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MQSim-E: 엔터프라이즈향 SSD에 특화된 NVMe SSD 시뮬레이터
http://doi.org/10.5626/JOK.2022.49.4.271
SSD와 같은 저장장치 시스템의 연구에서는 시스템 내부의 SW/HW의 동작 방식을 정확히 모사하는 시뮬레이터가 중요한 역할을 한다. 본 논문에서는 NVMe SSD의 연구에 광범위하게 사용되는 MQSim이 엔터프라이즈향 SSD의 개발에 부적합함을 보이고 엔터프라이즈향 SSD에서 채택되는 최적화 기법들을 지원하는 MQSim-E 시뮬레이터를 제안한다. MQSim-E는 기존의 MQSim에 비해 플래시 메모리의 병렬성을 적극적으로 활용하며 가비지컬렉션의 성능 오버헤드를 최소화하여 엔터프라이즈향 SSD에서 중요한 설계 목표인 IOPS는 최대 210% 개선하며 꼬리 응답시간은 최대 16,000% 감소시켜 상용 엔터프라이즈향 SSD의 특성이 정확히 반영되도록 개선하였다.
제한된 Copyback 사용을 통한 플래쉬 스토리지 성능 향상 기법
http://doi.org/10.5626/JOK.2019.46.8.726
가비지 컬렉션의 수행 시간을 최소화하는 것은 SSD 성능 개선에 매우 중요하다. Copyback 명령을 사용하면 가비지 컬렉션 수행 시간을 최소화할 수 있지만 ECC에 의한 에러 정정을 수행하지 않아 데이터 신뢰성에 악영향을 끼치는 한계점이 있다. 본 논문에서는 copyback 수행 시 실제 NAND칩의 오류 전파 특성을 파악하여 데이터 신뢰성이 문제가 되지 않는 copyback 한계 횟수를 규명하고, 제한된 횟수까지만 copyback을 수행하는 rcopyback 모델을 활용한 FTL을 제안한다. 구현된 FTL에 호스트의 워크로드 부하에 따라 SSD 내부 데이터 이동을 수행할 때 copyback의 사용 여부를 결정하는 모듈을 추가하여 제한된 횟수의 copyback을 효율적으로 활용하도록 했다. 제안된 FTL은 데이터 신뢰성 문제를 일으키지 않고 가비지 컬렉션 과정의 DMA 비용을 최소화해서 copyback을 사용하지 않는 baseline 대비 평균 I/O 처리량이 45% 개선되었다.
