되는 것은 아니다. 마지막으로, 임의의 구조의 언급 없이 "수단"이라는 단어와 기능을 언급함으로써 청구항의 구성요소가 정의되지 않는다면, 임의의 청구항의 구성요소의 범위가 U.S.C.§112, 6번째 항의 적용에 기초하여 해석되어야 하는 것은 아니다.
도 1은 본 특허청구되는 방법의 단계들에 대한 시스템 및 장치가 구현될 수 있는 적합한 컴퓨팅 시스템 환경(100)의 일례를 도시하고 있다. 컴퓨팅 시스템 환경(100)은 적합한 컴퓨팅 환경의 일례에 불과하며, 본 특허청구범위의 장치의 방법의 용도 또는 기능성의 범위에 관해 어떤 제한을 암시하고자 하는 것이 아니다. 컴퓨팅 환경(100)이 예시적인 운영 환경(100)에 도시된 컴포넌트들 중 임의의 하나 또는 그 컴포넌트들의 임의의 조합과 관련하여 어떤 의존성 또는 요구사항을 갖는 것으로 해석되어서는 안된다.
본 특허청구되는 방법의 단계들 및 장치는 많은 기타 범용 또는 특수 목적의 컴퓨팅 시스템 환경 또는 구성에서 동작할 수 있다. 본 특허청구범위의 방법 또는 장치에서 사용하는 데 적합할 수 있는 잘 알려진 컴퓨팅 시스템, 환경 및/또는 구성의 예로는 퍼스널 컴퓨터, 서버 컴퓨터, 핸드-헬드 또는 랩톱 장치, 멀티프로세서 시스템, 마이크로프로세서 기반 시스템, 셋톱 박스, 프로그램가능한 가전제품, 네트워크 PC, 미니컴퓨터, 메인프레임 컴퓨터, 상기 시스템들이나 장치들 중 임의의 것을 포함하는 분산 컴퓨팅 환경, 기타 등등이 있지만 이에 제한되는 것은 아니다.
본 특허청구되는 방법의 단계들 및 장치는 일반적으로 컴퓨터에 의해 실행되는 프로그램 모듈과 같은 컴퓨터 실행가능 명령어와 관련하여 기술될 것이다. 일반적으로, 프로그램 모듈은 특정 태스크를 수행하거나 특정 추상 데이터 유형을 구현하는 루틴, 프로그램, 개체, 컴포넌트, 데이터 구조 등을 포함한다. 본 방법 및 장치는 또한 통신 네트워크를 통해 연결되어 있는 원격 처리 장치들에 의해 태스크가 수행되는 분산 컴퓨팅 환경에서 실시된다. 분산 컴퓨팅 환경에서, 프로그램 모듈은 메모리 저장 장치를 비롯한 로컬 및 원격 컴퓨터 저장 매체 둘다에 위치할 수 있다.
도 1과 관련하여, 본 청구되는 방법의 단계들과 장치들을 구현하는 예시적인 시스템은 컴퓨터(110) 형태의 범용 컴퓨팅 장치를 포함한다. 컴퓨터(110)의 컴포넌트들은 처리 장치(120), 시스템 메모리(130), 및 시스템 메모리를 비롯한 각종 시스템 컴포넌트들을 처리 장치(120)에 연결시키는 시스템 버스(121)를 포함하지만 이에 제한되는 것은 아니다. 시스템 버스(121)는 메모리 버스 또는 메모리 컨트롤러, 주변 장치 버스 및 각종 버스 아키텍처 중 임의의 것을 이용하는 로컬 버스를 비롯한 몇몇 유형의 버스 구조 중 어느 것이라도 될 수 있다. 예로서, 이러한 아키텍처는 ISA(industry standard architecture) 버스, MCA(micro channel architecture) 버스, EISA(Enhanced ISA) 버스, VESA(video electronics standard association) 로컬 버스, 그리고 메자닌 버스(mezzanine bus)로도 알려진 PCI(peripheral component interconnect) 버스 등을 포함하지만 이에 제한되는 것은 아니다.
컴퓨터(110)는 통상적으로 각종 컴퓨터 판독가능 매체를 포함한다. 컴퓨터(110)에 의해 액세스 가능한 매체는 그 어떤 것이든지 컴퓨터 판독가능 매체가 될 수 있고, 이러한 컴퓨터 판독가능 매체는 휘발성 및 비휘발성 매체, 이동식 및 비이동식 매체를 포함한다. 예로서, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 저장 매체 및 통신 매체를 포함하지만 이에 제한되는 것은 아니다. 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보를 저장하는 임의의 방법 또는 기술로 구현되는 휘발성 및 비휘발성, 이동식 및 비이동식 매체를 포함한다. 컴퓨터 저장 매체는 RAM, ROM, EEPROM, 플래시 메모리 또는 기타 메모리 기술, CD-ROM, DVD(digital versatile disk) 또는 기타 광 디스크 저장 장치, 자기 카세트, 자기 테이프, 자기 디스크 저장 장치 또는 기타 자기 저장 장치, 또는 컴퓨터(110)에 의해 액세스되고 원하는 정보를 저장할 수 있는 임의의 기타 매체를 포함하지만 이에 제한되는 것은 아니다. 통신 매체는 통상적으로 반 송파(carrier wave) 또는 기타 전송 메커니즘(transport mechanism)과 같은 피변조 데이터 신호(modulated data signal)에 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터 등을 구현하고 모든 정보 전달 매체를 포함한다. "피변조 데이터 신호"라는 용어는, 신호 내에 정보를 인코딩하도록 그 신호의 특성들 중 하나 이상을 설정 또는 변경시킨 신호를 의미한다. 예로서, 통신 매체는 유선 네트워크 또는 직접 배선 접속(direct-wired connection)과 같은 유선 매체, 그리고 음향, RF, 적외선, 기타 무선 매체와 같은 무선 매체를 포함한다. 상술된 매체들의 모든 조합이 또한 컴퓨터 판독가능 매체의 영역 안에 포함되는 것으로 한다.
