• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제16권5호
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• pp.251-258
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• 2016

최근 클라우드 컴퓨팅, 사회 관계망 서비스 등의 분야에서 고속 저장 장치에 대한 수요가 크게 증가하고 있다. 성능이 우수한 고속 저장 장치가 개발되고 있지만 현재 리눅스 운영체제의 입출력 스택은 하드 디스크 드라이브를 고려해서 설계되었기 때문에 고속 저장 장치를 충분히 활용하고 있지 못하다. 이 논문에서는 고속 저장 장치의 입출력 대역폭과 입출력 지연시간을 최대로 활용할 수 있는 최적화된 입출력 스택을 제안한다. 이를 위해 기존 리눅스의 블록 입출력 계층을 새로운 인터페이스를 가지는 입출력 계층으로 대체하고 최적화한다. 제안된 입출력 계층은 기존의 하드 디스크 드라이브를 고려한 블록 계층을 우회하고 디바이스 드라이버를 최적화하여 고속 저장 장치의 성능을 최대한 이용할 수 있게 해준다. 또한, 리눅스의 ext2/ext4 파일 시스템을 제안된 입출력 계층 위에서 동작할 수 있도록 최적화하였고, 벤치마크 실험 결과를 통해서 제안하는 입출력 스택은 기존 리눅스 입출력 스택과 비교하여 1.7배 정도의 성능 향상이 있음을 확인할 수 있었다.

• ETRI Journal
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• 제44권3호
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• pp.450-461
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• 2022

The Gen-Z protocol is a memory semantic protocol between the memory and CPU used in computer architectures with large memory pools. This study presents the implementation of the Gen-Z hardware system configured using Gen-Z specification 1.0 and reports its performance. A hardware prototype of a DDR4 Gen-Z memory pool with an optimized character, a block device driver, and a file system for the Gen-Z hardware was designed. The Gen-Z IP was targeted to the FPGA, and a 512 GB Gen-Z memory pool was configured on an ×86 server. In the experiments, the latency and throughput of the Gen-Z memory were measured and compared with those of the local memory, SATA SSD, and NVMe using character or block device interfaces. The Gen-Z hardware exhibited superior throughput and latency performance compared with SATA SSD and NVMe at block sizes under 4 kB. The MySQL and File IO benchmark of Gen-Z showed good write performance in all block sizes and threads. Besides, it showed low latency in RocksDB's fillseq dbbench using the ext4 direct access filesystem.

• 방송공학회논문지
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• 제6권3호
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• pp.246-259
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• 2001

최근 급속도로 확장되고 있는 인터넷을 통한 동영상 서비스와 이미 상용 서비스가 시작된 디지털 방송 서비스 등으로 인하여, 가전제품에서 디지털 동영상을 처리하는 데에 관한 관심이 매우 높아지고 있다. 텍스트 기반이나 이미지 기반 데이터와 달리 멀 티미디어 데이터는 정보의 출발점으로부터 미리 정해진 시간가지 작업의 목적지에 도달하지 않으면 원래 전달하고자 했던 자료의 의미를 제대로 전달할 수 없다. 멀티미디어 스트리밍 전용 시스템은 데이터를 정해진 시간가지 목표에 전달하는 것을 궁극적인 목표로 하고 설계되어야 한다. 이러한 시간적 제약성 때문에, 멀티미디어 스트리밍 응용은 많은 디스크 대역폭을 필요로 하고, 파일 시스템에 많은 부하를 가하게 된다. 기존에 사용되는 대부분의 범용 파일 시스템은 스트리밍 부하의 특성인 순차적 읽기에 적합하게 설계되어 있지 않다 따라서, 스트리밍 환경을 위해서 사용되기 위해서는 많은 개선의 여지를 가지고 있다 본 논문에서는, 멀티미디어 스트리밍 부하의 특성을 분석하고, 이에 최적화된 파일 시스템을 설계한다. 설계된 파일 시스템을 구현하여 범용 파일 시스템과의 성능평가 실험을 수행하였다. 성능 평가 결과 본 논문에서 제시하는 파일 시스템이 순차적 파일 접근의 경우 기존의 유닉스 계열에서 제공되는 파일 시스템 보다 월등한 성능을 보이는 것을 관찰할 수 있었다. 이와 더불어 효율적으로 동영상 자료를 접근할 수 있도록, MPEG-4 압축방식에 특화된 커널 수준의 파일 시스템 APIl를 제안한다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2016년도 추계학술발표대회
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• pp.16-17
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• 2016

