Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering (한국정보통신학회논문지)

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SAF: A Scheme of Swap Space Allocation in File Systems to Reduce Disk Seek Time

SAF: 디스크 탐색 시간 향상을 위한 파일 시스템 내 스왑 공간 할당 기법

  • Received : 2011.02.15
  • Accepted : 2011.05.04
  • Published : 2011.06.30
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Abstract

In recent computer systems with high-performance, users execute programs needing large memory and programs intensively accessing files simultaneously. Such a large memory requirement makes virtual memory systems access swap spaces in disk, and intensive file accesses require file systems to access file system partitions in disk. Executing the two kinds of programs at once incurs large disk seeks between swap spaces and file system partitions frequently. To solve the problem, this paper proposes a new scheme called SAF to create several swap spaces in a file system partition, where pages to be paged out are stored. When a page is paged out, the scheme stores the page to one of the swap spaces close to a disk location where the most recently accessed file is located. The chosen swap space in the file system partition is closer to the disk location than the traditional swap space, so that our scheme can reduce the large disk seek time spent to move to the traditional swap space in paging out a page. The experiment of our scheme implemented in FreeBSD 6.2 shows that SAF reduces the execution time of several benchmarks over FreeBSD ranging from 14% to 42%.

최근 고성능 컴퓨터에서 메모리 사용량이 매우 큰 프로그램과 파일 접근을 많이 하는 프로그램을 동시에 실행하고 있다. 많은 메모리의 사용은 디스크의 스왑 공간에 대해 디스크 접근을 빈번히 발생시키고, 파일 접근은 디스크의 파일 시스템 파티션으로 디스크 접근을 야기한다. 이런 두 종류의 프로그램을 동시에 실행하면 스왑 공간과 파일 시스템 파티션 간에 디스크 탐색이 빈번히 발생할 수 있다. 이런 문제를 해결하기 위해 본 논문은 SAF 기법을 제안한다. 이 기법은 파일 시스템 파티션에 새롭게 여러 개의 스왑 공간을 배치하고, 이들 공간에 페이지-아웃되는 페이지들을 저장한다. 즉, 페이지들은 가장 최근에 접근한 파일의 디스크 위치에 근접한 스왑 공간에 저장된다. 이 스왑 공간이 기존의 스왑 공간에 비해 최근 접근된 파일의 위치로부터 가까운 거리에 있기 때문에 파일 접근 후 발생하는 디스크 탐색의 시간을 크게 줄일 수 있다. 성능 검증을 위해 BSD기반의 FreeBSD 6.2 운영체제에 SAF를 구현하였고, 5개의 벤치마크를 실행하여 성능을 측정하였다. 성능 측정 결과 SAF는 FreeBSD에 비해 벤치마크의 실행 시간을 약 14%∼42% 감소시켰다.

Keywords

References

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