• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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• 2010.11a
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• pp.1774-1776
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• 2010

Solid State Device(SSD)는 플래시 메모리 모듈을 기반으로한 차세대 저장장치로서 디스크 회전방식의 Hard Disk Drive(HDD)를 대체하는 장치로 주목받고 있다. 하지만, 현재의 운영체제 I/O 스케줄러는 HDD 에 최적화되어 있기 때문에 플래시 모듈 기반의 SSD 의 성능을 최대한 끌어내지 못하는 한계를 갖고 있다. 따라서, 본 논문에서 우리는 SSD 의 성능을 끌어올리기 위해 SSD 의 특징을 분석하고 이를 바탕으로 SSD 에 최적화된 I/O 스케줄러를 고안하였다. 새로운 스케줄러(NSCHED)는 I/O Request 를 두 그룹으로 분류하고 각 요청에 타이머를 설정함으로써 I/O Request 를 빠르게 처리함과 동시에 기아방지를 위한 기법을 가진다. 우리는 Linux 2.6.30 에서 NSCHED 스케줄러를 구현하여 Postmark 벤치마크를 통해 성능평가를 수행했으며, NSCHED 스케줄러가 기본 Linux I/O 스케줄러보다 30% 가량 낮은 응답 시간이 소요됨을 확인했다.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2011.06b
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• pp.423-426
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• 2011

SSD는 HDD와 다른 물리적 특성으로 인해 새로운 I/O 스케줄러를 요구하고 있다. 본 논문은 기존 CFQ 스케줄러가 SSD에서 어떤 성능을 보이는지 다양한 설정값 하에서 실험하고, 그 결과를 분석하여 SSD에서의 I/O 스케줄링 성능의 특징을 알아보고자 한다. 대상 설정값으로는 역탐색 제한 설정, FIFO 큐 내의 I/O 요청에 대한 만료 시간, I/O 요청 큐 별 할당 시간, 동기적 요청 큐를 위한 대기 시간을 고려하였다. 이러한 설정값을 다양하게 변화시키며 여러 개의 I/O 벤치마크 프로세스를 동시에 수행한 결과, 역탐색 제한을 제거하면 처리량이 상승하지만 그 폭이 매우 적으며, I/O 요청 만료 시간에 대해서는 연관성을 찾지 못하였다. I/O 요청 큐 별 할당 시간과 동기적 요청 큐를 위한 대기 시간은 클수록 처리량이 상승함을 보였다. CFQ의 목표인 평등성은 항상 97% 이상 보장됨을 관찰할 수 있었다. 우리는 이러한 결과가 차후 평등성을 보장하는 새로운 SSD I/O 스케줄러의 연구를 위한 초석이 되리라 기대한다.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2010.06b
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• pp.460-464
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• 2010

SSD는 뛰어난 성능으로 인해 서버 시장에서 HDD를 빠르게 대체하며 각광받고 있다. 우리는 기존 SSD의 성능 분석이 단일한 I/O 패턴에 대해서만 이루어진 점을 주목하여, 다양한 패턴의 I/O가 동시에 수행 될 경우, 성능에 어떠한 영향이 있는지 평가해보고자 한다. 이를 위해 4KB부터 64MB까지 다양한 블록크기로 순차적/임의적 읽기/쓰기 연산을 수행함과 동시에 4KB 단위의 읽기/쓰기 I/O를 수행시켜 성능에 미치는 영향을 알아보았다. 이러한 평가를 네 가지 리눅스 I/O 스케줄러에 대해 각각 수행함으로써 스케줄러에 의한 영향 또한 평가하였다. 그 결과로 우리는 새로운 SSD의 성능 특성을 발견할 수 있었으며, 이는 새로운 I/O 스케줄러 및 SSD의 FTL 개발의 기반이 되리라 예상된다.

• Smart Media Journal
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• v.5 no.4
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• pp.18-25
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• 2016

Virtualized hardware resources provides efficiency in use and easy of management. Based on the benefits, virtualization techniques are used to build large server clusters and cloud systems. The performance of a virtualized system is significantly affected by the virtual machine scheduler. However, the existing virtual machine scheduler have a problem in that the I/O response is reduced in accordance with the scheduling delay becomes longer. In this paper, we introduce the Loan/Redemption mechanism of a virtual machine scheduler in order to improve the responsiveness to I/O events. The proposed scheme gives additional credits for to virtual machines and classifies the task characteristics of each virtual machine by analyzing the credit consumption pattern. When an I/O event arrives, the scheduling priority of a virtual machine is temporally increased based on the analysis. The evaluation based on the implementation shows that the proposed scheme improves the I/O response 60% and bandwidth of virtual machines 62% compared to those of the existing virtual machine scheduler.

• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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• 2019.05a
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• pp.68-71
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• 2019

하이퍼바이저 Xen 은 처음 개발되었을 때부터 현재까지 크레딧-스케줄러를 이용하고 있다. 크레딧-스케줄러는 CPU 이용률을 높이기 위해 디자인되어 있으며 효율적인 I/O 처리를 위해 부스트라는 개념을 도입하였지만, 부스트로 인하여 공정성이 깨질 수 있는 문제를 가지고 있다. 이 논문에서는 I/O 중심 처리 환경에서 크레딧-스케줄러의 불공정성을 증명하였으며, 실험을 통해 네트워크 성능에서 최대 약 60%의 차이를 보임을 확인할 수 있었다.

