지난 10년간 플래시 메모리 저장 장치의 용량당 가격은 크게 감소했다. 그러나 아직도 하드디스크와 플래시 메모리 저장장치 사이에 큰 가격차이가 있기 때문에 플래시 메모리 저장장치가 완전히 하드디스크를 대체하는 것 보다는 하드디스크의 성능을 보완하기 위해 플래시 메모리 저장장치를 사용하는 것이 더 경제적이다. 최근 제안된 Flash-aware Cache Extension(이하 FaCE)는 낮은 오버헤드로 플래시 메모리를 램 버퍼의 확장으로 사용하는 캐싱 전략이다. FaCE는 기본적인 FIFO 알고리즘을 플래시 캐시 관리 정책으로 선택하여 랜덤 쓰기를 순차 쓰기로 변환하며 이는 플래시 쓰기 측면에서 매우 효율적이다. 또한 FaCE는 완전한 데이터베이스 복원과 원자 페이지 쓰기를 보장하기 위해 플래시 메모리의 비휘발성을 이용하였다. 이를 통해 복구 시간을 단축시킬 수 있다. 본 논문은 상용 DBMS인 알티베이스에 FaCE를 구현한 내용을 다루며 원자 페이지 쓰기를 위한 이중쓰기(doublewrite) 버퍼를 해지하여 입출력 병목 현상을 해결한 FaCE의 확장을 제안한다. 실험결과 소량의 플래시 메모리를 플래시 캐시로 사용한 FaCE는 4-RAID로 구성된 하드디스크의 성능을 2배 향상시켰으며 재시작 시간을 77%~85% 감소시켰다.
For the last decade, we have witnessed the relentless performance improvements and the ever-decreasing cost per capacity of flash memory storage devices. But, considering the current price gap between harddisk and flash memory drives, it will be more economical to use flash memory drives to supplement harddisks rather than to replace them. Recently, a flash-aware cache extension(for short, FaCE) scheme was proposed, which is FaCE is a low-overhead caching strategy that uses flash memory as an extension to the RAM buffer. It adopts a simple FIFO algorithm as flash cache management policy. In terms of flash write optimization, FaCE is effective because the former generates sequential writes while the latter does random writes in flash cache. Also, FaCE takes advantage of the non-volatility of flash memory to fully support database recovery and to guarantee the atomic page write. Therefore, it can considerably shorten the recovery time. In this paper, we presents an implementation of FaCE, in a commercial DBMS, Altibase. Also, we propose an extension of FaCE mechanism which allows to turn off the doublewrite buffer area dedicated for atomic write incurring IO bottleneck. We show that FaCE with a small flash memory drive as flash cache can deliver 2x performance improvement over 4-RAIDed harddisk storage and can reduce the restart time from 77 to 85 percent.
