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NCQ와 입출력 스케줄러의 기대 불일치로 인한 입출력 요청의 굶주림 현상 제거
유영진(Young Jin Yu),신동인(Dong In Shin),정임영(Im Young Jung),염헌영(Heon Young Yeom) 한국정보과학회 2009 정보과학회 컴퓨팅의 실제 논문지 Vol.15 No.5
Native Command Queueing(이하 NCQ)는 디스크 드라이브 내의 명령어 큐에 존재하는 요청들의 순서를 재조정하여 throughput을 최대화하는 기술이다. NCQ는 최신 S-ATA 2의 표준 스펙에 포함되었고, 다수의 디스크 벤더들이 자사의 디스크 모델에 이를 구현하고 있다. 하지만 이 새로운 기술이 운영체제와 디스크 드라이브 간의 정보 차이를 유발할 가능성이 있다. 운영체제는 자신이 지시한 순서대로 디스크가 입출력 요청을 서비스할 것이라 생각하지만, NCQ가 지원되는 디스크는 이를 무시하고 throughput을 최대화할 목적으로만 요청을 처리할 것이다. 이것을 기대 불일치라 부를 수 있다. 이로 인해 성능에 이상한 현상이 발생하거나, 입출력 요청이 심각하게 굶주릴 가능성이 있다. 본 논문에서는 기대 불일치로 인한 입출력 요청의 굶주림 현상을 실제로 확인하고, 이를 해결하기 위한 해결책을 제시한다. 이 해결책은 간단하고, 특별한 하드웨어의 추가나 변경을 요구하지 않으며, 이식성이 좋다. 이를 실험 결과를 통해 확인하도록 한다. Native Command Queueing is a technology to maximize throughput of disk system by reordering requests in its command queue. Recent S-ATA 2 standard specifies a protocol for the purpose of dealing with NCQ feature, making most vendors implementing it in their disk devices. However, the new feature, NCQ, may lead to information gap between OS and disk drive. OS considers that disk will service I/O requests in the order as OS has dispatched. Unfortunately, it isn't true any more since NCQ would simply ignore the policy of OS and reorder the sequence OS has expected. Let us define the term as expectation-discord. Due to the discord, serious performance anomalies or starvation of requests may occur in I/O subsystem. In this paper, we confirm that the expectation-discord actually brings about starvation of requests. We propose a solution to settle it. Our solution is very simple, effective, cheap(not requiring any hardware modification) and portable across various OS. Experimental results show that our solution can balance throughput and response time very well.
유영진 ( Young-jin Yu ),신동인 ( Dong-in Shin ),염헌영 ( Heon-young Yeom ) 한국정보처리학회 2007 한국정보처리학회 학술대회논문집 Vol.14 No.2
디스크는 내부의 정보를 최대한 숨기고 추상화하여 운영체제에 읽기와 쓰기같은 최소한의 인터페이스만을 제공한다. 결과적으로 상위 레이어의 소프트웨어는 디바이스에 대해 최소한의 가정만을 가지고 결정에 임할 수밖에 없으며 이는 여러가지 최적화에 걸림돌이 될 수 밖에 없다. 본 논문에서는 디스크가 제공하는 최소한의 인터페이스만을 가지고 내부 구조를 정확히 추측해 내는 기법을 소개한다. 기존에 SCSI 디스크에 대해 매핑 정보를 추출해내는 연구[1,2] 이미 존재했으나, 널리 사용되고 있는 ATA 디스크의 경우 이를 밝혀낸 논문은 알려진 바 없다. 이 논문에서는 ATA 뿐만 아니라 SCSI 디스크에서도 적용할 수 있는 더 빠르고 정확한 알고리즘을 제안하고, 실제 실험 결과를 제시하였다. 이러한 결과는 차후에 입출력 시스템을 최적화하는데 큰 도움을 줄 수 있을 것이라 여겨진다.
복합화물열차 실시간 물류처리를 위한 Hy-SoBex 물류시스템 설계
이헌규(Heon Gyu Lee),신상훈(Sang Hoon Shin),최지영(Ji Young Choi),최용훈(Yong Hoon Choi),정훈(Hoon Jung),김진석(Jin Suk Kim),염병수(Byung Soo Yeom) 한국철도학회 2014 한국철도학회 학술발표대회논문집 Vol.2014 No.5
본 논문에서 설계한 Hy-SoBex 물류시스템은 복합화물차량을 활용하여 여객의 화물을 동일한 열차에 적재하고 ICT 기술을 적용하여 실시간 물류 운영관리를 위한 시스템이다. Hy-SoBex 시스템은 화물접수 기능, 화물적재배치 최적화, 상하역 이송 장치 제어 기능, 실시간 운영관제 기능, 외부연계 기능을 포함한다. 또한 시스템은 KORAIL 내부 운영망 및 외부 시스템과의 연계, 모바일 서비스가 가능한 WAS/WEB 구조로 설계하였다. Hy-SoBex logistics system designed in this paper transports passenger’s baggage on the same train using combined freight train and operates the real-time logistics with ICT. The system includes baggage acceptance, optimal baggage allocation, loading/unloading equipment control, real-time operation & management, and external linkage function. The system is also designed with WAS/WEB structure enabling link to KORAIL internal operational network and external network including mobile services.