프리패치 버퍼의 동적변경에 기반한 디스크 전력관리 기법 = Disk power management via dynamic adjustment of prefetch buffer

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Since the quality of contents and performance of mobile devices have been dramatically improved, power control technique for mobile devices became an important issue. Most of mobile devices have a disk drive which has large capacity, to store the high quality contents. Since the disk consumes most of the power of a mobile device, we need disk power management technique to improve the performance of mobile device with limited power. Disk power management techniques use the fact that a disk has four different states, active, idle, standby and sleep, and the amount of disk power consumption is different in each state. The disk power management which uses Prefetching is an active and practical method.In this paper, we propose a disk power management technique based on dynamic change of the prefetch buffer size. In this technique, Kernel decides whether the application has characteristics of periodic or interactive applications, and changes the prefetching size based on the characteristics. We analyzed the effect of the prefetching. Prefetching reduce the disk power consumption with periodic applications. To validate this fact, we analyzed the influence of prefetching to executing time of applications and disk power consumption both with periodic applications and interactive applications. Furthermore, we propose a disk power model and optimal Kernel Prefetching size through the model and experimental results. Our method is implemented on Harmonia, a system power management framework, which is based on Linux 2.6.9.

국문 초록 (Abstract)

모바일 기기의 성능 향상과 콘텐츠의 고품질화로 인하여 모바일 기기의 전력관리 기법은 중요한 문제가 되었다. 또한 고품질의 콘텐츠를 저장하기 위하여 대용량 디스크를 탑재한 모바일 기기의 경우 젼력의 상당 부분을 디스크가 소모한다. 이 때문에 한정된 전력자원을 효율적으로 활용하여 모바일 기기의 성능을 향상시키는 측면에서 디스크 전력관리 기법이 필요하다. 디스크 전력관리 기법은 디스크가 Active, Idle, Standby, Sleep 네 가지 상태를 갖고 있으며 각각 전력사용이 다르다는 점을 이용한다. 디스크 전력관리의 여러 기법 중에서 Prefetching 을 사용하는 전력관리는 매우 적극적이고 유용한 방법이다.본 논문에서는 디스크 드라이브의 전력관리를 위하여 프리패치 버퍼의 동적 변경에 기반한 디스크 전력관리 기법을 제안한다. 이 기법은 Kernel 이 응용의 특성을 능동적으로 파악하여 응용이 Periodic 응용의 특성을 보일 경우와 Interactive 응용의 특성을 보일 경우로 구분하고 각각의 특성에 맞추어 Prefetching 크기를 변경하는 방법이다. 이를 위하여 우선 Prefetching 의 효과에 대하여 분석한다. Prefetching 은 Periodic 응용의 경우에 디스크 전력감소 효과가 있다. 이것을 확인하기 위하여 Periodic 응용과 Interactive 응용에 대하여 Prefetching 이 응용의 수행시간 및 디스크 전력소모에 관계하는 영향에 대해 실험을 통하여 분석한다. 또한 한정된 메모리를 갖는 모바일 기기의 특성을 고려하여 디스크 드라이브에 대한 전력사용 모델을 제시하고 모델을 통한 분석과 실제 실험을 통하여 Periodic 응용에서 디스크 전력감소를 위한 최적의 Kernel Prefetching 값을 제시한다. 제안하는 기법은 시스템 통합 전력관리 기법의 연구에 대한 기반을 구축하기 위하여 Linux 2.6.9 를 기반으로 하는 Harmonia 시스템 통합 전력관리 Framework 에 구현되었으며 이를 통하여 성능을 평가하였다.