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HDD와 SSD의 혼합형 저장 시스템을 위한 절전형 버퍼 캐쉬 관리
강효정(Hyojung Kang),박준석(Junseok Park),고건(Kern Koh),반효경(Hyokyung Bahn) 한국정보과학회 2010 정보과학회 컴퓨팅의 실제 논문지 Vol.16 No.4
본 논문은 하드디스크와 NAND 플래시메모리를 동시에 사용하는 저장 시스템 환경에서 전력 소모를 최소화하는 버퍼 캐쉬 관리 기법을 제안한다. 저장장치별 전력 소모율과 입출력 연산 종류(읽기 또는 쓰기) 및 블록의 재참조 가능성(최근성 및 빈도)을 통합적으로 고려하는 버퍼 캐쉬 관리 기법의 설계로 저장 시스템의 전력 소모량을 평균 18.0%, 최대 58.9%까지 줄일 수 있음을 보인다. A new buffer cache management scheme that aims at reducing power consumption in mixed HDD and NAND flash memory storage systems is presented. The proposed scheme reduces power consumption by considering different energy-consumption rate of storage devices, I/O operation type (read or write), and reference potential of cached blocks in terms of both recency and frequency. Simulation shows that the proposed scheme reduces power consumption by 18.0% on average and up to 58.9%.
HDD와 SSD로 구성된 저장 시스템을 위한 절전형 버퍼 캐시 관리
강효정(Hyojung Kang),반효경(Hyokyung Bahn),박준석(Junseok Park),고건(Kern Koh) 한국정보과학회 2009 한국정보과학회 학술발표논문집 Vol.36 No.2A
본 논문은 하드디스크와 NAND 플래시메모리를 동시에 사용하는 저장 시스템 환경에서 전력 소비를 최소화하는 버퍼 캐시 관리 기법을 제안한다. 저장장치별 전력 소모율과 입출력 연산 종류(읽기 또는 쓰기) 및 블록의 재참조 가능성(최근성 및 빈도)을 통합적으로 고려하는 버퍼 캐시 관리 기법의 설계로 저장 시스템의 전력 소모량을 평균 18.0%, 최대 58.9%까지 줄일 수 있음을 보인다.
비휘발성 버퍼 캐시를 이용한 파일 시스템의 주기적인 flush 오버헤드 개선
이은지(Eunji Lee),강효정(Hyojung Kang),고건(Kern Koh),반효경(Hyokyung Bahn) 한국정보과학회 2014 정보과학회논문지 Vol.41 No.11
파일 시스템 버퍼 캐시는 느린 스토리지의 접근 횟수를 줄여 입출력 성능 향상에 기여하지만, 캐시에서 수정된 데이터를 스토리지에 오랫동안 반영하지 않을 경우 크래쉬 발생 시 최신 데이터가 유실되거나 데이터의 일관성이 깨어지는 문제가 발생할 수 있다. 이를 방지하기 위해 대부분의 운영체제는 수정 데이터를 주기적으로 스토리지에 반영하는 flush 데몬을 사용한다. 본 논문은 파일시스템의 쓰기 연산 중 30-70%가 주기적인 flush에 의해 발생함을 분석하고, 이를 소량의 NVRAM 버퍼 캐시를 이용하여 해결하는 기법을 제시한다. 특히, 본 논문은 델타 쓰기 및 그룹 기반 교체 기법을 제안하여 소량의 NVRAM만으로 스토리지 쓰기 트래픽과 처리량을 각각 44.3%와 23.6% 개선할 수 있음을 보인다. File I/O buffer cache plays an important role in narrowing the wide speed gap between the main memory and the secondary storage. However, data loss or inconsistencies may occur if the system crashes before the data that has been updated in the buffer cache is flushed to storage. Thus, most operating systems adopt a daemon that periodically flushes dirty data to the secondary storage. In this study, we show that periodic flushes account for 30-70% of the total write traffic to storage and remove this inefficiency by implementing a small, non-volatile buffer cache. Specifically, we present space-efficient management techniques, such as delta-write and fragment-grouping, and show that the storage write traffic and throughput can be improved by a margin of 44.2% and 23.6%, respectively, with only a small NVRAM.