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NUMA 아키텍처 기반 PM 자료구조를 고려한 노드 리플리케이션 설계
http://doi.org/10.5626/JOK.2022.49.1.8
최근 영속 메모리와 NUMA 기술의 발전으로 빅데이터, 머신 러닝 등의 응용에서 넓은 저장 공간과 높은 성능을 제공할 수 있게 되었다. 이와 같은 다중 노드 PM 환경은 모든 소프트웨어 스택의 핵심 기술 중의 하나인 자료구조의 변화를 요구한다. 그러나 PM의 중요한 특성인 비휘발성을 보장하는 것에서 더 나아가 NUMA 아키텍처가 지닌 높은 동시성을 끌어내는 것은 PM 자료구조 연구에서 어려운 문제이다. 이에 본 논문에서는 대표적인 NUMA 알고리즘인 노드 리플리케이션을 확장한 NRPM을 제안한다. 이는 공유 로그, 플랫 컴바이닝 기법을 응용하여 다중 노드 PM 환경에서 동시 실행 성능을 개선함으로써 NUMA-PM 환경에서 최대 5배 높은 hash 성능을 도출하였다. 또한, NUMA-PM의 특성을 반영한 다양한 성능 분석을 통해 제안 기술의 타당성을 확인하였다.
비휘발성 메모리에서 쓰기 증폭 감소를 위한 분산 스토리지 시스템
http://doi.org/10.5626/JOK.2020.47.2.129
최근 3DXpoint 로 대표되는 비휘발성 메모리가 등장하면서 분산 스토리지 환경에서도 이를 활용하기 위한 연구가 새롭게 주목받고 있다. 이러한 차세대 비휘발성 메모리를 분산 스토리지 시스템에서 효과적으로 활용하기 위해서는 HDD/SSD를 고려하여 개발된 기존 스토리지 시스템 구조의 개선이 필요하다. 무엇보다도 기존 분산 스토리지 시스템 구조는 느린 스토리지 성능을 보완하기 위해서 별도의 저널영역을 사용하는데, 이러한 구조는 DRAM과 유사한 비휘발성 메모리 성능을 고려할 때 효과적이지 않으며 또한 쓰기 증폭 문제를 야기한다. 이에 본 논문에서는 비휘발성 메모리 기반의 분산 스토리지 환경에서의 쓰기 증폭 문제를 개선하는 아키텍처를 제안한다. 본 구조의 검증을 위해서 CEPH 스토리지 시스템 환경에서 실험을 진행하였으며, 이를 통해서 제안하는 DAXNJ 구조가 1M 오브젝트 쓰기에서 쓰기 증폭을 약 61% 줄이고 성능을 15% 개선하는 결과를 확인하였다.
비휘발성 메모리 기반 블록 디바이스 드라이버 성능 향상을 위한 쓰기 감소 기법
http://doi.org/10.5626/JOK.2019.46.10.981
최근 NVRAM(Non-Volatile Memory)이 플래시 스토리지 및 DRAM과 비교하여 성능, 가격측면의 경쟁력을 갖추게 되면서 차세대 스토리지로써 새롭게 주목받고 있다. NVRAM을 스토리지로 활용하기 위해서는 기존 파일 시스템 계층 또는 블록 디바이스 계층을 개선하는 방법이 존재한다. 이 중에서도 블록 계층을 수정하는 방법은 파일 시스템 및 페이지 캐시 계층의 변경이 필요 없기 때문에 전체 시스템의 호환성 측면에서 장점을 갖는다. 그러나, 이와 같은 접근은 NVRAM을 블록 단위로 제어하기 때문에 바이트 접근이 가능한 NVRAM의 특성을 고려할 때 내구성 및 성능 측면에서 효과적이지 않다. 이에 본 논문에서는 파일 시스템을 고려하면서 블록 단위 쓰기를 최소화하는 NVRAM 블록 디바이스 드라이버를 제안한다. 제안하는 블록 쓰기 감소 기법은 파일 시스템의 구조에 따라 블록 타입을 분류하고, XOR 연산을 활용한 블록 변경량 비교 과정을 통해서 부분 쓰기를 제공한다. 제안 기법을 리눅스 커널의 NVRAM 블록 계층에 적용하여 다양한 워크로드에서 평가한 결과 기존 블록 단위 쓰기와 비교하여 쓰기량이 최대 90%까지 감소함을 확인하였다.
