비휘발성 메모리 기반 블록 디바이스 드라이버 성능 향상을 위한 쓰기 감소 기법

김정한, 엄영익

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.