논리적 하이브리드 디스크에서 프로그램의 빠른 구동을 위한 데이터 이주 기법의 설계

Abstract

응용프로그램 구동 시간은 사용자들이 시스템의 성능을 체감할 수 있는 가장 중요한 지표 중에 하나이다. 응용프로그램 구동 시간을 줄이기 위한 연구는 오랫동안 진행되어 왔다. 하지만 현재까지 제안된 방안은 여러 제약 사항 혹은 성능 향상에 큰 도움이 되지 못한 것이 사실이다. 이러한 원인 중에는 응용프로그램의 데이터가 긴 탐색 시간을 가지고 있는 하드디스크에 분산되어 저장되어 있기 때문에 응용프로그램이 요구하는 데이터를 빠르게 읽어내지 못하게 된다. 반면에 새로운 저장장치로 각광받고 있는 SSD는 플래시 메모리를 사용하여 높은 성능을 가지고 있지만 높은 용량 당 가격은 보급에 걸림돌이 되고 있다. 그래서 앞선 두 저장장치의 장점만을 합친 하이브리드 디스크가 과도기적인 대안으로 각광받고 있다. 하이브리드 디스크에서 응용프로그램 구동 시간 단축을 위해 중요한 데이터를 추출하여 SSD로 데이터를 이주시켜 성능을 향상 시키는 데이터 이주 기법에 대해 연구하였다. 실험을 위한 논리적인 하이브리드 디스크의 구성 방법과 응용프로그램 구동에 필요한 데이터를 추출하는 방법에 대해 알아본다. 파일시스템에서 레벨에서 응용프로그램 구동시 접근되는 데이터 블록 및 메타데이터를 추출하고 분석하여 SSD로 이주 방법을 연구 및 구현하였다. 또한 SSD의 공간을 효율적으로 사용하기 위해 요청된 데이터의 크기 및 블록 간의 거리, 그리고 요청된 횟수에 따라 데이터 이주 우선 순위를 정하고, 실제 데이터를 이주했을 때 성능 향상과 이주 데이터 크기에 대해 알아본다. 실험 결과 하드디스크에서 응용프로그램 구동 시간이 많은 비율로 줄어듦을 알 수 있다.

Applications launch times are one of important performance metric for users. However, a hard disk which is commonly used as a computer storage medium has an enormous seek time that causes performance degradation. A solid-state disk which stores data in NAND flash memories has a negligible seek time but a large capacity of solid-state drive is not widely used up to this day. A hybrid disk which combined a hard disk and solid-state disk is This paper proposes how organizes a logical hybrid disk with LVM and implements a I/O monitor which extracts applications requested I/Os on file system level without heavy overload on a running system. We implement a metadata and data block migration and manager tool and evaluate it with commonly used GUI applications on real workload. We analyses applications launch sequence and determines a migration data set size in consideration of a requested block size, a range between requested blocks, and a reference number. The result shows applications launch times is reduced significantly.