시스템 메모리(130)는 판독 전용 메모리(ROM)(131) 및 랜덤 액세스 메모리(RAM)(132)와 같은 휘발성 및/또는 비휘발성 메모리 형태의 컴퓨터 저장 매체를 포함한다. 시동 중과 같은 때에, 컴퓨터(110) 내의 구성요소들 사이의 정보 전송을 돕는 기본 루틴을 포함하는 기본 입/출력 시스템(BIOS)(133)은 통상적으로 ROM(131)에 저장되어 있다. RAM(132)은 통상적으로 처리 장치(120)가 즉시 액세스 할 수 있고 및/또는 현재 동작시키고 있는 데이터 및/또는 프로그램 모듈을 포함한다. 예로서, 도 1은 운영 체제(134), 애플리케이션 프로그램(135), 기타 프로그램 모듈(136) 및 프로그램 데이터(137)를 도시하고 있지만 이에 제한되는 것은 아니다.
컴퓨터(110)는 또한 기타 이동식/비이동식, 휘발성/비휘발성 컴퓨터 저장매체를 포함한다. 단지 예로서, 도 1은 비이동식·비휘발성 자기 매체에 기록을 하 거나 그로부터 판독을 하는 하드 디스크 드라이브(141), 이동식·비휘발성 자기 디스크(152)에 기록을 하거나 그로부터 판독을 하는 자기 디스크 드라이브(151), CD-ROM 또는 기타 광 매체 등의 이동식·비휘발성 광 디스크(156)에 기록을 하거나 그로부터 판독을 하는 광 디스크 드라이브(155)를 포함한다. 예시적인 운영 환경에서 사용될 수 있는 기타 이동식/비이동식, 휘발성/비휘발성 컴퓨터 기억 매체로는 자기 테이프 카세트, 플래시 메모리 카드, DVD, 디지털 비디오 테이프, 고상(solid state) RAM, 고상 ROM 등이 있지만 이에 제한되는 것은 아니다. 하드 디스크 드라이브(141)는 통상적으로 인터페이스(140)와 같은 비이동식 메모리 인터페이스를 통해 시스템 버스(121)에 접속되고, 자기 디스크 드라이브(151) 및 광 디스크 드라이브(155)는 통상적으로 인터페이스(150)와 같은 이동식 메모리 인터페이스에 의해 시스템 버스(121)에 접속된다.
위에서 설명되고 도 1에 도시된 드라이브들 및 이들과 관련된 컴퓨터 저장 매체는, 컴퓨터(110)를 위해, 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 및 기타 데이터를 저장한다. 도 1에서, 예를 들어, 하드 디스크 드라이브(141)는 운영 체제(144), 애플리케이션 프로그램(145), 기타 프로그램 모듈(146), 및 프로그램 데이터(147)를 저장하는 것으로 도시되어 있다. 여기서 주의할 점은 이들 컴포넌트가 운영 체제(134), 애플리케이션 프로그램(135), 기타 프로그램 모듈(136), 및 프로그램 데이터(137)와 동일하거나 그와 다를 수 있다는 것이다. 이에 관해, 운영 체제(144), 애플리케이션 프로그램(145), 기타 프로그램 모듈(146) 및 프로그램 데이터(147)에 다른 번호가 부여되어 있다는 것은 적어도 이들이 다른 사본(copy)이라는 것을 나타내기 위한 것이다. 사용자는 키보드(162), 및 통상적으로 마우스, 트랙볼(trackball) 또는 터치 패드로 칭해지는 포인팅 장치(161) 등의 입력 장치를 통해 명령 및 정보를 컴퓨터(110)에 입력할 수 있다. 다른 입력 장치(도시 생략)로는 마이크, 조이스틱, 게임 패드, 위성 안테나, 스캐너 등을 포함할 수 있다. 이들 및 기타 입력 장치는 종종 시스템 버스에 결합된 사용자 입력 인터페이스(160)를 통해 처리 장치(120)에 접속되지만, 병렬 포트, 게임 포트 또는 USB(universal serial bus) 등의 다른 인터페이스 및 버스 구조에 의해 접속될 수도 있다. 모니터(191) 또는 다른 유형의 디스플레이 장치도 비디오 인터페이스(190) 등의 인터페이스를 통해 시스템 버스(121)에 접속될 수 있다. 모니터 외에, 컴퓨터는 스피커(197) 및 프린터(196) 등의 기타 주변 출력 장치를 포함할 수 있고, 이들은 출력 주변장치 인터페이스(190)를 통해 접속될 수 있다.
