NAND 플래시 메모리 기반 B+ 트리에서 페이지 매핑 로그를 이용한색인 관리 기법 document_id A220517037750

낸드 플래시 메모리는 저전력, 빠른 접근 속도, 저렴한 가격 등의 특징을 가지고 있어 저장장치로 널리 사용되고있다. 하지만 낸드 플래시 메모리는 제자리 덮어쓰기가 지원되지 않아 기존의 하드 디스크 기반 응용 프로그램을 구동하기 위해서는 FTL(Flash Translation Layer)이 필요하다. FTL은 주소 매핑, 가비지 컬렉션, 마모도 균등화 작업 등을 포함하고 있어 저사양 임베디드 장치에 구현하기에는 메모리와 연산에 대한 비용이 많이 든다. 그래서 이런장치들을 위해 낸드 플래시 메모리에 최적화된 색인 자료구조들이 연구되고 있다. 연구된 방법들은 쓰기에 소요되는 시간을 줄여 성능을 향상시켰지만 레코드 탐색에 소요되는 시간이 증가된다는 단점을 가지고 있다. 레코드 탐색시간을 증가시키지 않고 쓰기 횟수를 줄이기 위해 본 논문에서는 페이지 매핑 로그 테이블을 이용한 색인 관리 기법을 제안한다. 낸드 플래시 메모리의 단점인 제자리 덮어쓰기 불가로 인해 발생하는 페이지 쓰기 횟수를 줄이기 위해매핑 로그 테이블은 B+ 트리에서 변경된 노드 페이지 주소를 저장하고 레코드 검색 시 이를 이용한다. 실험 평가를통해 제안된 기법은 다른 기법들과 비교 시 레코드 탐색에서 발생하는 페이지 읽기 횟수를 최대 약 61% 줄였으며, 레코드 삽입에서 페이지 쓰기 횟수를 최대 약 31% 줄일 수 있었다. 본 논문에서는 낸드 플래시 메모리를 기반으로 하는 B+트리를 위해 PML 테이블을 이용한 색인 관리 기법을 제안하였다. 하드 디스크를 기반으로 하는 B+ 트리를 낸드 플래시메모리에 적용할 경우 낸드 플래시 메모리의 특성상 제자리 덮어쓰기가 되지 않아 업데이트 파생 문제를 야기한다. 그로인해 페이지 쓰기 횟수가 증가하여 B+ 트리의 전체적인 성능을 저하시킨다. 이를 해결하기 위해 본 논문에서 제안된 기법은 B+ 트리의 레코드 연산에서 색인 노드의 갱신으로 변경되는 낸드 플래시 메모리의 페이지 위치를 PML 테이블에 저장하고 탐색 시 저장된 위치를 활용한다. 이를 통해 업데이트 파생 문제에서 발생하는 페이지 쓰기 횟수를 줄이며, 레코드 탐색에서 추가적인 페이지 읽기를 발생하지 않도록 한다. 그리고 제안된 기법은 추가적인 FTL의 구현 없이 적용이 가능하여 경량 데이터베이스를 사용하는 저사양 임베디드 장치나 단순 정보를 지속적으로 기록하는 센서 노드에 활용이 가능하다. 실제 낸드 플래시 메모리가 탑재되어 있는 임베디드장치에 실험환경을 구축하고 성능 평가를 실시한 결과 레코드의 삽입 시 발생하는 페이지 읽기 횟수를 다른 기법들과 비교할 때 최대 약 61% 줄일 수 있었고, 페이지 쓰기 횟수를 최대 약 31% 본 논문의 향후 연구 과제는 다음과 같다. PML 테이블은 단순 일차원 배열의 자료구조를 사용하고 있다. PML의 크기는 시스템의 메인 메모리 공간에 따라 가변적으로 할당할 수 있으나 PML의 크기가 너무 커지게 되면 탐색비용이 증가된다. 이에 탐색비용을 줄이기 위한 PML 테이블의 자료구조와 동작 기법을 추가 개선하는 연구가 필요하다.