The 53rd International Conference on Parallel Processing (ICPP) 2024 우수국제학술대회 논문 채택

(제1저자: 박준혁, 책임저자: 김영재 교수)

▶ (왼쪽부터) 박준혁 석사과정이창규 박사과정, 황순 박사과정

 

데이터 중심 컴퓨팅 및 시스템 연구실의 박준혁(제1저자), 이창규(박사과정), 황순(박사과정)과 김영재 교수(교신저자)가 작성한 “BandSlim: A Novel Bandwidth and Space-Efficient KV-SSD with an Escape-from-Block Approach” 논문이 The 52rd International Conference on Parallel Processing(ICPP ‘24)에 게재가 확정되었다.

본 논문에서는 미래 저장장치 중 하나로 각광받는 Key-Value Solid State Drive(KV-SSD)가 PCIe 인터커넥트 기반 고성능 저장장치 프로토콜인 Non-Volatile Memory Express(NVMe) 하에서 동작할 때 전통적 블록 기반 인터페이스에서 여전히 자유롭지 못함을 지적, 그로 인해 발생하는 데이터 전송 시의 PCIe 트래픽 증폭 문제와 데이터 저장 시의 NAND 페이지 쓰기 I/O 증폭 문제를 해결하기 위해 BandSlim이라는 새로운 세밀한 데이터 전송ㆍ저장 기법을 제안한다.

 

BandSlim은 Key-Value Store가 Production 상황에서 통상적으로 대부분 작은 Value를 저장함을 주목, 기존 Physical Region Page(PRP) 기반의 블록 데이터 DMA 교환 방식이 아닌 NVMe 명령어 자체를 활용해 인터커넥트 상에 적은 트래픽을 발생시킬 수 있는 NVMe 명령어 내부에 Value를 실어 보내는 Fine-Grained Value 전송 기법을 제안한다. 또한, 저장장치 내부로 전달된 Value를 통상적인 저장장치 내부 DMA 엔진의 특성을 고려해 NAND 페이지 버퍼에 자원-효율적으로, Fine-Grained한 방식으로 Packing하는 기법을 제안한다. 이러한 두 기술을 통해 BandSlim은 PCIe 데이터 트래픽을 최대 97.9%까지, NAND 페이지 쓰기 횟수를 최대 98.1%까지 줄이는 획기적 성능 향상을 달성하였다.

 

논문의 1저자인 박준혁 학생은 “학부 연구생 시절부터 진행한 본 연구를 좋은 결과로 마칠 수 있어 기쁘다. 최초에 문제를 발견, 정의할 때부터, 적절한 해결책을 고안하고 성능을 평가하기까지, 전 과정에서 힘겹지만 큰 배움을 얻을 수 있었고, 특히나 그 과정에서 김영재 교수님과 이창규, 황순, 두 선배님의 열성적인 지도, 가르침, 비평 없이는 결코 이러한 결과까지 이어질 수 없었으리라 확신한다. 세 분께 너무나 큰 감사를 전달하고 싶다.”라고 소감을 전했다.

 ▲ (a) BandSlim의 소프트웨어 아키텍쳐, (b) BandSlim의 핵심 기술 중 하나인

NVMe Command를 활용한 Fine-Grained Value 전송 기법

▲ Fine-Grained Value 전송 기법과, 반응 시간 최적화 기법으로 제안된
Adaptive Value 전송 기법의 성능 평가 결과

 

ICPP (International Conference on Parallel Processing)는 세계에서 가장 오래된 병렬 컴퓨팅 학회 중 하나로, 고성능 컴퓨팅, 병렬 알고리즘, 분산 시스템, 클라우드 컴퓨팅, 스토리지 아키텍쳐 등 병렬 컴퓨팅 전반에 걸친 다양한 주제를 다루며, 최신 기술 동향과 연구 결과를 공유하는 자리로 널리 인정받고 있다. ICPP 2024는 Gotland, Sweden - August 12-15, 2024에서 개최가 된다. 또한, ICPP는 정보과학회 소프트웨어분야 우수학술대회, BK21 플러스 사업 CS분야 우수국제학술대회(BK IF=2)에 등재가 되어 있다.

 

참고자료:

학회: https://icpp2024.org/

논문: https://discos.sogang.ac.kr/file/2024/intl_conf/ICPP_2024_J_Park.pdf