컴퓨터(110)는 원격 컴퓨터(180)와 같은 하나 이상의 원격 컴퓨터로의 논리적 접속을 사용하여 네트워크화된 환경에서 동작할 수 있다. 원격 컴퓨터(180)는 퍼스널 컴퓨터, 서버, 라우터, 네트워크 PC, 피어 장치 또는 기타 통상의 네트워크 노드일 수 있고, 통상적으로 컴퓨터(110)와 관련하여 상술된 구성요소들의 대부분 또는 그 전부를 포함한다(도 1에는 메모리 저장 장치(181) 만이 도시되어 있음). 도 1에 도시된 논리적 접속으로는 LAN(171) 및 WAN(173)이 있지만, 기타 네트워크를 포함할 수도 있다. 이러한 네트워킹 환경은 사무실, 전사적 컴퓨터 네트워크(enterprise-wide computer network), 인트라넷, 및 인터넷에서 일반적인 것이다.
LAN 네트워킹 환경에서 사용될 때, 컴퓨터(110)는 네트워크 인터페이스 또는 어댑터(170)를 통해 LAN(171)에 접속된다. WAN 네트워킹 환경에서 사용될 때, 컴퓨터(110)는 통상적으로 인터넷과 같은 WAN(173)을 통해 통신을 설정하기 위한 모뎀(172) 또는 기타 수단을 포함한다. 내장형 또는 외장형일 수 있는 모뎀(172)은 사용자 입력 인터페이스(160) 또는 기타 적절한 메커니즘을 통해 시스템 버스(121)에 접속될 수 있다. 네트워크화된 환경에서, 컴퓨터(110) 또는 그의 일부와 관련하여 기술된 프로그램 모듈은 원격 메모리 스토리지 장치에 저장될 수 있다. 예로서, 도 1은 원격 애플리케이션 프로그램(185)이 메모리 장치(181)에 있는 것으로 도시하고 있지만 이에 제한되는 것은 아니다. 도시된 네트워크 접속은 예시적인 것이며 이 컴퓨터들 사이에 통신 링크를 설정하는 기타 수단이 사용될 수 있다는 것을 이해할 것이다.
도 2는 효과적으로 데이터를 저장하는 방법에 대해 예시할 수 있으며, 여기서, 데이터 스토리지 속도의 계층을 갖는 복수의 데이터 스토리지 장치가 존재한다. 메모리 장치는 많은 트레이드 오프를 갖는다. 고속의 메모리는 고가일 수 있다. 저속의 메모리는 저가일 수 있다. 이상적인 컴퓨터에서는, 모든 메모리가 가능한한 빠르겠지만, 이러한 컴퓨터는 대다수의 사용자에게 있어 너무 고가일 것이다. 또한, 값이 싸고 장기간 저장할 수 있는 장치이기만 하면 되는 일부 애플리케이션이 존재한다. 따라서, 컴퓨터는, 프로세서에 가까운 초고속 메모리부터 디스크 기반 메모리 등의 더 느린 메모리까지 다양한 메모리를 갖는다. 또한, 컴퓨터는, 휴대용 하드 드라이브(140), 및 플래시 메모리 장치(152) 등의 보다 많고 유형 이 서로 다른 메모리를 추가할 수 있는 기능을 갖고 있다. 이들 장치들 각각은 최대화될 수 있는 퍼포먼스 및 웨어(wear) 특성을 갖는다.
예를 들면, 플래시 메모리(152)는 두 가지의 통상적인 형태, 즉 NOR 플래시 및 NAND 플래시의 형태로 이루어진다. 플래시 메모리(152)의 그 밖의 형태도 또한 고려될 수 있다. 플래시 메모리(152) 및 EEPROM 양쪽 유형 모두는, 데이터를 저장하는 데에 이용되는 전하 스토리지 메카니즘 주위에 절연 산화물층이 존재하기 때문에 많은 소거 동작이 행해진 후에는 마멸되게 된다. 통상적인 NOR 플래시 메모리(152) 유닛은 10,000-100,000 번의 소거/기록 동작 후에 마멸될 수 있으며, 통상적인 NAND 플래시 메모리(152)는 1,000,000번의 소거/기록 동작 후에 마멸될 수 있다. 플래시 메모리(152)의 하나의 제한사항은, 랜덤 액세스 형식으로 한번에 한 바이트씩 혹은 한 워드씩 판독되거나 프로그래밍될 수 있지만, 한번에 한 "블럭"씩 소거되어야 한다는 점이다. 새롭게 소거된 블럭에서 시작될 경우, 그 블럭 내에 임의의 바이트가 프로그래밍될 수 있다. 그러나, 일단 1 바이트가 프로그래밍되면, 전체 블록이 소거될 때까지 다시 변경될 수 없게 된다. 하드 디스크 드라이브(140)에 비교해 볼 때, 플래시 메모리(152)는, 유한한 횟수의 소거-기록 사이클을 가져서 소거/기록 사이클의 횟수를 최소화하기 위한 조치가 취해져야 한다는 제약 사항이 있다.
