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Efficient Flash Cache Management in Online Transaction Processing Server

온라인 트랜젝션 프로세싱 서버에서의 효율적인 플래시캐쉬 관리 방법

초록/요약

Host-side flash cache is a new tier in computer architecture that can archive high I/O performance and low latency in enterprise server systems. In contrast to conventional methods that use flash memory for storage, some approaches employ flash memory as cache. However, existing flash cache systems show low hit rate and high latency in the write-intensive online transaction processing (OLTP) server. The main idea of this thesis is on the utilization of the write buffer in the flash cache. In this thesis, an efficient flash cache management system based on solid state cache (SSC) is proposed. The proposed system utilizes an admission policy that employs the access count in the write buffer and allocates the appropriate type of block in flash memory. It is thereby possible to retain valuable data and reduce unnecessary writing in flash memory. To validate the proposed system, TPC-C benchmark [13] was installed on a Linux server and the I/O traces were extracted. In addition, SSC simulator was implemented and simulation was performed on it. Experimental results show that the proposed system improves the hit rate by up to 10% and reduces the normalized average response time from 0.9 to 0.76 compared with FlashTier [3].

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초록/요약

호스트사이드 플래시 캐시는 하이엔드 엔터프라이즈 서버 시스템에서 높은 I/O 성능과 낮은 지연을 위하여 컴퓨터 구조에 나타난 새로운 계층이다. 플래시 메모리가 저장장치로 쓰이는 기존의 방법과 달리, 플래시 메모리가 캐시로서 사용되는 데 몇 가지 방법이 사용된다. 그러나, 쓰기가 집중적인 온라인 트랜잭션 프로세싱 (OLTP) 서버에서 기존의 플래시 캐시 시스템은 낮은 성능을 보인다. 따라서, 이 논문에서는 플래시 캐시에 쓰기 버퍼의 관리에 초점을 두었다. 솔리드 스테이트 캐시 (SSC) 기반의 효율적인 플래시 캐시 관리 시스템을 제안한다. 제안된 시스템은 쓰기 버퍼에서의 접근 횟수를 사용하는 캐시 입장 정책을 활용하고, 이에 따라 적절한 유형의 플래시 메모리 블락을 할당한다. 이렇게 함으로써, 쓸모 있는 데이터가 캐시내에 유지되고, 플래시 메모리에 불필요한 쓰기가 감소한다. 제안한 방법을 검증하기 위해, 리눅스 서버에 TPC-C 벤치 마크 [13] 를 설치했고, I/O 트레이스들을 추출했다. 또한 시뮬레이터를 구현하여 시뮬레이션을 수행했다. FlashTier [3]와 비교한 실험 결과는 제안한 방법이 hit 비율을 10%이상 향상시키고, 일반화된 평균 응답시간을 0.9에서 0.76만큼 감소시켰다.

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