일반적인 에디터 프로그램과 운영체제를 사용하여 데이터를 편집할 경우, 일부 수정에도 모든 데이터를 다시 저장하고 있다. 본 논문에서는 이러한 기존 파일시스템의 문제점을 개선하기 위해 가변 길이 블록의 개념을 커널 레벨에 적용하여 효율적으로 수정된 데이터를 다시 쓸 수 있도록 하였다. 가변 블록은 데이터 삭제가 발생 했을 경우 나머지 블록은 그대로 유지하고 수정된 블록만 다시 저장하며, 삭제된 데이터로 인해 생기는 빈 공간의 그대로 유지하는 방법을 말한다. 이 개념을 기존 리눅스에서 사용하는 ext4파일 시스템에 적용하여 시스템을 구축, 실험하였으며 결과적으로 쓰기 연산을 비롯해 CPU사용량에서 크게 성능을 향상시켰다.

• 전자공학회논문지
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• 제52권9호
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• pp.54-62
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• 2015

낸드 플래시 기반의 SSD (Solid-State Drive)는 HDD (Hard Disk Drive) 대비 월등한 성능에도 불구하고 쓰기 회수 제한이라는 태생적 단점을 가지고 있다. 이로 인해 SSD의 수명은 워크로드에 의해 결정되어 SSD의 기술 변화 추세인 SLC (Single Level Cell) 에서 MLC (Multi Level Cell) 로의 전환, MLC에서 TLC (Triple Level Cell) 로의 전환에 있어 큰 도전이 될 수 있다. 기존 연구들은 주로 wear-leveling 또는 하드웨어 아키텍처 측면에서 SSD의 수명 개선을 다루었으나, 본 논문에서는 호스트가 요청한 쓰기에 대해 SSD가 낸드플래시 메모리를 통해 처리하는 수명관점의 효율성을 대변하는 WAF (Write Amplification Factor) 관점에서 Host I/O 스택 중 파일 시스템, I/O 스케줄러, 링크 전력에 대해 JEDEC 엔터프라이즈 워크로드를 이용해 I/O 스택 최적 구성에 대해 실험적 분석을 수행하였다. WAF는 SSD의 FTL의 효율성을 측정하는 지표로 수명관점에서 가장 객관적으로 사용한다. I/O 스택에 대한 수명 관점의 최적 구성은 MinPower-Dead-XFS로 최대 성능 조합인 MaxPower-Cfq-Ext4에 비해 성능은 13% 감소하였지만 수명은 2.6 배 연장됨을 확인하였다. 이는 I/O 스택의 최적화 구성에 있어, SSD 성능 관점뿐만 아니라 수명 관점의 고려에 대한 유의미를 입증한다.

• 정보과학회 논문지
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• 제42권2호
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• pp.169-176
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• 2015

최근 데이터베이스 관리 시스템에서는 이중 쓰기 버퍼 기법의 단점을 보완할 수 있는 원자성 쓰기 기법이 제시되었다. 원자성 쓰기 기법을 지원하기 위해서는 파일시스템과 I/O 스케줄러 등의 I/O 서브시스템과 SSD의 원자성 쓰기의 보장이 필요하다. 본 연구에서는 MariaDB의 데이터 쓰기의 기본 단위를 사용하여, 쓰기 단위 연속 블록 할당 기법, 플래그 전달을 통한 I/O 명령 병합 방지 기법, 원자성 쓰기를 지원하는 SSD를 통해 MariaDB의 원자성 쓰기를 지원하는 연구를 진행하였다. Tpcc-mysql와 SysBench를 사용하여 MariaDB에 제안된 기법을 적용한 결과, 원자성 쓰기 기법의 성능을 평가한 결과, 데이터베이스의 처리량이 이중 쓰기 버퍼 기법을 사용한 MariaDB 대비 약 40%~50% 향상된 것을 확인하였다.