다른 장치에서는, 기록 사이클의 속도 저하는, 바람직한 기록 사이즈를 결정하는 데에 있어 하나의 요인일 수 있다. 예를 들면, 기록 펑션을 셋업하는 데에 요구되는 상당한 오버헤드 시간이 존재하는 경우, 기록될 데이터의 크기를 최대화 하여 기록의 횟수를 최소화함으로써 시간을 줄일 수 있을 것이다. 마찬가지로, 일부 스토리지 장치에서는, 작은 양의 저장이 반복되면 데이터가 스토리지 장치 전체에 걸쳐 분포하게 되며, 이로 인해, 더 적은 횟수의 더 많은 양의 저장의 결과일 수 있는 것처럼, 데이터가 연속적으로 저장된 경우보다 더 긴 판독 시간이 발생될 수 있다. 또한, 기록 사이클은 프로세서에 무거운 부담을 지울 수 있으며, 프로세서의 사용량이 많은 동안, 덜 빈번한 간격으로 더 큰 스토리지 사이즈를 가지고 덜 빈번하게 저장하는 것이 이치에 맞을 수 있다.
다시 하드 드라이브(140)를 참조하면, 고속 메모리가 없는 경우, 시스템이 하드 디스크(140)가 하드 디스크(140) 상의 정확한 위치에 액세스하여 그 데이터를 기록하는 것을 기다리는 동안 하드 디스크(140)로의 모든 기록에는 성능 히트(performance hit)가 행해질 수 있다. 이는 대부분의 드라이브에 대해 적어도 10 밀리초가 걸릴 수 있는데, 이는 컴퓨터 세계에서는 긴 시간이며 시스템이 하드 디스크를 기다릴 때 실제로 성능의 속도를 느리게 할 수 있다.
RAM(132)과 같은 고속 메모리가 이용가능하게 되면(이는 기록 캐싱이 인에이블되는 것으로도 칭해짐), 시스템이 하드 디스크(140)에 기록을 전송할 때, 로직 회로는 이 기록을 자신의 훨씬 더 빠른 캐시 또는 고속 메모리(132)에 기록하고, 그 후 본질적으로 "종료(finished)"라고 얘기하는 애크놀리지먼트(acknowledgement)를 운영 체제에 도로 즉시 전송한다. 그 후 시스템의 나머지는, 액츄에이터가 포지셔닝하고 디스크가 스피닝하는 것 등을 기다릴 필요없이 계속 진행할 수 있고, 이에 의해 성능이 개선된다. 그러나, 드라이브(140)는 실제로 는 종료되지 않았을 때(데이터는 디스크에 있지 않으며 캐시(132) 내에만 있음) "종료"를 도로 전송한다. 하드 디스크(140)의 로직 회로는 데이터를 디스크에 기록하기 시작하지만, 당연히 이는 얼마간의 시간이 걸린다.
일반적인 PC(110)의 사용에서는, 프로그램의 로딩과, 데이터의 로딩 및 저장이 빈번하게 행해진다. 이들 동작 모두는 하드 디스크(140)로의 액세스를 필요로 할 수 있다. 그리고, 이에 따라, 하드 디스크(140) 성능은 이슈(issue)가 된다. 대기하는 동안 2백만 명령어를 충분히 처리할 수 있을 정도로 CPU(120)를 고속으로 만드는 것은, 그 시간에 해야 할 무언가를 가지고 있지 않는 한 실제로는 사용자가 더 많은 것을 얻을 수는 없다. 하드 디스크(140) 성능 이슈가 가장 중요한 애플리케이션은, 특히 대형 오디오 및 비디오 파일을 처리하는 멀티미디어 편집 애플리케이션과 같은, 많은 처리를 행하는 애플리케이션 대신에, 하드 디스크(140)에 대하여 많은 판독 및 기록을 행하는 애플리케이션이다.
액세스 시간은 하드 디스크(140) 내에서 랜덤한 성능 포지셔닝을 반영하는 그 밖의 모든 명세의 복합을 나타내는 메트릭이다. 가장 통상적인 정의는 다음과 같다.
