파일 접근 패턴과 캐쉬 영역을 고려한 선반입 기법

Prefetching Policy based on File Acess Pattern and Cache Area

  • Lim, Jae-Deok (Electronics and Telecommunications Research Institute) ;
  • Hwang-Bo, Jun-Hyeong ( Dept.of Electronics Engineering, Graduate School of Kyungpook National University) ;
  • Koh, Kwang-Sik (Dept.of Electronics Engineering, Kyungpook National University) ;
  • Seo, Dae-Hwa ( Dept.of Electronics Electrical Engineering, Kyungpook National University)
  • 발행 : 2001.12.01

초록

디스크 I/O성능 개선을 위한 여러 선반입 알고리즘이 연구되어져 왔다. 선반입 알고리즘은 디스크 접근 횟수를 줄임으로써 병렬파일시스템의 I/O성능을 높여준다. 본 논문에서는 OBA 선반입 기법의 확장 버전인 AMBA 선반입 기법을 제안한다. AMBA 선반입 기법은 현재 사용되고 있는 다음 블록 하나만 선반입하는 것이 아니라, 디스크의 대역폭이 충분하다면 여러 파일 블록을 연속해서 선반입 하는 방법이다. 이는 응용프로그램에서의 데이터 요청이 빈번해도 이전에 연속해서 선반입한 파일 블록에 의해 선반입 효과를 기대할 수 있다. 그리고 버퍼캐쉬 영역 내에 선반입된 파일 블록의 수를 제한함으로써 버퍼캐쉬의 효율성을 높여준다. 제안된 선반입 기법은 리눅스 운영체제 기반의 사용자 수준의 파일 시스템에서 구현하고 실험하였다. 실험 결과 제안된 AMBA 선반입 기법은 순차적으로 접근되는 큰 파일에 대해서는 기존 시스템에 비해 30∼40%의 성능을 개선해준다.

Various caching and prefetching algorithms have been investigated to identify and effective method for improving the performance of I/O devices. A prefetching algorithm decreases the processing time of a system by reducing the number of disk accesses when an I/O is needed. This paper proposes an AMBA prefetching method that is an extended version of the OBA prefetching method. The AMBA prefetching method will prefetching blocks continuously as long as disk bandwidth is enough. In this method, though there were excessive data request rate, we would expect efficient prefetching. And in the AMBA prefetching method, to prevent the cache pollution, it limits the number of data blocks to be prefetched within the cache area. It can be implemented in a user-level File System based on a Linux Operating System. In particular, the proposed prefetching policy improves the system performance by about 30∼40% for large files that are accessed sequentially.

키워드

참고문헌

  1. A. Purakayastha, C.S. Ellis, D. Kotz, N. Nieuwejaar and M. Best, 'Characterizing Parallel File-access Patterns on a Large-scale Multiprocessor,' In Proc. of the Ninth International Parallel Processing Symposium, pp.165-172, April, 1995 https://doi.org/10.1109/IPPS.1995.395928
  2. A. Purakayastha, 'Chracterizing and Optimizing and Parallel File Systems,' Dissertation of Duke University, Durham, N.H., pp.1-10, June, 1996
  3. R.H. Patterson and G.A. Gibson, 'Exposing I/O concurrency with informed prefetching,' In Proc. Third International Conf. on Parallel and Distributed Information Systems, pp.7-16, September, 1994 https://doi.org/10.1109/PDIS.1994.331737
  4. K.M. Curewitz, P. Kristian and J.S. Vitter, 'Practical prefetching via data compression,' In Proc. of the SIGMOD Management of Data, pp.257-266, ACM Press, May, 1993 https://doi.org/10.1145/170036.170077
  5. T. Cartes, 'Cooperative Caching and Prefetching in Parallel / Distributed File Systems,' Ph. D Thesis. Universitat Politecnica de Catalunya, 1997
  6. P. Cao, E.W. Felten, A.R. Karlin and K. Li, 'A study of integrated prefetching and caching strategies,' In Proc. 1995 ACM SIGMETRICS, pp.188-197, May, 1995
  7. E. Smirni and D.A. Reed, 'Workload Characterization of Input/Output Intensive Parallel Applications,' In Proc. of the Conference on Modeling Techniques and Tools for Computer Performance Evaluation, Springer-Verlag Lecture Notes in Computer Science, pp.169-180, Vol.1245, June, 1997 https://doi.org/10.1007/BFb0022205
  8. J.H. Cho, C.Y. Kim and D.W. Seo, 'Parallel File System Using Dual Caches Scheme and Prefetching,' The 2000 International Conference on Parallel/Distributed Processing Techniques and Application (PDPTA2000), June, 2000
  9. 조성제, '페이지 선반입시 메모리 오염 감소 정책과 선반입 버퍼 할당 정책,' Journal of Kiss(A) : Computer Systems and Theory Vol.24, No.11, pp.1152-1161, 1226-2315, NOVEMBER, 1997