SSD 기반 스토리지 시스템에서 중복률과 입출력 성능 향상을 위한 데이터 중복제거 및 재활용 기법

김주경,이승규,김덕환,Kim, Ju-Kyeong,Lee, Seung-Kyu,Kim, Deok-Hwan 대한전자공학회 2012 전자공학회논문지 Vol.50 No.8

SSD(Solid State Disk)는 다수의 NAND 플래시 메모리로 구성되었으며 내부에 고성능 컨트롤러와 캐시 버퍼를 포함한 스토리지 장치이다. NAND 플래시 메모리는 제자리 덮어쓰기가 안되기 때문에 파일시스템에서 유효페이지가 갱신 및 삭제시 무효페이지로 전환되어 완전히 삭제하기 위해서는 가비지 컬렉션 과정을 거쳐야한다. 하지만 가비지 컬렉션은 지연시간이 긴 Erase 연산을 포함하기 때문에 SSD의 I/O 성능을 감소시키고 마모도를 증가시키는 문제가 된다. 본 논문에서는 입력데이터에 대하여 유효데이터와 무효데이터에서 중복검사를 실행하는 기법을 제안한다. 먼저 유효데이터에 대한 중복제거 과정을 거치고 그 다음에 무효데이터 재활용 과정을 거침으로써 중복률을 향상시켰다. 이를 통하여 SSD의 쓰기 횟수와 가비지 컬렉션 횟수를 감소시켜 마모도와 I/O 성능이 개선되었다. 실험결과 제안한 기법은 유효데이터 중복제거와 무효데이터 재활용을 둘다 하지 않는 일반적인 경우에 비해서 가비지 컬렉션 횟수가 최대 20% 감소하고 I/O 지연시간이 9% 감소하였다. SSD is a storage device of having high-performance controller and cache buffer and consists of many NAND flash memories. Because NAND flash memory does not support in-place update, valid pages are invalidated when update and erase operations are issued in file system and then invalid pages are completely deleted via garbage collection. However, garbage collection performs many erase operations of long latency and then it reduces I/O performance and increases wear leveling in SSD. In this paper, we propose a new method of de-duplicating valid data and recycling invalid data. The method de-duplicates valid data and then recycles invalid data so that it improves de-duplication ratio. Due to reducing number of writes and garbage collection, the method could increase I/O performance and decrease wear leveling in SSD. Experimental result shows that it can reduce maximum 20% number of garbage collections and 9% I/O latency than those of general case.

무효데이터 재활용 기법을 이용하는 SSD 기반 스토리지 시스템의 전력소모 측정

김주경 ( Ju-kyeong Kim ),이승규 ( Seung-kyu Lee ),김덕환 ( Deok-hwan Kim ) 한국정보처리학회 2012 한국정보처리학회 학술대회논문집 Vol.19 No.2

SSD는 제자리 덮어쓰기가 안되기 때문에 가비지 컬렉션 연산을 수행한다. 가비지 컬렉션은 동작 시간이 긴 삭제 연산과 유효페이지 복사 연산이 자주 발생하여 SSD의 Active Time을 길게하고 전력소모를 증가시킨다. 본 논문에서는 SSD에서 입력데이터와 일치하는 무효데이터를 재활용함으로써 가비지 컬렉션 횟수를 줄이고, 기존 방법과 비교하여 소모된 전력량을 측정하였다. 무효데이터 재활용 기법을 사용할 때 활성시간의 전력소모가 약 32% 감소했고 전체 전력소모량은 약 17% 감소함을 확인했다.

SSD 기반 스토리지 시스템에서 중복률과 입출력 성능 향상을 위한 데이터 중복제거 및 재활용 기법

김주경(Ju-Kyeong Kim),이승규(Seung-Kyu Lee),김덕환(Deok-Hwan Kim) 대한전자공학회 2012 전자공학회논문지 Vol.49 No.12