액세스 시간 = 커맨드 오버헤드 시간 + 탐색 시간 + 세틀 시간(Settle Time) + 레이턴시
커맨드 오버헤드는, 하드 디스크(140)에 커맨드가 주어질 때부터 커맨드를 이행하게 될 무언가가 실제로 시작될 때까지 경과하는 시간을 칭할 수 있다. 하드 디스크(140)의 탐색 시간은 플래터의 표면 위에서 트랙들 사이에서 판독/기록 헤드 를 이동시키는 데에 필요한 시간을 측정할 수 있다. 트랙들 사이의 스위칭은, 헤드 액츄에이터가 헤드 암을 물리적으로 움직일 것을 요구하며, 이는 기계적 처리이며 특정 시간이 걸린다. 두 개의 트랙들 사이에 스위칭하는 데에 필요한 시간은 트랙들 사이의 거리에 따라 달라진다. 그러나, 트랙 스위칭에 관련되는 소정 양의 "오버헤드"가 존재하므로, 그 관계는 선형적이 아니다. 트랙 1에서 트랙 2로 스위칭하는 것보다 트랙 1에서 트랙 3으로 스위칭하는 데에 두 배의 시간의 걸리지 않을 수 있다.
탐색 시간은 통상적으로 밀리초(통상적으로 "msec" 또는 "ms"로 약칭됨)로 표현된다. 물론, 현대의 PC(110)에서는, RAM(132)과 같은 고속 시스템 메모리가 예를 들어 나노초(나노초는 밀리초보다 백만배 작음)로 측정되는 속도를 가질 수 있기 때문에, 밀리초는 엄청난 시간이다. 1 GHz 프로세서가 (이론적으로는) 1 밀리초 내에 백만 명령어를 실행할 수 있다. 탐색 시간의 작은 감소에도 전체 시스템 성능은 향상될 수 있는데, 그 이유는 시스템의 나머지가 종종 하드 디스크(140)의 처리를 대기하기 때문이다.
하드 디스크(140) 플래터는 고속으로 주위를 스피닝하며, 그 스핀 속도는, 하드 디스크(140)로의 랜덤 액세스에 대한 정확한 실린더로 판독/기록 헤드를 이동시키는 프로세스와 동기화되지 않을 수 있다. 따라서, 헤드가 정확한 실린더에 도착했을 때, 필요한 실제의 섹터가 어느 것이라도 될 수 있다. 액츄에이터 어셈블리가 정확한 트랙으로의 그 탐색을 완료한 후, 드라이브(140)는 정확한 섹터가 판독/기록 헤드가 위치해 있는 주위로 올 것을 기다릴 수 있다. 이 시간은 레이턴시 로 불리운다. 레이턴시는 드라이브의 스핀들 속도에 직접 관련되며 이는 오로지 드라이브의 스핀들 특성에 의해서만 영향받는다. 따라서, 액세스 시간을 감소시킬 수 있는 임의의 액션은 시스템 성능에 대한 큰 영향을 가질 수 있다.
이용가능한 RAM(132)의 양은 또한, 고속 메모리에 저장되어 있을 수 있는 데이터의 사이즈에 영향을 미칠 수 있다. 예를 들면, 시스템이 고속 RAM((132)의 8k만을 가지고 있는 경우, 시스템이 고속 RAM(132)의 512kb을 가지고 있는 경우에 비해 보다 빈번한 기록 동작이 일어나게 될 것인데, 그 이유는 단순히, RAM(132)이 더 많은 데이터를 저장할 수 없기 때문이다.
블럭(200)에서, 본 방법에서는 저속 데이터 스토리지 장치 상에 저장될 데이터를 수신할 수 있다. 예를 들면, 워드 프로세싱 파일이 하드 드라이브(140) 상에 저장될 것으로 지정될 수 있다. 블럭(205)에서, 이 데이터는 고속 메모리에 저장될 수 있다. 예를 들면, 워드 프로세싱 파일은 RAM(132) 내의 캐시에 저장될 수 있다. 블럭(210)에서, 본 방법에서는, 하드 드라이브(140) 등의 특정 저속 데이터 장치를 목적지로 하는 바람직한 양의 데이터가 저장될 때까지 고속 메모리(132)에 추가적인 데이터를 수집할 수 있다. 블럭(215)에서, 본 방법에서는, 데이터가, 특정 스토리지 장치에 대한 적절한 기록 사이즈가 될 때까지 고속 메모리(132)에 데이터를 저장할 수 있다. 전술한 바와 같이, 바람직한 데이터 양은 장치에 따라 변동될 수 있다. 예를 들면, 바람직한 기록 사이즈는, 예를 들어 128kb, 256kb, 및 512kb 중 하나일 수 있는 2의 거듭 제곱일 수 있다. 플래시 메모리의 예에서, 이 사이즈는, 전체 플래시 블럭이 저장될 준비가 될 때 플래시 장치에 단지 기록함으 로써 소거/기록 동작이 최소화되게 하는(여러 번의 소거/기록 동작이 아님) 플래시 메모리 블럭의 사이즈일 수 있다. 블럭(220)에서, 특정 장치에 대한 적절한 기록 사이즈의 데이터가 고속 메모리 장치(132)에 일단 기록되면, 이 데이터는 저속 장치(140)에 기록될 수 있다.
