inotify를 이용한 SSD기반 사용자수준 프리페처

Abstract

디스크 프리페칭은 응용 프로그램의 응답시간을 개선하기 위해 사용된다. 기존의 프리페칭 기법들은 미리 읽기 시점을 결정하기 위해 입출력 상황을 지속적으로 모니터링을 하는데, 이로 인한 큰 오버헤드가 운영상의 문제로 대두되고 있다. 한편 기존 HDD 기반 프리페처 연구들을 동작 특성이 다른 고성능 SSD에 적용하기에는 한계가 있다. 본 논문에서는 SSD의 특성을 고려하면서도 운영 오버헤드를 크게 감소시킨 프리페처를 제안한다. 제안한 프리페처는 1) 수집된 입출력 요청들의 병합을 통해 입출력 효율성을 높였으며, 2) 입출력이 적은 시점에 프리페칭 하여 입출력 경쟁으로 인한 병목을 줄였으며, 3) inotify API를 사용해 프리페처의 주기적인 모니터링을 제거하였다. 네 가지 응용 프로그램에 대한 실험 결과, 실행시간은 최대 40% 감소하였으며, 로딩 시간은 최대 9% 감소하였다.

Prefetching is a technique designed to enhance the slow response time of applications. The problem with the technique is the periodic I/O monitoring which decides the prefetching time hence causing monitoring overhead. Meanwhile, applying the previous HDD based prefetcher to high-performance SSD has limits. In this paper, we propose a new prefetcher reflecting the characteristic of SSD, low monitoring overhead, activated at a given time. We merge I/O request to improve I/O operation. Moreover, we reduce I/O bottlenecks by prefetching when the application has few I/O requests. Furthermore, we use an inotify system call to reduce monitoring overhead by eliminating periodic monitoring. We conduct as experiment on the four applications and our result depicted that, the prefetcher reduce an application’s launch time by up to 40% and loading time by up to 9%.