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(관심 논문) MadFS: Per-File Virtualization forUserspace Persistent Memory Filesystems

Liam Lim 2023. 3. 21. 17:21
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Shawn Zhong∗ Chenhao Ye∗ Guanzhou Hu Suyan Qu Andrea Arpaci-Dusseau Remzi Arpaci-Dusseau Michael Swift University of Wisconsin–Madison

February 21–23, 2023 • Santa Clara, CA, USA

USENIX Association

21st USENIX Conference on File and Storage Technologies

 

 

 

Abstract

 

 

 

  Persistent memory(영구 메모리, PM)는 kernel involvement (개입)없이 직접 사용자 공간에서 접근할 수 있지만 대부분의 PM file system은 여전히 보안상의 이유로 metadata operation을 kernel에서 처리하고, cross-process synchronization (process 간 동기화)을 위해 kernel에 의존한다.

  저자들은 per-file virtualization (file 별 가상화)을 제시한다. 여기서, virtualization layer가 metadata management, crash consistency, and concurrency control을 포함한 완전한 파일 기능 세트를 user space에서 구현한다. 저자들은 모든 file metadata가 kernel에서 유지될 필요가 없으며, 민감하지 않은 metadata를 파일에 포함시켜 사용자 공간에서 관리하도록 제안한다. crash consistency에 대해서는, block mapping을 포함시키면 kernel involvement없이 efficient하게 mapping을 update할 수 있어서 copy-on-write에서 이점을 얻을 수 있다. cross-process synchronization에 대해서는, 저자들은 user level에서 optimistic concurrency control (OCC)를 소개하여 process crashes를 용인하고 더 나은 scalability를 제공한다.

  Per-file virtualization을 기반으로 한 MadFS를 구현하였다. MadFS는 embedded metadata를 compact log로 유지하는 library PM file system이다. 실험 결과, concurrent workloads에서 MadFS는 ext4-DAX 대비 최대 3.6배의 throughput을 달성한다. 실제 application에서 MadFS는 LevelDB에서 YCSB에 대해 최대 48%의 속도 향상과 SQLite에서 TPC-C에 대해 최대 85%의 속도 향상을 제공한다.

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