ACM Transactions on Embedded Computing Systems 국제 저명 학술지 논문 채택

(제1저자: 민동현, 책임저자: 김영재 교수)

▲ (위 왼쪽부터) 민동현 박사과정, 김기현 석박통합과정

(아래 왼쪽부터) 이승진 석사과정, 컴퓨터공학과 김영재 교수

컴퓨터공학과 대학원 민동현 학생(박사과정), 김기현 학생(석박통합과정), 이승진 학생(석사과정)이 컴퓨터공학과 김영재 교수(책임저자)의 지도를 받아 작성한 "A Multi-Tenant Key-Value SSD with Secondary Index for Search Query Processing and Analysis" 라는 제목의 논문 ACM Transactions on Embedded Computing Systems (ACM TECS)에 게재가 확정되었다.

 

본 논문에서는 기존의 키-밸류 스토리지 디바이스 (KVSSD) 에서 멀티 테넌시를 지원할 뿐만 아니라 사용자의 탐색 질의를 고속으로 처리할 수 있는 로그 구조 병합 트리 기반의 스토리지 엔진이 제안되었다. 본 연구에서는 다중 사용자의 다양한 탐색 질의 수행 시, 스토리지 엔진 내부에 구현된 하나의 기본 키 (Primary key) 기반 인덱스에 의존되어 수행되고 이에 따라 성능 병목이 발생하는 것을 증명하였다. 이를 해결하기 위해, Cerberus 에서는 다중 사용자 마다의 개별적 인덱스 구성을 지원하여 성능 격리를 보장했다. 또한, 탐색 질의 처리를 빠르게 수행시키기 위해, 보조 키 (Secondary key) 기반의 인덱스 구성을 지원하여 기본 키 기반 인덱스의 탐색 성능 병목을 완화시켰다. 특별히, 본 연구에서는 전통적인 보조 인덱스를 구현 방식 대신, 키-밸류가 물리적으로 저장된 위치에 대한 직접 접근이 가능한 보조 인덱스를 구성시켜 기본 키 기반 인덱스 탐색 시간을 획기적으로 낮추었다.

 

특별히, 탐색 질의 처리의 속도를 측정하기 위해 실제 과학 데이터 및 소셜 데이터에 대한 다양한 탐색 질의 처리 시나리오를 실험하였으며 기존의 기본 키 기반 인덱스만 구성된 KVSSD 대비, 제안된 Cerberus 는 최대 9.31 배 만큼의 성능 가속화를 보였다.

 

그림 1은 기존의 보조 키 인덱스 구성 방식을 표현한 그림이다. 기존의 보조 키 인덱스를 통한 탐색 질의 처리 과정은 첫째로, 사용자의 보조 키를 기반으로 기본 키를 찾고, 둘째로 기본 키 인덱스를 통해 실제 데이터를 찾는 이중 인덱스 탐색 과정을 요구한다.

반면, 그림 2는 제안한 보조 키 인덱스 구성 방식을 표현한 그림이다. 제안하는 보조 키 인덱스에는 데이터의 실제 저장 위치에 대한 정보를 인덱스 내부에 관리하고 있기 때문에 보조 키만으로 실제 데이터를 찾을 수 있다. 따라서 기본 키 인덱스 탐색이 탐색 질의 처리에서 제외된다. 이러한 핵심 기술을 토대로 Cerberus 는 고속으로 다양한 유형의 탐색 질의를 지원한다.

 

ACM Transactions on Embedded Computing Systems (ACM TECS)는 임베디드 컴퓨팅 시스템 분야에서 세계적으로 권위 있는 국제저명학술지로 임베디드 시스템, 컴퓨팅, 알고리즘 등 하드웨어/소프트웨어 분야를 모두 다룬다.

 

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참고자료:

저널: https://dl.acm.org/journal/tecs

논문: https://discos.sogang.ac.kr/file/2023/intl_jour/ACM_TECS_2023_D_Min.pdf