• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제20권8호
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• pp.1-6
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• 2015

The MapReduce Program of Hadoop Distributed File System operates on any unspecified nodes due to distributed-parallel process and block replicate for data stability. Since it is difficult to guarantee the cache locality when a Solid State Drive is used as a cache in hadoop, cache hit-rate is decreased. In this paper, we suggest a method to improve cache hit rate by pre-loading the input data of the MapReduce onto the SSD cache. To perform this method, we estimated the blocks that are used on each node by using capacity scheduler and block metadata. Eventually we could increase the performance of SSD cache by loading the blocks onto SSD cache before the Map Task run.

• 정보과학회 컴퓨팅의 실제 논문지
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• 제23권6호
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• pp.379-385
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• 2017

디스크 기반 RAID와 SSD를 결합한 하이브리드 스토리지가 기업 환경에서 널리 이용되고 있다. RAID 상단의 SSD는 주로 데이터 캐시로 사용된다. 최근 SSD를 사용하여 패리티 갱신 비용을 감소시키는 LeavO 캐시 기법이 제안되었으며, 본 논문에서는 데이터 캐시와 LeavO 캐시를 결합한 혼합 캐시기법을 제안한다. 특히 SSD 공간을 데이터 캐시와 LeavO 캐시, 두 영역으로 최적으로 분할하기 위해 비용 모델을 도출하고, 워크로드에 따라 두 영역의 크기를 동적으로 조절하는 적응형 혼합 캐시 기법을 개발하였다. 실험 결과에 따르면 적응형 혼합 캐시 기법은 기존 데이터 캐시 기법에 비해 좋은 성능을 보이며, 오프라인 최적 기법과 대등한 성능을 보인다.

• 한국차세대컴퓨팅학회논문지
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• 제14권5호
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• pp.40-52
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• 2018

플래시 기반의 SSD(solid state drive)를 HDD(hard disk drive)의 2차 캐시로 사용하는 기술이 많이 연구되었다. SSD를 이용한 캐시에 대한 캐시 교체 정책 및 관리에 관한 연구뿐만 아니라 프리페칭 연구도 필요하게 되었다. 본 논문은 SSD를 스토리지급 캐시로 사용하는 시스템을 위한 프리페칭 기술을 제시한다. 이 프리페칭 기술은 스토리지급 크기의 캐시에 맞게 대규모의 프리페칭이며, 단기적인 프리페칭은 1차 캐시인 주메모리에서 수행되므로 장기적 스케줄링을 기반한 프리페칭이며, 기존 프리페칭은 읽기만을 고려하였지만, 지속 가능한 SSD 캐시를 위해 쓰기 요청도 고려한 프리페칭이다. 어떤 사용자의 14일간의 입출력에서, 64GB 용량의 SSD에 프리페칭 용량이 4GiB일 때에, 2.3%에서 17.8%의 캐시 적중률 향상을 보였다. 본 기술은 구현이 간단하여 스토리지급 캐시 시스템에 쉽게 적용할 수 있다.

• 스마트미디어저널
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• 제4권2호
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• pp.62-67
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• 2015

Hard disk drive(HDD)는 보조 저장장치로서 대부분의 컴퓨터 시스템에서 사용되고 있으나 기계적 특성으로 인하여 성능의 향상 측면에서는 한계점에 도달해 있는 상황이다. 반면, 플래시 메모리 기반인 solid state drive(SSD)는 고성능 저소음이라는 장점이 있지만, HDD에 비해 높은 가격으로 인해 아직 HDD를 완전 대체하기에는 부담이 크다. 따라서 SSD를 대용량인 HDD의 cache로 사용하는 SSD caching mechanism이 최근 주목을 받고 있다. SSD caching mechanism은 대표적으로 bcache, dm-cache, Flashcache, EnhanceIO 등이 있으며, 각 mechanism들은 구현상의 장단점과 차별성이 존재한다. 본 논문에서는 각 SSD caching mechanism들의 특정을 파악하고, 벤치마크를 통하여 성능을 비교 분석하였다. 이러한 연구를 기반으로 향후 더 성능이 좋은 SSD caching mechanism을 개발하는데 기여할 수 있을 것으로 예상된다.

• 정보과학회 논문지
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• 제42권1호
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• pp.107-113
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• 2015

데이터베이스 시스템에서, 트랜잭션이 수행한 변경 사항은 커밋 전 2차 저장장치에 보존되어야 한다. 일반적 2차 저장장치는 비휘발성 미디어의 처리 지연을 보완하기 위해 휘발성 DRAM 캐시를 가지고 있다. 그러나 휘발성 DRAM에만 쓰여지는 로그들은 영구성을 보장할 수 없으므로, DRAM 캐시에서 저장매체로 로그를 쓰는 지연 시간을 감출 수 없다. 최근 이러한 단점 극복을 목적으로 DRAM 캐시에 커패시터를 장착한 플래시 SSD가 등장하였다. 이러한 비휘발성 캐시를 가지는 저장 장치는 DRAM 캐시에 로그를 쓰고 즉시 커밋 가능하므로, 커밋 대기를 줄이고 트랜잭션 처리량을 증가시킬 것이다. 본 논문은 커패시터 백업 캐시를 사용한 SSD를 로그 저장소로 사용한 경우 데이터베이스의 트랜잭션 처리 성능에 대해 실험 및 분석 한다. 로그를 낸드 플래시에 저장하지 않고 DRAM 캐시에 저장한 직후 커밋 함으로써, 3배 이상의 처리량 향상이 가능하다. 또한 적절한 튜닝을 거친 후 이상적 로그 성능의 73% 이상을 보인다.

