Intelligent SSD를 위한 효율적인 외부 정렬

Abstract

최근, 플래시 메모리 기반의 SSD가 하드 디스크를 대체하는 새로운 저장 장치로 떠오르고 있다. 본 논문에서는 SSD 내부에 데이터 처리 능력을 부여하여, SSD 내부에서 대용량 데이터를 효율적으로 처리하는 방법에 대해 논의한다. SSD 내부에서 데이터를 처리할 경우 데이터 이동거리가 짧아짐에 따라 데이터 전송 시간이 감소하고, 채널들을 이용한 병렬처리가 가능한 장점들이 있다. 본 논문에서는 특히 대용량 데이터에 대한 빈번한 접근을 필요로 하는 외부 정렬을 SSD 내부에서 효율적으로 수행하는 방법에 대해 제안한다. 제안하는 외부 정렬 방법은 SSD의 multi-channel 구조를 활용하여 각 채널마다 저장된 서브파일들을 병렬적으로 합병한다. 이를 통해, 빠른 데이터 병합이 가능해진다. 더 나아가, 각 채널의 플래시 메모리 접근 횟수를 줄이기 위해 서브파일 그룹핑 전략을 제안한다. 제안하는 서브파일 그룹핑 전략은 각 채널에 저장된 여러 개의 서브파일들을 하나의 그룹으로 묶어 분할 합병함으로써, 데이터 접근을 줄일 수 있다. 또한, SSD 구조 변화에 따른 제안하는 외부 정렬 방법의 성능 변화를 분석하기 위해, 비용 모델을 수립하고, 비용 모델의 정확성을 검증한다. 끝으로, 수립한 비용 모델을 이용한 다양한 실험을 통해, 제안하는 외부 정렬 방법의 우수성을 보인다. 실험 결과, 제안하는 방법은 기존 방법에 비해 데이터의 크기가 증가할수록 8~40%까지 성능 향상을 보였다.