우수국제학술대회 International Symposium on the Modeling, Analysis, and Simulation of Computer and Telecommunication Systems (MASCOTS) 국제저명워크숍 논문 채택

▶ (왼쪽부터) 정현선 석사과정, 박준혁 석사과정 (지도교수: 김영재)

데이터 중심 컴퓨팅 및 AI 시스템 연구실(DISCOS)의 정현선 석사과정 (공동 1저자), 박준혁 석사과정 (공동 1저자), 노태완 (학사과정), 안성훈 (석사과정), 김기환 (석사과정), Ming Zhao 교수 (Arizona State University), 김영재 교수 (교신저자)가 작성한 “OpenCXD: An Open Real-Device-Guided Hybrid Evaluation Framework for CXL-SSDs” 논문이 The 33rd International Symposium on the Modeling, Analysis, and Simulation of Computer and Telecommunication Systems (MASCOTS) 2025 게재가 확정되었습니다.

본 연구는 AI 모델 학습 및 추론 같은 workload에서 부족한 메모리 확장을 가능하게 하는 CXL이라는 새로운 인터페이스가 배경이 된다. 이 연구는 특히 CXL을 사용하는 새로운 디바이스 중 기존 SSD 아키텍쳐 상에서 SSD 내부 NAND와 DRAM을 사용해서 메모리 확장을 하는 CXL-SSD 아이디어를 타겟 한다.

현재 실존하는 CXL-SSD 디바이스가 없어서 최신 연구들은 대부분 호스트단 소프트웨어 레벨 SSD 시뮬레이션을 기반으로 CXL-SSD 연구를 평가했다. 하지만, 이러한 소프트웨어 기반 시뮬레이션들은 실제 펌웨어 구동 간 디바이스 내부 Arm Core, DRAM 및 NAND의 동적인 인터랙션으로 인해 발생하는 latency 변동성을 정확하게 표현하지 않는 현상을 본 연구에선 문제 시, 이를 실험적으로 검증하였다.

이어, CXL-SSD 평가 방법을 개선하고자 본 연구는 OpenCXD이라는 새로운 개발 및 평가 프레임워크를 제시한다. OpenCXD는 x86 시스템 시뮬레이터를 사용해서 특정 워크로드가 CXL-SSD를 접근하는 시점들을 호스트단 소프트웨어 레벨의 SSD 시뮬레이터가 아닌, 실제 하드웨어 기반의 OpenSSD 플랫폼을 통해 펌웨어 구동 간 동적 하드웨어 인터랙션을 반영한 실질적인 CXL-SSD 성능을 포착, 평가한다. 이때, OpenSSD 내부 실행 시간을 NVMe 명령으로 반환해서 latency 성능 평가에 반영한다. 

OpenSSD 플랫폼의 ‘재구성 가능한 SSD 펌웨어’를 통해 CXL-SSD 아키텍처 최신 연구 논문인 SkyByte [HPCA ‘25]를 OpenSSD에 구현하여 State-of-the-Art 접근법을 재평가했다.

평가 결과, SkyByte의 최적화 기법들이 실제 SSD 하드웨어에 적용하면 전보다 2.4배 더 높은 latency, 그리고 시뮬레이션에서 보이지 않는 2μs 넘는 Latency Spike들이 나타냈다. 본 연구를 통해 추후 CXL-SSD 내부 펌웨어 최적화 설계를 보다 더 정확하게 평가할 수 있을 것으로 예상한다. 

본 논문의 공동 1저자인 정현선 석사과정은 "많은 주목을 받는 CXL 주제를 우리 연구실에서 진행할 수 있는 최적의 방향으로 연구를 성공적으로 마무리할 수 있어서 좋았다. 좋은 아이디어로 시작을 가능하게 해준 박준혁 (석사과정) 선배, 바쁜 시간에 도움을 주신 안성훈 (석사과정), 김기환 (석사과정), 노태완 (학사과정), 그리고 끝까지 논문을 물심양면 지도해주신 김영재 교수님한테 감사를 전하고 싶다"라고 소감을 밝혔다.

International Symposium on the Modeling, Analysis, and Simulation of Computer and Telecommunication Systems (MASCOTS)는 컴퓨터 시스템과 네트워크의 모델링 및 성능 분석을 주제로 하는 저명한 학술 대회이다. 또한, MASCOTS는 BK21 Computer Science 분야 우수국제학술대회 리스트에 보정 IF=2로 등재되어 있으며, "정보과학회 소프트웨어분야 2024년 우수학술대회 목록"에 우수 학회로 등재되어 있다. 본 학회는 올해 10월 21일-23일 프랑스 파리 Sorbonne University에서 개최될 예정이다.

참고자료: 

- The 33rd International Symposium on the Modeling, Analysis, and Simulation of Computer and Telecommunication Systems

- Website: https://mascots25.iitis.pl/