이성진 교수팀, 저장장치 내 색인 기술을 활용하는 키-값 인터페이스 기반 파일 시스템 개발
[보안뉴스 박미영 기자] DGIST 정보통신융합전공 이성진 교수팀은 전통적인 컴퓨터 데이터 저장 시스템의 근본적인 문제점을 해결할 새로운 키-값 인터페이스 기반의 파일 시스템을 개발했다. 개발된 저장 시스템은 저장장치 내 색인(In-storage Indexing) 기술이 사용된 키-값 인터페이스가 적용돼, 기존 대비 최대 43배 빠른 성능을 자랑한다.
‘파일 시스템’은 데이터를 저장·색인하는 기본적인 시스템 소프트웨어로, 빅데이터 처리·인공지능 등 컴퓨터 시스템 전 분야에서 사용된다. 이때 기존 파일 시스템은 데이터를 저장매체 내 크기가 고정돼 있는 블록(block) 단위별로 데이터를 저장하는데, 시간이 지날수록 시스템 성능 하락하는 등 문제점이 있어 왔다.
이에 이성진 교수팀은 키-값 저장 인터페이스에 주목했다. 키-값 인터페이스는 블록의 크기를 유연하게 바꿔 데이터를 처리하도록 설계된 인터페이스로, 블록의 크기가 고정된 기존 인터페이스보다도 다양한 데이터 처리 연산이 가능하다. 여기에 이성진 교수팀은 저장장치 내 색인 기술도 적용해 개선된 키-값 인터페이스를 구현했으며, 이를 활용해 새로운 개념의 파일 시스템인 ‘케빈(KEVIN)’을 개발하는데 성공했다.
개발된 파일 시스템인 케빈은 훨씬 빠른 성능에도 작동 부하가 훨씬 낮을 뿐만 아니라 저장장치 내 색인 기술이 적용돼, 파일을 저장하고 불러오는데 필요하던 복잡한 과정을 획기적으로 줄인 것이 장점이다. 또한 기존 대비 같은 수준의 데이터 안정성을 갖고도 최대 43배 빠른 파일 연산 처리 성능을 달성했을 뿐만 아니라, 파일 시스템 노후화에도 안정적인 데이터 입출력이 가능할 만큼의 성능 안정성을 확보했다.
DGIST 정보통신융합전공 이성진 교수는 “이번 연구는 초고속 저장장치에서 데이터를 입출력 시 발생하는 병목 현상을 해소와 40배 이상의 성능 향상의 가능성을 보여준 연구”라며, “향후 빅데이터, 인공지능뿐만 아니라 해당 기술이 저장장치 설계 분야에 적용돼 데이터 처리에 혁신을 가져올 수 있도록 더욱 연구에 매진하겠다”고 말했다.
한편 이번 연구는 한국연구재단 암흑데이터 극한 활용 연구센터 및 삼성전자의 지원으로 수행됐다. 연구 결과는 컴퓨터 시스템 분야에서 권위 있는 학회인 ‘USENIX Symposium on Operating Systems Design and Implementation(OSDI)’에 7월 14일 발표됐다.
[박미영 기자(mypark@boannews.com)]
[보안뉴스 박미영 기자] DGIST 정보통신융합전공 이성진 교수팀은 전통적인 컴퓨터 데이터 저장 시스템의 근본적인 문제점을 해결할 새로운 키-값 인터페이스 기반의 파일 시스템을 개발했다. 개발된 저장 시스템은 저장장치 내 색인(In-storage Indexing) 기술이 사용된 키-값 인터페이스가 적용돼, 기존 대비 최대 43배 빠른 성능을 자랑한다.
[사진=DGIST]
‘파일 시스템’은 데이터를 저장·색인하는 기본적인 시스템 소프트웨어로, 빅데이터 처리·인공지능 등 컴퓨터 시스템 전 분야에서 사용된다. 이때 기존 파일 시스템은 데이터를 저장매체 내 크기가 고정돼 있는 블록(block) 단위별로 데이터를 저장하는데, 시간이 지날수록 시스템 성능 하락하는 등 문제점이 있어 왔다.
이에 이성진 교수팀은 키-값 저장 인터페이스에 주목했다. 키-값 인터페이스는 블록의 크기를 유연하게 바꿔 데이터를 처리하도록 설계된 인터페이스로, 블록의 크기가 고정된 기존 인터페이스보다도 다양한 데이터 처리 연산이 가능하다. 여기에 이성진 교수팀은 저장장치 내 색인 기술도 적용해 개선된 키-값 인터페이스를 구현했으며, 이를 활용해 새로운 개념의 파일 시스템인 ‘케빈(KEVIN)’을 개발하는데 성공했다.
개발된 파일 시스템인 케빈은 훨씬 빠른 성능에도 작동 부하가 훨씬 낮을 뿐만 아니라 저장장치 내 색인 기술이 적용돼, 파일을 저장하고 불러오는데 필요하던 복잡한 과정을 획기적으로 줄인 것이 장점이다. 또한 기존 대비 같은 수준의 데이터 안정성을 갖고도 최대 43배 빠른 파일 연산 처리 성능을 달성했을 뿐만 아니라, 파일 시스템 노후화에도 안정적인 데이터 입출력이 가능할 만큼의 성능 안정성을 확보했다.
DGIST 정보통신융합전공 이성진 교수는 “이번 연구는 초고속 저장장치에서 데이터를 입출력 시 발생하는 병목 현상을 해소와 40배 이상의 성능 향상의 가능성을 보여준 연구”라며, “향후 빅데이터, 인공지능뿐만 아니라 해당 기술이 저장장치 설계 분야에 적용돼 데이터 처리에 혁신을 가져올 수 있도록 더욱 연구에 매진하겠다”고 말했다.
한편 이번 연구는 한국연구재단 암흑데이터 극한 활용 연구센터 및 삼성전자의 지원으로 수행됐다. 연구 결과는 컴퓨터 시스템 분야에서 권위 있는 학회인 ‘USENIX Symposium on Operating Systems Design and Implementation(OSDI)’에 7월 14일 발표됐다.
[박미영 기자(mypark@boannews.com)]
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[2024-04-24] 
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