SSD(Solid State Disk)는 다수의 NAND 플래시 메모리로 구성되었으며 내부에 고성능 컨트롤러와 캐시 버퍼를 포함한 스토리지 장치이다. NAND 플래시 메모리는 제자리 덮어쓰기가 안되기 때문에 파일시스템에서 유효페이지가 갱신 및 삭제시 무효페이지로 전환되어 완전히 삭제하기 위해서는 가비지 컬렉션 과정을 거쳐야한다. 하지만 가비지 컬렉션은 지연시간이 긴 Erase 연산을 포함하기 때문에 SSD의 I/O 성능을 감소시키고 마모도를 증가시키는 문제가 된다. 본 논문에서는 입력데이터에 대하여 유효데이터와 무효데이터에서 중복검사를 실행하는 기법을 제안한다. 먼저 유효데이터에 대한 중복제거 과정을 거치고 그 다음에 무효데이터 재활용 과정을 거침으로써 중복률을 향상시켰다. 이를 통하여 SSD의 쓰기 횟수와 가비지 컬렉션 횟수를 감소시켜 마모도와 I/O 성능이 개선되었다. 실험결과 제안한 기법은 유효데이터 중복제거와 무효데이터 재활용을 둘다 하지 않는 일반적인 경우에 비해서 가비지 컬렉션 횟수가 최대 20% 감소하고 I/O 지연시간이 9% 감소하였다. SSD is a storage device of having high-performance controller and cache buffer and consists of many NAND flash memories. Because NAND flash memory does not support in-place update, valid pages are invalidated when update and erase operations are issued in file system and then invalid pages are completely deleted via garbage collection. However, garbage collection performs many erase operations of long latency and then it reduces I/O performance and increases wear leveling in SSD. In this paper, we propose a new method of de-duplicating valid data and recycling invalid data. The method de-duplicates valid data and then recycles invalid data so that it improves de-duplication ratio. Due to reducing number of writes and garbage collection, the method could increase I/O performance and decrease wear leveling in SSD. Experimental result shows that it can reduce maximum 20% number of garbage collections and 9% I/O latency than those of general case.

SSD 기반 스토리지 시스템에서 입출력 성능 향상을 위한 무효데이터 재활용 기법

김주경(Ju-Kyeong Kim),이승규(Seung-Kyu Lee),피라메히디(pirahandeh Mehdi),김덕환(Deok-Hwan Kim) 한국정보과학회 2012 한국정보과학회 학술발표논문집 Vol.39 No.1A

SSD(Solid State Disk)는 다수의 플래시 메모리로 구성되며 기존으 하드디스크(HDD)보다 데이터 전송 속도가 빠르고 강한 내구성, 저소음, 저전력의 장점을 가지고 있다. 하지만 제자리 덮어쓰기가 안되므로 SSD 공간에서 무효데이터가 차지하는 비중이 높아짐, 한 셀당 쓰기 및 삭제 횟수가 제한되어 있다는 단점이 있다. 본 논문에서는 무효데이터와 입력데이터의 중복성 검사를 통하여 무효데이터를 재활용하는 중복제거 기법을 제안한다. 무효데이터의 재활용과 중복제거를 통하여 SSD의 마모도 감소와 가비지컬렉션의 빈도를 낮춰서 I/O 속도의 향상을 기대 할 수 있다. 실험을 통하여 무효데이터를 재활용 하는 경우와 유효데이터를 활용한 중복제거 방법의 성능을 비교하였다.

클라우드 스토리지 시스템에서 데이터 접근빈도와 Erasure Codes를 이용한 데이터 복제 기법

김주경(Ju-Kyeong Kim),김덕환(Deok-Hwan Kim) 대한전자공학회 2014 전자공학회논문지 Vol.51 No.2

클라우드 스토리지 시스템은 데이터의 저장과 관리를 위해서 분산 파일시스템을 사용한다. 기존 분산 파일시스템은 데이터 디스크의 손실 발생시 이를 복구하기 위해서 3개의 복제본을 만든다. 그러나 데이터 복제 기법은 저장공간을 원본 파일의 복제 횟수만큼 필요로하고 복제과정에서 입출력 발생이 증가하는 문제가 있다. 본 논문에서는 SSD 기반 클라우드 스토리지 시스템에서 저장공간 효율성 향상과 입출력 성능 향상을 위하여 Erasure Codes를 이용한 데이터 복제 기법을 제안한다. 특히, 데이터 접근 빈도에 따라 복제 횟수를 줄이더라도 Erasure Codes를 사용하여 데이터 복구 성능을 동일하게 유지하였다. 실험 결과 제안한 기법이 HDFS 보다 저장공간 효율성은 최대 약40% 향상되었으며, 읽기성능은 약11%, 쓰기성능은 약10% 향상됨을 확인하였다. Cloud storage system uses a distributed file system for storing and managing data. Traditional distributed file system makes a triplication of data in order to restore data loss in disk failure. However, enforcing data replication method increases storage utilization and causes extra I/O operations during replication process. In this paper, we propose a data replication method using erasure codes in cloud storage system to improve storage space efficiency and I/O performance. In particular, according to data access frequency, the proposed method can reduce the number of data replications but using erasure codes can keep the same data recovery performance. Experimental results show that proposed method improves performance in storage efficiency 40%, read throughput 11%, write throughput 10% better than HDFS does.