블럭(225)에서, 본 방법에서는, 이 데이터가 고속 스토리지(132)에서 더 이상 필요하지 않다고 하는 판정이 행해질 때까지 데이터를 고속 스토리지(132)에 유지시킬 수 있다. 예를 들면, 시스템이 RAM(132)을 초과하는 경우, 저속 메모리(140)에 이미 기록된 데이터를 고속 메모리(132)에 또한 유지시키도록 시스템에 무거운 부담을 지우지 않을 수 있다. 데이터가 이미 저속 메모리(140)에 저장되었기 때문에, 이 데이터는 고속 메모리(132)에 있을 필요가 없지만, 사용자에게 편리한 어떠한 방식으로도 고속 메모리(132)에 유지될 수 있다.
블럭(230)에서, 청구항 1에서의 방법에서, 저속 스토리지 장치(140)에 기록될 데이터가 추가적인 저속 스토리지 장치(140)에 백업된다. 일부 경우에서, 사용자 또는 프로그램은, 데이터가 저속 스토리지 장치(140)에 저장될 것을 지시할 수 있다. 본 방법에서는 저속 메모리에 기록하기 전에 최적의 데이터량이 모이는 것을 기다릴 수 있다. 한편, 플래시 메모리 유닛(152)과 같은 저속 메모리는 시스템에서 제거될 수 있다. 이들 경우에, 추가적인 저속 스토리지 장치에서의 데이터의 백업이 이로울 수 있다. 이 데이터는 고속 메모리(132)로부터, 고속 메모리(132)보다 속도가 더 느리지만 저속 메모리보다는 속도가 높은 추가의 메모리로 이동될 수 있다. 블럭(235)에서, 본 방법에서는, 데이터가 고속 메모리(132)로부터 저속 메모리(152)로 기록되기 전에 시스템으로부터 저속 메모리 장치가 제거되었을 때 플래시(152) 등의 저속 메모리 장치에 데이터가 아직 기록되어야 함을 사용자에게 경고할 수 있다. 블럭(240)에서, 저속 메모리 장치가 제거되기 전에 데이터를 고속 메모리(132)로부터 저속 메모리(152)에 기입하는 옵션이 사용자에게 제시될 수 있다. 블럭(245)에서, 본 방법에서는, 저속 스토리지 장치에 기록하기 위한 로우 시스템 액티비티의 기간까지 대기할 수 있다.
예를 들면, 사용자 또는 방법은 워드 프로세싱 파일이 플래시 메모리(152)에 저장될 것을 지시할 수 있다. 본 방법은 플래시 메모리(152)에 대한 최적의 기록 사이즈를 매칭시키기 위해 충분한 데이터를 대기하여서, 워드 프로세싱 파일의 사이즈가 최적의 기록 사이즈보다 적은 경우 즉시 데이터가 플래시 메모리(152)에 기록되지 않게 할 수 있다. 플래시 메모리(152)가 제거되는 경우, 사용자는, 데이터가 아직 플래시 메모리(152)에 기록되어야 함을 경고받을 수 있다. 또한, 데이터는 이미 "중간(medium)" 속도 스토리지 장치에 백업되었을 수 있으며, 이러한 백업은, 고속 스토리지 장치(132) 내에 있는 동안 데이터가 중복기록되지 않게 하는데에 이용될 수 있다.
블럭(250)에서, 본 방법에서는 저속 메모리(140)로의 기록이 보다 효율적으로 되도록 고속 메모리(132) 내의 데이터를 체계화할 수 있다. 이러한 체계화는 고속 메모리(132) 내의 데이터가 연속적으로 되도록 재정렬하는 것만큼 간단할 수 있어서, 저속 메모리(140)로의 트랜스퍼가 보다 효율적으로 진행될 수 있다.
블럭(255)에서, 본 방법에서는, 임의의 데이터가, 저속 메모리(140)에 기록 되기 전에 새로운 데이터와 교체되었는지 여부를 판정하기 위해 고속 메모리(132) 내의 데이터를 분석할 수 있다. 블럭(260)에서, 본 방법에서는, 저속 메모리(140)에 기록될 임의의 데이터가 중복 데이터(여기서, 더 오래된 중복 데이터는 저속 메모리(140) 장치에 기록되지 않음)인지 여부를 판정하기 위해 고속 메모리(132) 내의 데이터를 분석할 수 있다. 블럭(265)에서, 본 방법에서는, 고속 메모리(132) 내의 블럭들의 무효화를, 이들이 저속 장치(140)에 맡겨지기 전에 기록 동작이 이들 블럭에 가해질 때 행할 수 있다.
블럭(270)에서, 본 방법에서는 저속 메모리(140)에 기록될 데이터의 인덱스를 고속 메모리(132) 내에 유지시킬 수 있으며, 저속 메모리(140)에 기록될 데이터가 고속 메모리(132) 내에 있는 경우, 본 방법에서는 데이터가 저속 메모리(140)에 기록되었는지 여부에 상관없이 고속 메모리(132)로부터 데이터에 대한 판독 요구를 서브할 수 있다.
