리눅스의 임의 쓰기 입출력 성능 향상을 위한 워크로드 리디렉션 기법

Abstract

하드 디스크(Hard Disk Drive)는 가격이 저렴하고 많은 용량의 데이터를 저장할 수 있기 때문에 대부분의 서버 환경이나 개인 컴퓨터 사용자 환경에서 널리 이용되고 있는 저장 장치이다. 꾸준히 큰 폭으로 성능이 향상되고 있는 중앙처리장치(CPU)나 메모리 등 다른 하드웨어 장치 들에 비해 디스크가 가지고 있는 기계적인 특성 때문에 상대적인 성능 향상 폭은 매우 작은 편이다. 디스크의 용량의 증가는 2013년까지 16배수로 증가할 것이라고 예상을 하고 있지만, 디스크의 입출력 성능의 개선 폭은 이에 크게 미치지 못할 것으로 예상되고 있다. 이와 같은 이유로 입출력이 많은 시스템에서는 하드 디스크가 시스템 내에서 병목 구간으로 작용하는 상황이 여전히 지속되고 있다.최근에는 하드 디스크보다 빠른 성능을 내며 또한 동일한 I/O 인터페이스를 제공하는 SSD가 기존의 하드 디스크를 대체할 미디어로 거론되고 있다. SSD는 전력 소비가 적고 소음과 발열이 적으며 충격에 강한 특징을 가지고 있기 때문에 모바일 컴퓨터 기기 시장에서는 그 사용이 증대되고 있는 추세이다. 하지만 아직은 가격대비 용량의 한계를 지니고 있기 때문에 그 사용이 증대되고 있지는 못하다. 본 논문에서는 하드 디스크에서 임의 쓰기 요청을 처리 하는데 발생 하는 큰 폭의 성능 저하 문제를 개선하고자 한다. 이를 위해 연속 쓰기와 임의 읽기에서 장점을 가지고 있는 SSD를 임시 저장소로 활용하는 방법을 제안하고자 한다. 하드 디스크의 임의 위치에 쓰여질 데이터들을 SSD에 로그 방식으로 기록하여, 임의 위치에 쓰여질 블록을 연속적인 블록 위치에 저장 할 수 있는 방식으로 변환 시킨다. 또한 임의 위치에 쓰여진 데이터에 대한 읽기가 발생시 빠른 접근을 위해 임의 접근 속도가 빠른 SSD를 임시 저장 장치로 선택을 하였다.