플래시 메모리 기반 임베디드 데이터베이스 시스템을 위한 지연쓰기 기법

Abstract

플래시 메모리는 동작 특성상 메모리 영역에 대한 덮어쓰기(overwrite)가 불가능하고 플래시 메모리에 쓰기를 하기 위해서는 삭제(erase) 연산을 반드시 먼저 수행해야 한다. 삭제 연산은 읽기 연산에 비해 많은 시간이 소요되므로 될수록 줄이는 것이 플래시 메모리의 수행 성능 향상에 유리하다. 본 연구에서는 플래시 메모리에 대한 삭제 횟수를 줄이기 위해 데이터베이스 페이지에 대한 쓰기 연산을 지연하는 지연쓰기 기법을 제안한다. 지연쓰기 기법은 페이지에 대한 갱신이 일어날 때 페이지 버퍼 내의 해당 페이지에 대해서는 갱신을 수행하되 그것을 유발한 레코드 연산(레코드 삽입, 갱신, 삭제)은 별도의 지연쓰기 버퍼에 기록한다. 그리고 레코드 연산이 지연쓰기 버퍼에 저장되어 있는 동안에는 해당 페이지에 대한 갱신은 보류한다. 만약 해당 페이지를 다시 읽어야 할 필요가 있을 경우에는 지연쓰기 버퍼에 저장된 갱신 정보와 병합하여 갱신된 페이지를 페이지 버퍼에 적재한다. 이는 갱신되는 페이지의 개수와 단일 페이지에 대한 갱신 횟수를 감소시키는 효과를 가져온다. 따라서 플래시 메모리의 삭제 및 쓰기 연산을 감소시켜 데이터베이스 시스템의 수행 성능을 향상 시키게 된다.

It is impossible to overwrite a data block in flash memory, and an erase operation have to be performed in advance to write data on a flash memory. Because on erase operation takes a lot of time compared to an read operation, minimizing erase operation is crucial to enhance overall execution performance of the flash memory. In this paper, we propose a delayed write technique that reduces the number of erase operations by delaying write operations. When a data page is to be modified, proposed scheme updates the data page in page buffer, and keeps the operation (update, insert, delete) records that has caused the modification in a separate storage called delayed write buffer. The persistent data page is not modified while its operation records are kept in the delayed write buffer. Later in time, if the modified page has to be loaded into buffer, the persistent data page is loaded into the buffer and merged with the operation records in the delayed write buffer. By doing so, proposed scheme reduces number of modified pages and write operations on a page. Therefore, it reduces write and erase operations, and enhances overall performance of a flash memory based database system.