• KIPS Transactions on Computer and Communication Systems
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• v.5 no.11
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• pp.379-384
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• 2016

NAND flash storage is widely used for computer systems, because of it has faster response time, lower power consumption, and larger capacity per unit area than hard disk. However, currently used I/O scheduler in the operating system is optimized for characteristics of the hard disk. Therefore, the conventional I/O scheduler includes the unnecessary overhead in the case of the NAND flash storage to be applied. Particularly, when the write requests performed intensively, garbage collection is performed intensively. So, it occurs the problem that the processing of the I/O request delay. In this paper, we propose the new I/O scheduler to solve the problem of garbage collection performs intensively, and to optimize for NAND flash storage. In the result of performance evaluation, proposed scheme shows an improvement the user responsiveness by reducing 1% of the average read response time and 78% of the maximum response time.

• Journal of Korea Society of Industrial Information Systems
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• v.18 no.2
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• pp.27-34
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• 2013

NAND Flash Memory has been used in several devices by low cost and high capacity, and the demand for mass NAND Flash Memory has increased due to the multimedia extension of mobile devices. The JFFS2, NILFS2, and YAFFS2 file systems are used mainly in NAND Flash Memory. In this paper, the performance of Sequential read/write of the 3 file systems are analyzed for the 4 I/O schedulers : CFQ(Complete Fair Queuing) I/O scheduler, NOOP(No Operation) I/O scheduler, Anticipatory I/O scheduler, and Deadline I/O scheduler. In JFFS2 file system, Anticipatory I/O scheduler has the best performance by 8% decreasing speed in writing time and 1.5% decreasing speed in reading time compared to the other I/O scheduler. In YAFFS2 file system, it results are similar to performance in reading and writing for the 4 I/O schedulers. In NILFS2 file system, NOOP I/O scheduler has 2% faster in writing and Deadline I/O scheduler has 6% faster in reading than other I/O schedulers.

• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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• 2009.11a
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• pp.455-456
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• 2009

기존의 가상화 시스템에서 사용되던 스케줄러는 기존 서버 환경을 기반으로 구현되었다. 즉, 기존 데스크톱 운영체계와는 달리 선점형 멀티테스킹 작업방식에 대한 고려가 부족하다. 때문에 본 논문에서는 데스크톱 환경에서 XEN 가상화 시스템을 사용할 경우 사용자 작업을 우선적으로 선점하는 Credit 스케줄러를 제시한다. Credit 스케줄러의 I/O 도메인 Boost 기능의 수정을 통해 데스크톱 사용자가 작업하는 가상 머신에 대한 성능을 향상시키는 Credit 스케줄러를 제안하였다. 또한 시뮬레이션을 통해 본 논문에서 제안한 스케줄러가 목적에 맞게 동작하는지 확인할 수 있었다.

• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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• 2008.11a
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• pp.889-892
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• 2008

반도체 저장장치의 발달로 인하여 기존의 HDD를 대체할 SSD의 출시와 이를 위한 기술개발 및 성능 향상이 가속화 되고 있다. 이 논문에서는 현재의 운영체제들이 HDD 를 기반으로 최적화하여 제작이 되어 있는데 이러한 최적화 기법이 SSD에서도 유효한지에 대해서 알아보았다. 특히 I/O스케줄러를 변경하여 SSD에서 실험한 결과 SSD의 빠른 응답속도와 대역폭으로 인해 4개의 I/O스케줄러에서 비슷한 성능을 보이는 것으로 측정되었다. 또한 미리읽기기능과 WB에 대해서는 HDD와 마찬가지로 SSD의 성능을 향상 시킬 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2011.06b
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• pp.409-412
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• 2011

본 논문에서는 Xen-ARM 기반의 가상화 환경에서 실시간 게스트 운영체제의 I/O를 지원하기 위한 방법을 제안한다. Xen-ARM 하이퍼바이저는 서버 환경에서 주로 사용되는 Xen 가상화 기법을 모바일 구조인 ARM에서 구현한 것으로, 분할 드라이버 모델과 크레딧 스케줄러를 지원한다. 하지만, 이러한 두 가지 특성은 I/O 처리 지연의 주요 원인이 된다. 특히, 장치 드라이버와 사용자 태스크의 실행 중에 하이퍼바이저의 도메인 간 스위칭이 필요하므로, 특정 시간으로 I/O 처리 지연을 제한하기 대단히 어렵다. 본 논문에서는 게스트 운영체제의 수정을 통해 I/O 처리 지연을 제한하는 기법을 제안한다. 게스트 운영체제는 현재 실행되는 태스크의 특성을 Xen-ARM 하이퍼바이저에게 간접적으로 전달하여, 전체 시스템의 모든 태스크에 대하여 우선순위를 부여하며, 하이퍼바이저의 스케줄러에서 인터럽트 처리를 위해 가장 응급한 태스크 실행을 스케줄링 할 수 있도록 한다. 제안하는 기법은 실험을 통해, I/O를 처리하는 도메인의 1ms 이상의 처리시간이 84%에서 99%까지 줄어들 수 있음을 보인다.