SSD 스토리지 시스템에서 PRAM 캐시를 이용한 데이터 중복제거 기법

이승규,김주경,김덕환,Kim, Ju-Kyeong,Lee, Seung-Kyu,Kim, Deok-Hwan 대한전자공학회 2013 전자공학회논문지 Vol.50 No.6

In the recent cloud storage environment, the amount of SSD (Solid-State Drive) replacing with the traditional hard disk drive is increasing. Management of SSD for its space efficiency has become important since SSD provides fast IO performance due to no mechanical movement whereas it has wearable characteristics and does not provide in place update. In order to manage space efficiency of SSD, data de-duplication technique is frequently used. However, this technique occurs much overhead because it consists of data chunking, hasing and hash matching operations. In this paper, we propose new data de-duplication method using PRAM cache. The proposed method uses hierarchical hash tables and LRU(Least Recently Used) for data replacement in PRAM. First hash table in DRAM is used to store hash values of data cached in the PRAM and second hash table in PRAM is used to store hash values of data in SSD storage. The method also enhance data reliability against power failure by maintaining backup of first hash table into PRAM. Experimental results show that average writing frequency and operation time of the proposed method are 44.2% and 38.8% less than those of existing data de-depulication method, respectively, when three workloads are used. 최근 클라우드 스토리지 환경에서 전통적인 스토리지장치인 하드디스크를 대체하여 SSD(Solid-State Drive)의 사용량이 증가하고 있다. SSD는 기계적인 동작이 없어 빠른 입출력 성능을 가지는 반면 덮어쓰기가 불가능한 특성을 가지고 있어 공간 효율성을 위한 관리가 중요하다. 이와 같은 마모도 특성을 갖는 SSD의 공간 효율성을 효과적으로 관리하기 위해 데이터 중복제거 기법을 이용한다. 하지만 데이터 중복제거 기법은 데이터 청킹, 해싱, 해시값 검색과정 연산을 포함하기 때문에 오버헤드가 발생하는 문제점이 있다. 본 논문에서는 SSD 스토리지 시스템에서 PRAM 캐시를 이용한 데이터 중복제거 기법을 제안한다. 제안한 방법은 DRAM의 1차 해시테이블에 PRAM에 캐싱된 데이터를 위한 해시값들을 저장하고, LRU(Least Recently Used)기법을 이용하여 관리한다. PRAM의 2차 해시테이블에는 SSD 스토리지에 저장된 데이터에 대한 해시값들을 저장하고, DRAM의 1차 해시테이블에 대한 백업을 PRAM에 유지함으로써 전원 손실등에 대비하여 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 실험결과, 제안하는 기법은 기존의 DRAM에 모든 해시값들을 저장하여 관리하는 기법보다 SSD의 쓰기 횟수 및 연산시간을 워크로드별 평균 44.2%, 38.8%의 감소 효과를 보였다.

OECD 국가를 중심으로 한 의료개혁 동향과 교훈

이규식 ( Kyu Sik Lee ),김주경 ( Ju Kyeong Kim ) 한국병원경영학회 2004 병원경영학회지 Vol.9 No.3

Health policies in many countries have come under critical scrutiny in recent years. This is because of increasing national health expenditures. Also many persons in health sector have been the perception that resources allocated to health services are not always deployed in an optimal fashion. And they believe that the scope of resources in health services is limited, there is need to search for ways of using existing resources more efficiently. A further concern has been the desire to ensure access to healthcare of various groups on an equitable basis. In some European countries this has been linked to a wish to enhance patient choice and to make service providers more responsive to consumers, while Korea integrated health insurance funds into single fund in 2000. Many European countries are under considerable pressure to review and restructure their health care systems. There are several reasons of pressure to reform. There are demographic changes, pattern of disease change, advances in medical sciences will also give rise to new demands within the health services, public expectations of health services are rising as those who use services demand higher standards of care. These circumstances require the change of health care delivery system based on hierarchical regionalism, which was basis of health care delivery since 1920s. Korea is also under similarly pressure to restructure our own health care systems. We will have good learning from OECD experiences. In this paper we reviewed and compared among OECD countries` various experiences.

