데이터 중심 컴퓨팅 및 시스템 연구실 연구팀

ACM International Systems and Storage Conference (SYSTOR) 2023 국제 저명 학술대회 논문 채택

▶ (왼쪽부터) 컴퓨터공학과 이승진 석사과정 (제1저자), 이창규 석박통합과정, 컴퓨터공학과 김영재 교수 (교신저자)

 

데이터 중심 컴퓨팅 및 시스템 연구실의 컴퓨터공학과 대학원 이승진 학생(석사과정), 이창규(석박통합과정) 학생들과 김영재 지도교수(교신저자)가 작성한 “Iterator Interface Extended Key-Value SSDs for Range Queries” 논문이 국제 우수 학술대회 ACM International System and Storage Conference (SYSTOR)에 채택되었다. 또한, 본 연구는 SK hynix의 메모리 시스템 연구소(공동저자: 정우석, 박인혁)와 미국의 Pennsylvania State University(공동저자: Anand Sivasubramaniam)와의 산업체 및 국제 협력 연구로 수행되었다.

 

ACM International System and Storage Conference (SYSTOR)는 빅데이터 인프라와 스토리지 및 파일 시스템, 가상화 기술 등 컴퓨터 시스템을 주제로 하는 저명한 학술 대회이다. 또한, SYSTOR는 “정보과학회 소프트웨어분야 2020년 우수학술대회 목록”에 우수 학회로 등재되어 있다.

 

본 논문에서는 기존의 키-밸류 스토리지 디바이스(KVSSD) 에서 효율적인 범위 질의를 위한 인터페이스 설계가 제안되었다. 본 연구에서는 정렬 자료 구조를 사용하는 KVSSD의 기존 범위 질의 인터페이스 설계가 장치의 특성을 충분히 고려하지 못해 발생하는 일관성 문제와 잦은 낸드 플래시 메모리 접근으로 인해 장치의 성능을 모두 끌어내지 못하는 문제점을 지적하였다. 이를 해결하기 위해, 본 논문은 메모리 효율적인 버전 관리 방법과 기존의 장치의 특성과 Key-Value Semantic을 활용한 Index Prefetching, Value Prefetching 기법을 제시하여 기존 연구 대비 성능을 약 7.2배까지 큰 폭으로 향상시켰다.

 

전통적인 스토리지의 소프트웨어 스택의 문제를 해결하기 위한 방법으로 등장한 KVSSD는 차세대 스토리지 장치로서 기존 블록 기반 SSD가 갖는 File System과 같은 운영체제로 인한 성능 저하를 제거할 수 있다. 이러한 KVSSD는 기존 데이터베이스의 스토리지 엔진이나 클라우드 기반 오브젝트 스토리지의 엔진을 대체할 후보로 활발히 논의되어 왔으며, 기존 스토리지 엔진의 필수적인 기능 중 하나인 범위 질의 기능의 구현에 본 연구 결과가 적용됨으로써 보다 빠른 범위 질의의 제공이 기대된다.

▶ 논문에서 제시한 Iterator Interface가 확장된 Key-Value SSD의 내부 아키텍처

 

(그림 설명: 기존의 LSM-tree 기반 Key-Value SSD의 구조에서 범위 질의를 지원하기 위해 추가된 Iterator Interface로, 범위 질의를 수행하며 Iterator의 상태를 저장할 자료구조와 알고리즘을 제시한다. 해당 IterKVSSD는 실제 SSD 개발 플랫폼 보드에 실제로 구현되어 기존 Key-Value SSD 대비 최대 7.2배 향상된 처리율을 보였다.)

 

한편, ACM(Association for Computing Machinery)에서 주관하는 SYSTOR 2023은 오는 6월 5일부터 7일까지 이스라엘 하이파에서 개최될 예정이다.

 

▶ 논문 링크 바로가기 : https://discos.sogang.ac.kr/file/2023/intl_conf/Systor_2023_S_Lee.pdf