플래시 메모리 기반 DBMS 버퍼 교체 정책의 실제 성능 분석

Abstract

기존의 저장 장치인 하드 디스크를 대체하는 플래시 메모리는 물리적인 특성에 따라 NAND형과 NOR형으로 분류가 된다. 저장 장치용으로 많이 사용이 되는 NAND형 플래시 메모리의 읽기 속도는 매우 빠르지만 쓰기 속도와 삭제 속도는 읽기 속도에 비해 매우 느리며 플래시 메모리에 한 번 쓰인 페이지는 덮어쓰기가 불가능하며, 이를 위해 기존의 페이지가 담긴 블록을 삭제하고 새로운 페이지와 그 페이지와 함께 있던 다른 페이지를 쓰는 추가적인 작업이 필요하다. 이런 특성들을 가진 플래시 메모리 기반 저장 장치를 사용하는 시스템에서 기존의 전통적인 버퍼 교체 알고리즘을 사용하는 것은 적합하지 않으며, 이는 플래시 메모리의 성능 저하 또한 초래할 수 있다. 플래시 메모리를 위한 버퍼 교체 정책 중에 쓰기 시퀀스 재순서(write sequence reordering) 정책은 버퍼 내에서 수정이 일어나 더티이(dirty)면서 자주 사용되는 페이지(hot page)의 교체를 지연시켜 물리적인 쓰기 연산을 줄이고 이를 통해 전체 시스템의 성능 향상을 목적으로 하는 대표적인 버퍼 교체 정책이다. 본 연구에서는 이 WSR 정책을 도입한 다양한 버퍼 교체 알고리즘을 데이터베이스 관리 시스템인 PostgreSQL에 구현하여 실제 성능을 평가한다. 그 결과 플래시 메모리 기반 저장 장치에서 WSR 정책 도입 시 쓰기 KB를 줄이며, 이를 통해 결국 전체 시스템 성능(transactions per second)의 향상 또한 가져온다는 것을 확인하였다. 전체 수행시간의 감소를 통해 전력소모율을 감소시키고, 삭제 횟수가 정해져 있는 플래시 메모리의 수명 또한 증가시킬 것으로 기대한다.