의료체계의 반응성과 의료개혁

이규식 ( Kyu Sik Lee ),김주경 ( Ju Kyeong Kim ) 한국사회보장학회 2005 社會 保障 硏究 Vol.21 No.4

SSD 스토리지 시스템에서 PRAM 캐시를 이용한 데이터 중복제거 기법

이승규(Seung-Kyu Lee),김주경(Ju-Kyeong Kim),김덕환(Deok-Hwan Kim) 대한전자공학회 2013 전자공학회논문지 Vol.50 No.4

최근 클라우드 스토리지 환경에서 전통적인 스토리지장치인 하드디스크를 대체하여 SSD(Solid-State Drive)의 사용량이 증가하고 있다. SSD는 기계적인 동작이 없어 빠른 입출력 성능을 가지는 반면 덮어쓰기가 불가능한 특성을 가지고 있어 공간효율성을 위한 관리가 중요하다. 이와 같은 마모도 특성을 갖는 SSD의 공간 효율성을 효과적으로 관리하기 위해 데이터 중복제거 기법을 이용한다. 하지만 데이터 중복제거 기법은 데이터 청킹, 해싱, 해시값 검색과정 연산을 포함하기 때문에 오버헤드가 발생하는 문제점이 있다. 본 논문에서는 SSD 스토리지 시스템에서 PRAM 캐시를 이용한 데이터 중복제거 기법을 제안한다. 제안한 방법은 DRAM의 1차 해시테이블에 PRAM에 캐싱된 데이터를 위한 해시값들을 저장하고, LRU(Least Recently Used)기법을 이용하여 관리한다. PRAM의 2차 해시테이블에는 SSD 스토리지에 저장된 데이터에 대한 해시값들을 저장하고, DRAM의 1차 해시테이블에 대한 백업을 PRAM에 유지함으로써 전원 손실등에 대비하여 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 실험결과, 제안하는 기법은 기존의 DRAM에 모든 해시값들을 저장하여 관리하는 기법보다 SSD의 쓰기 횟수 및 연산시간을 워크로드별 평균 44.2%, 38.8%의 감소 효과를 보였다. In the recent cloud storage environment, the amount of SSD (Solid-State Drive) replacing with the traditional hard disk drive is increasing. Management of SSD for its space efficiency has become important since SSD provides fast IO performance due to no mechanical movement whereas it has wearable characteristics and does not provide in place update. In order to manage space efficiency of SSD, data de-duplication technique is frequently used. However, this technique occurs much overhead because it consists of data chunking, hasing and hash matching operations. In this paper, we propose new data de-duplication method using PRAM cache. The proposed method uses hierarchical hash tables and LRU(Least Recently Used) for data replacement in PRAM. First hash table in DRAM is used to store hash values of data cached in the PRAM and second hash table in PRAM is used to store hash values of data in SSD storage. The method also enhance data reliability against power failure by maintaining backup of first hash table into PRAM. Experimental results show that average writing frequency and operation time of the proposed method are 44.2% and 38.8% less than those of existing data de-depulication method, respectively, when three workloads are used.

건강보험 기본급여의 우선순위

정형선 ( Hyoung Sun Jeong ),김주경 ( Ju Kyeong Kim ),이규식 ( Kyu Sik Lee ),신의철 ( Eui Chul Shin ) 한국보건행정학회 2004 보건행정학회지 Vol.14 No.2

Universal health insurance normally requires a basic benefit package, whose design intersects with almost all other aspects of the health insurance debate. Despite its central importance, basic benefit package has not received the analysis it deserves in Korea. The issue of how to decide which health services should be delivered and to whom has been a matter for consistent policy debate. Many industrialized countries observed in this study have been dealing explicitly or implicitly with the basic benefit package. The methods vary from having a specific positive list of services (Bismarkian countries) to the use of guidelines (Beveridgian countries). The purpose of this paper is to form the underlying principles and process for determining what is included or left out by getting accurate and representative responses from health-related personnel. Mail survey is used. Economic burden for treatment, seriousness of disease and urgency of treatment are ranked at the first three priorities. Services that had been suspended because of financial crisis in health insurance scheme in 2001 were selected as items which should firstly be expanded into coverage. Diagnostic test against heart disease and vaccination were also selected as items which should additionally belong to the list of covered services.