블럭(275)에서, 본 방법에서는 저속 메모리(140)에 대한 바람직한 기록 사이즈를 판정하기 위해 저속 메모리(140)를 테스트할 수 있다. 예를 들면, 본 방법에서는 플래시 메모리(152)에게 이상적인 소거/기록 사이즈를 질문할 수 있다. 블럭(280)에서, 본 방법에서는 바람직한 기록 사이즈를 산출하기 위해 저속 스토리지 장치(140)로부터의 표시(indication)를 또한 이용할 수 있다. 예를 들면, 플래시 메모리(152)의 예에서, 본 방법에서는 블럭들이 1024 바이트 인크리먼트(increments)로 소거되는 것으로 판정하여 저장 동작이 1024 바이트 인크리먼트로 발생되어야 하는 것으로 판정할 수 있다. 바람직한 기록 사이즈는 저속 메모 리(152)의 바람직한 소거 사이즈와 관련될 수 있다.
상기에서는, 수많은 서로 다른 실시예들에 대한 상세한 설명이 개시되었지만, 본 특허의 범위는 본 특허의 말미에 제시된 특허청구범위의 용어들에 의해 정의됨을 알아야 한다. 본 상세한 설명은 예시로서만 해석되어야 하며, 모든 가능한 실시예들을 설명하는 것은, 불가능하진 않더라도 비실용적일 수 있기 때문에 모든 가능한 실시예들을 기술하지는 않는다. 현재의 기술, 또는 본 특허의 출원일 이후에 개발된 기술들을 이용하여 다양한 대안적인 실시예들이 구현될 수 있지만, 이러한 것들도 역시 본 특허청구범위의 범주 내에 포함되는 것이다.
따라서, 많은 변경들 및 수정들이, 본 특허청구범위의 정신 및 범주를 벗어나지 않고 본원에서 설명되고 예시된 기술 및 구조 내에서 행해질 수 있다. 따라서, 본원에 설명된 방법들 및 장치들은 단지 예시용이며 본 특허청구범위의 범주를 를 제한하지 않음을 알아야 한다.
Claims (20)
- 컴퓨터 시스템으로서,저속 메모리 장치보다 고속으로 동작하도록 구성된 고속 메모리 장치,상기 고속 메모리 장치보다 저속으로 동작하도록 구성된 추가 메모리 장치 및이동식 저장 매체(removable storage media)로서 동작하는 상기 저속 메모리 장치를 포함하고,상기 컴퓨터 시스템은,상기 저속 메모리 장치상에 저장될 데이터를 수신하는 동작,상기 저속 메모리 장치의 기록 사이즈를 판정하기 위해 상기 저속 메모리 장치를 테스트하는 동작,상기 저속 메모리 장치의 상기 기록 사이즈에 부합하는 양(amount)만큼 상기 수신된 데이터를 상기 고속 메모리 장치에 저장하는 동작,상기 저장된 데이터의 상기 양(amount)만큼을 상기 추가 메모리 장치에 백업하는 동작,상기 저장 동작 및 상기 컴퓨터 시스템의 로우(low) 액티비티 기간에 응답하여 상기 저속 메모리 장치에 상기 저장된 데이터의 상기 양(amount)만큼을 기록하는 동작을 수행하도록 구성된 컴퓨터 시스템.
- 제1항에 있어서,상기 저속 메모리 장치는 플래시 메모리를 포함하는, 컴퓨터 시스템.
- 제2항에 있어서,상기 기록 사이즈는 상기 플래시 메모리의 소거 블럭 사이즈인, 컴퓨터 시스템.
- 제1항에 있어서,상기 저장된 데이터가 저속 메모리 장치로 기록되기 전에 상기 저속 메모리 장치가 상기 컴퓨터 시스템으로부터 제거되는 경우에 상기 저장된 데이터가 상기 저속 메모리 장치에 기록되는 것이 완료되지 않았음을 경고하는 동작을 더 구현하는 컴퓨터 시스템.
- 제1항에 있어서,상기 저장된 데이터를 상기 저속 메모리 장치로 기록하는 옵션을 제공하는 동작을 더 구현하는 컴퓨터 시스템.
- 제1항에 있어서,상기 기록하는 동작은 상기 양만큼의 상기 저장된 데이터의 더 오래된 중복 데이터 -상기 더 오래된 중복 데이터는 다른 중복 데이터들보다 더 오래된 중복 데이터임- 는 제외하고 기록하는, 컴퓨터 시스템.
- 제1항에 있어서,이전의 기록하는 동작이 상기 양만큼의 상기 저장된 데이터에 영향을 주는 경우, 상기 기록하는 동작 이전에, 상기 고속 메모리 장치의 상기 양만큼의 상기 저장된 데이터를 무효화하는 동작을 더 구현하는 컴퓨터 시스템.