• 대한임베디드공학회논문지
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• 제15권1호
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• pp.9-16
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• 2020

Recently, the capacity of SSD has been increasing rapidly due to the improvement of flash memory density. To take full advantage of these SSDs, first of all, FTL's prompt adaptation is necessary. The FTL is a translation layer existing in SSDs to overcome the drawback of the SSD that cannot be modified in place, and has garbage collection and caching functions in addition to the map table management function. In this study, we focus on caching function, compare and analyze the cache implementation methodologies, and propose improved methods. Typical cache implementations divide the cache into groups, manage and retrieve the caches in the group as a linked list. Thus, searches are made in the order of the linked list. In contrast, we propose a method of sequential searching using the search area group of a cache registered in the map table regardless of the linked list and cache group. Experimental results show that the proposed method has a 2.5 times improvement over the conventional method.

• 정보처리학회논문지:컴퓨터 및 통신 시스템
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• 제3권12호
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• pp.433-442
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• 2014

분산 파일시스템의 클라이언트 측에 SSD 장치를 캐시 장치로 사용하여 분산 파일시스템의 읽기 성능을 향상시키고, Back-end 데이터 서버의 부하를 줄일 수 있다. 이러한 성능 향상을 통하여 기존의 대용량 스토리지 지원만이 가능했던 분산 파일시스템의 적용 분야를 고성능이 필요한 분야로 확장할 수 있다. 본 논문은 국내에서 개발된 분산 파일시스템인 MAHA-FS에 클라이언트 측의 SSD 캐시를 적용하여 가상 데스트톱의 입출력 성능을 향상시킬 수 있음을 보여준다. 실험 결과 NFS에 비해 가상 머신 이미지 배포 시간은 2배 이상, 부팅 시간은 3배 이상 향상시킬 수 있음을 알 수 있다.

• 정보처리학회논문지:컴퓨터 및 통신 시스템
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• 제12권1호
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• pp.1-8
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• 2023

SSD는 이미 할당된 페이지에 대한 제자리 덮어쓰기가 불가능하므로 쓰기 연산이 있을 때마다 새로운 클린 페이지로의 대체가 필요하다. 이 문제를 지원하기 위해 SSD는 운영체제의 파일시스템에서 관리하는 논리 페이지를 현재 할당된 물리 페이지로 매핑하는 플래시 변환 계층인 FTL을 내부에 둔다. 쓰기 연산으로 버려진 SSD 페이지는 초기화 작업을 거쳐 재활용되어야 하는데, 그 횟수에 제한이 있기 때문에 FTL은 기본인 페이지 매핑 기능 외에 쓰기 횟수를 줄일 수 있는 캐시 기능을 제공한다. 이 연구에서는 쓰기 횟수를 줄이기 위한 FTL의 캐시 방법론에 집중하여 관련된 알고리즘들을 분석하고, 쓰기 전용 캐시 전략을 제안한다. 시뮬레이터를 사용하여 쓰기 전용 캐시를 실험한 결과 최대 29%의 개선 효과를 보였다.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제17권1호
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• pp.15-22
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• 2017

Although there are many efficient techniques to minimize the speed gap between processor and the memory, it remains a bottleneck for various commercial implementations. Since secondary memory technologies are much slower than main memory, it is challenging to match memory speed to the processor. Usually, hard disk drives include semiconductor caches to improve their performance. A hit in the disk cache eliminates the mechanical seek time and rotational latency. To further improve performance a divided disk cache, subdivided between metadata and data, has been proposed previously. We propose a new algorithm to apply the SSD that is flash memory-based solid state drive by applying FTL. First, this paper evaluates the performance of such a disk cache via simulations using DiskSim. Then, we perform an experiment to evaluate the performance of the proposed algorithm.

• 정보처리학회논문지:컴퓨터 및 통신 시스템
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• 제3권11호
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• pp.409-418
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• 2014

최근 클라우드 서비스와 소셜 네트워크 서비스가 활성화되면서 스토리지 서버에 저장해야 할 데이터의 용량이 급격히 증가하고 있으며, 사용자의 고품질 미디어 데이터에 대한 높은 수요는 이러한 경향을 더더욱 가속화하고 있다. 이와 더불어 데이터의 효율적 참조를 통한 처리시간 감소는 이미 과거로부터 꾸준히 요구되어온 시스템 설계 주 고려사항이다. 이런 이유로 하이브리드 디스크의 효율적인 사용에 대한 많은 기술연구가 진행되고 있다. 그 핵심이라고 할 수 있는 리눅스 기반 SSD 캐시 기법은 내장된 DM-cache를 활용하여 구현하는데, 현재 이에 대한 최적화 관련 정책 연구가 많이 부족한 실정이다. 본 연구에서는, 다양한 환경에서 성능 평가를 통하여 현재 제공되고 있는 DM-cache의 문제점을 파악하였다. 그 결과, 일반 운영체제에서 실험한 DM-cache는 읽기 명령 시 나름대로의 효과를 보고 있지만, 특히 가상 머신이 탑재된 운영체제 환경에서는 DM-cache의 사용으로 인한 성능 개선을 찾을 수 없었으며 오히려 캐시 오버헤드로 성능 저하가 발생함을 확인하였다.