비휘발성 메모리를 고려한 고성능 저널링 기법 설계 및 평가 (Design and Evaluation of a High-performance Journaling Scheme for Non-volatile Memory)

서지정보

· 발행기관 : 한국콘텐츠학회
· 수록지 정보 : 한국콘텐츠학회 논문지 / 20권 / 8호 / 368 ~ 374페이지
· 저자명 : 한혁

초록

저널링 파일 시스템은 저널로 알려진 데이터 구조에 커밋되지 않은 파일 시스템의 변경 사항을 관리하여 예기치 않은 장애 발생 시 파일 시스템을 복원한다. 저널링에 필요한 추가 쓰기 연산은 저널링 파일 시스템의 성능에 부정적인 영향을 미친다. 최근 출시된 바이트 수준 접근이 가능한 고성능 비휘발성 메모리는 비휘발성 메모리 공간을 저널용 스토리지로 제공함으로써 저널링 파일 시스템의 성능 문제를 쉽게 해결할 수 있을 것으로 기대되었다. 그러나 고성능 비휘발성 메모리를 사용하더라도 저널링 파일 시스템의 트랜잭션 관리에 내재된 확장성 문제로 성능 문제는 여전히 발생한다. 이 문제를 해결하기 위해 본 논문에서는 파일 시스템 트랜잭션 처리를 위해 확장 가능한 성능을 제공하는 기법을 제안한다. 제안하는 기법은 트랜잭션 처리 상에서 락 프리 자료구조를 사용하고 여러 입출력 채널을 지원하는 고성능 저장 장치에 동시에 입출력 여러 요청들을 처리할 수 있도록 한다. 성능 평가를 위해 제안하는 기법을 ext4 파일 시스템에 구현하였고, 멀티코어 서버에서 구현된 파일 시스템과 기존 ext4 파일 시스템과 최근에 제안된 비휘발성 메모리 기반 저널링 파일 시스템을 여러 벤치마크 프로그램을 사용하여 비교했고, 이를 통해 본 연구에서 구현한 파일 시스템이 ext4 파일 시스템과 최근의 비휘발성 메모리 기반 저널링 파일 시스템보다 각각 2.9/2.3배 더 나은 성능을 보인다는 것을 보여준다.

영어초록

Journaling file systems (JFS) manage changes of file systems not yet committed in a data structure known as a journal to restore the file system in the event of an unexpected failure. Extra write operations required for journaling negatively affect the performance of JFS. The high-performance and byte-addressable non-volatile memory (NVM) was expected to easily mitigate these performance problems by providing NVM space as journal storage. However, even with such non-volatile memory technologies, performance problems still arise due to scalability problems inherent in processing transactions of JFS. To solve this problem, we proposes a technique for processing file system transactions for scalable performance. To this end, lock-free data structures are used and multiple I/O requests are allowed to simultaneously be processed on high-performance storage devices with multiple I/O channels. We evaluate the file system with the proposed technique by comparing the original ext4 file system and the recent proposed NVM-based journaling file system on a multi-core server, and experimental results show that our file system has better performance (up-to 2.9/2.3 times) than the original ext4 file system and the recent NVM-based journaling file system, respectively.

참고자료

· 없음