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이 논문의 연구 히스토리 (2)

2020

비휘발성 메모리에서 쓰기 증폭 감소를 위한 분산 스토리지 시스템
김정한 ,  엄영익 Journal of KIISE 2020.02 학술저널

2019

분산 스토리지 시스템 최적화를 위한 비휘발성 메모리를 활용한 쓰기 증폭 감소 기법
김정한 ,  엄영익 한국정보과학회 학술발표논문집 2019.06 학술대회자료

초록·키워드

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최근 3DXpoint 로 대표되는 비휘발성 메모리가 등장하면서 분산 스토리지 환경에서도 이를 활용하기 위한 연구가 새롭게 주목받고 있다. 이러한 차세대 비휘발성 메모리를 분산 스토리지 시스템에서 효과적으로 활용하기 위해서는 HDD/SSD를 고려하여 개발된 기존 스토리지 시스템 구조의 개선이 필요하다. 무엇보다도 기존 분산 스토리지 시스템 구조는 느린 스토리지 성능을 보완하기 위해서 별도의 저널영역을 사용하는데, 이러한 구조는 DRAM과 유사한 비휘발성 메모리 성능을 고려할 때 효과적이지 않으며 또한 쓰기 증폭 문제를 야기한다. 이에 본 논문에서는 비휘발성 메모리 기반의 분산 스토리지 환경에서의 쓰기 증폭 문제를 개선하는 아키텍처를 제안한다. 본 구조의 검증을 위해서 CEPH 스토리지 시스템 환경에서 실험을 진행하였으며, 이를 통해서 제안하는 DAXNJ 구조가 1M 오브젝트 쓰기에서 쓰기 증폭을 약 61% 줄이고 성능을 15% 개선하는 결과를 확인하였다.

Recently, research on non-volatile memory, such as 3DXpoint, in distributed storage systems has received considerable interest from both academia and industry. However, in order to utilize these state-of-the-art non-volatile memory devices effectively in distributed storage systems, there is a need for improvements in traditional architectures of HDD/SSD-based storage systems. This is because current distributed storage system structures use a dedicated space for journaling to make up for slow storage performance. Also, considering the performance characteristics of non-volatile memory, which are similar to that of DRAM, current distributed storage system structures are not only inefficient in terms of overall performance but also cause write amplification. In this paper, we propose an architecture that mitigates the effects of write amplification in non-volatile memory-based distributed storage systems. To evaluate the proposed architecture and scheme, we have conducted diverse experiments in a CEPH storage system environment. Through these experiments, we have confirmed that the DAXNJ structure proposed in this paper decreases write amplification by 61% during 1M object write operations and increases the overall system performance by 15%.
#비휘발성 메모리 #쓰기 증폭 #페이지 캐시 #저널링 #분산 스토리지 #non-volatile memory #write amplification #page cache #journaling #distributed storage

목차

요약
Abstract
1. 서론
2. 연구 배경
3. NVM 메모리를 활용한 분산 스토리지 구조
4. 성능 분석
5. 관련 연구
6. 결론
References

참고문헌 (14)

참고문헌 신청
Xu, J., Kim, J., Memaripour, A., and Swanson, S., "Finding and Fixing Performance Pathologies in Persistent Memory Software Stacks," Proc. of the International Conference on Architectural Support for Programming Languages and Operating Systems, pp. 427-439, 2019. google schola Wei, Q., Xue, M., Yang, J., Wang, C., and Cheng, C., "Accelerating Cloud Storage System with Byteaddressable Non-Volatile Memory," Proc. of the International Conference on Parallel and Distributed Systems, pp. 354-361, 2015. google schola Pydipaty, R., George, J., Saha, A., and Dutta, D., "The Effect of Non-Volatile Memory on a Distributed Storage System," Proc. of the International Conference on High Performance Computing Workshops, pp. 11-17, 2017. google schola Weil, S., Brandt, S., Miller, E., Long, D., and Maltzahn, C., "Ceph: A Scalable, High-performance Distributed File System," Proc. of the Symposium on Operating Systems Design and Implementation, pp. 307-320, 2006. google schola Lee, D., Jeong, K., Han, S., Kim, J., Hwang, Y., and Cho, S., "Understanding Write Behaviors of Storage Backends in Ceph Object Store," Proc. Of the IEEE International Conference on Massive Storage Systems and Technology, pp. 1-10, 2017. google schola

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