- 컴퓨팅 장치에 의해, 이동식 저장 매체(removable storage media)로서 동작하는 저속 메모리 장치상에 저장될 데이터를 수신하는 단계 -상기 컴퓨팅 장치는 상기 저속 메모리 장치, 저속 메모리 장치보다 고속으로 동작하도록 구성된 고속 메모리 장치 및 상기 고속 메모리 장치보다 저속으로 동작하도록 구성된 추가 메모리 장치를 포함함- 와,상기 컴퓨팅 장치에 의해, 상기 저속 메모리 장치의 기록 사이즈를 판정하기 위해 상기 저속 메모리 장치를 테스트하는 단계와,상기 컴퓨팅 장치에 의해, 상기 저속 메모리 장치의 상기 기록 사이즈에 부합하는 양(amount)만큼 상기 수신된 데이터를 상기 고속 메모리 장치에 저장하는 단계와,상기 컴퓨팅 장치에 의해, 상기 저장된 데이터의 상기 양(amount)만큼을 상기 추가 메모리 장치에 백업하는 단계와,상기 컴퓨팅 장치에 의해, 상기 저장 단계 및 상기 컴퓨팅 장치의 로우(low) 액티비티 기간에 응답하여 상기 저속 메모리 장치에 상기 저장된 데이터의 상기 양(amount)만큼을 기록하는 단계를 포함하는 방법.
- 제8항에 있어서,상기 기록하는 단계는 상기 양만큼의 상기 저장된 데이터의 더 오래된 중복 데이터 -상기 더 오래된 중복 데이터는 다른 중복 데이터들보다 더 오래된 중복 데이터임- 는 제외하고 기록하는, 방법.
- 제8항에 있어서,이전의 기록하는 단계가 상기 양만큼의 상기 저장된 데이터에 영향을 주는 경우, 상기 기록하는 단계 이전에, 상기 고속 메모리 장치의 상기 양만큼의 상기 저장된 데이터를 무효화하는 단계를 더 포함하는 방법.
- 제8항에 있어서,상기 저속 메모리 장치는 플래시 메모리를 포함하는, 방법.
- 제11항에 있어서,상기 기록 사이즈는 상기 플래시 메모리의 소거 블럭 사이즈인, 방법.
- 제8항에 있어서,상기 저장된 데이터를 상기 저속 메모리 장치로 기록하는 옵션을 제공하는 단계를 더 포함하는 방법.
- 제8항에 있어서,상기 저장된 데이터가 저속 메모리 장치로 기록되기 전에 상기 저속 메모리 장치가 상기 컴퓨팅 장치로부터 제거되는 경우에 상기 저장된 데이터가 상기 저속 메모리 장치에 기록되는 것이 완료되지 않았음을 경고하는 단계를 더 포함하는 방법.
- 컴퓨팅 장치에 의해 실행될 때, 상기 컴퓨팅 장치로 하여금 방법을 수행하도록 하는 컴퓨터-실행가능한 명령어를 저장하는 하나 이상의 컴퓨터 저장 장치로서,상기 방법은,이동식 저장 매체(removable storage media)로서 동작하는 저속 메모리 장치상에 저장될 데이터를 수신하는 단계 -상기 컴퓨팅 장치는 상기 저속 메모리 장치, 저속 메모리 장치보다 고속으로 동작하도록 구성된 고속 메모리 장치 및 상기 고속 메모리 장치보다 저속으로 동작하도록 구성된 추가 메모리 장치를 포함함-상기 저속 메모리 장치의 기록 사이즈를 판정하기 위해 상기 저속 메모리 장치를 테스트하는 단계와,상기 저속 메모리 장치의 상기 기록 사이즈에 부합하는 양(amount)만큼 상기 수신된 데이터를 상기 고속 메모리 장치에 저장하는 단계와,상기 저장된 데이터의 상기 양(amount)만큼을 상기 추가 메모리 장치에 백업하는 단계와,상기 저장 단계 및 상기 컴퓨팅 장치의 로우(low) 액티비티 기간에 응답하여 상기 저속 메모리 장치에 상기 저장된 데이터의 상기 양(amount)만큼을 기록하는 단계를 포함하는, 컴퓨터 저장 장치.
- 제15항에 있어서,상기 기록하는 단계는 상기 양만큼의 상기 저장된 데이터의 더 오래된 중복 데이터 -상기 더 오래된 중복 데이터는 다른 중복 데이터들보다 더 오래된 중복 데이터임- 는 제외하고 기록하는, 컴퓨터 저장 장치.
- 제15항에 있어서,상기 방법은,이전의 기록하는 단계가 상기 양만큼의 상기 저장된 데이터에 영향을 주는 경우, 상기 기록하는 단계 이전에, 상기 고속 메모리 장치의 상기 양만큼의 상기 저장된 데이터를 무효화하는 단계를 더 포함하는, 컴퓨터 저장 장치.
- 제15항에 있어서,상기 저속 메모리 장치는 플래시 메모리를 포함하는, 컴퓨터 저장 장치.
- 제18항에 있어서,상기 기록 사이즈는 상기 플래시 메모리의 소거 블럭 사이즈인, 컴퓨터 저장 장치.
- 제15항에 있어서,상기 방법은,상기 저장된 데이터가 저속 메모리 장치로 기록되기 전에 상기 저속 메모리 장치가 상기 컴퓨팅 장치로부터 제거되는 경우에 상기 저장된 데이터가 상기 저속 메모리 장치에 기록되는 것이 완료되지 않았음을 경고하는 단계를 더 포함하는, 컴퓨터 저장 장치.
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