플래시 메모리 저장장치를 위한 버퍼 관리 기법

Abstract

플래시 메모리 저장장치는 다양한 장점을 가지고 있어서 하드 디스크를 대신해서 그 사용이 증가하고 있다. 그러나 플래시 메모리 저장장치는 기존의 하드 디스크와는 특성이 매우 다르다. 따라서 플래시 메모리 저장장치의 버퍼 관리 정책은 이러한 플래시 메모리의 특성을 잘 반영하여 재설계되어야 한다. 기존의 버퍼 교체 알고리즘, 이들의 트레이스 데이터, 플래시 메모리 및 시스템 소프트웨어에 대한 분석을 토대로 본 논문에서는 WSR (Write Sequence Reordering) 정책과 DBM (Dual Buffer Management) 정책의 두 가지 버퍼 교체 정책을 제안한다. WSR 정책은 버퍼 캐시에서 콜드 페이지가 아닌 더티 페이지(not cold dirty page)가 버퍼에서 교체되는 것을 막기 위해 쓰기 순서를 재배열한다. DBM은 버퍼를 읽기와 쓰기 버퍼로 분리하고 각각의 버퍼에 독립적인 버퍼 교체 알고리즘과 버퍼 교체 단위를 적용한다. 제안하는 정책들은 모두 플래시 저장장치에 발생하는 쓰기와 지우기를 효과적으로 감소시키는 것을 목적으로 한다. 제안하는 정책의 효과를 입증하기 위해 본 논문에서는 트레이스 기반 시뮬레이션과 실제 DBMS의 버퍼 관리자에 제안한 정책을 구현하여 성능을 평가하였다. 성능 평가 결과 WSR과 DBM은 기존의 디스크 기반 또는 플래시 메모리 저장장치를 위한 버퍼 교체 알고리즘들 보다 더 나은 성능을 보이는 것으로 나타났으며, 일반적인 버퍼 교체 알고리즘인 LRU와 비교하여 약 30%의 성능향상을 보이는 것으로 나타났다.