PSL-DB: 비휘발성 메모리 환경에서 스킵리스트를 이용한 LSM-Tree 최적화

박찬열; 김동의; 남범석; Chanyeol Park; Dongui Kim; Beomseok Nam

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정보과학회논문지 (Journal of KIISE)

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한글제목(Korean Title)	PSL-DB: 비휘발성 메모리 환경에서 스킵리스트를 이용한 LSM-Tree 최적화
영문제목(English Title)	PSL-DB: Non-Volatile Memory-optimized LSM-Tree with Skip List
저자(Author)	박찬열 김동의 남범석 Chanyeol Park Dongui Kim Beomseok Nam
원문수록처(Citation)	VOL 47 NO. 07 PP. 0635 ~ 0642 (2020. 07)
한글내용 (Korean Abstract)	Intel의 Optane DC Persistent Memory가 출시되면서 DRAM보다 높은 용량을 제공하며, SSD와 HDD보다 높은 성능을 보여주는 비휘발성 메모리가 차세대 스토리지로 각광받고 있다. 본 논문에서는 스킵리스트를 사용하여 비휘발성 메모리가 스토리지로 사용되는 환경에 최적화한 Key-Value 데이터베이스인 Persistent SkipList DataBase (PSL-DB)를 제안한다. PSL-DB는 비휘발성 메모리의 바이트 단위 접근이 가능한 점을 이용하여 기존 LevelDB의 블록 단위 접근을 위한 SSTable 구조 대신, 바이트 단위 쓰기가 가능한 스킵리스트를 활용한다. 그 결과 PSL-DB는 같은 데이터를 중복해서 여러 번 쓰는 쓰기 증폭 문제를 발생시키지 않으며, 읽기 성능을 위해 쓰기 성능을 고의로 제한하지 않아 성능을 크게 향상시킬 수 있다. Intel Optane DC Persistent Memory를 활용한 실험에서 PSL-DB는 같은 Optane DCPM을 사용하는 기존 LevelDB보다 읽기와 쓰기 명령모두 높은 초당 연산량을 보여주었다
영문내용 (English Abstract)	With the release of Intel's Optane DC Persistent Memory, non-volatile memory, offering higher capacity than DRAM and showing higher performance than SSD and HDD, is in the spotlight as the next generation of storage devices. In this paper, we propose the Persistent Skip List DataBase (PSL-DB), a key-value store system optimized for the Optane DCPM in app-direct mode. PSL-DB uses a byte-addressable skip list that significantly reduces the I/O traffic as it avoids redundant writes. PSL-DB also does not sacrifice write performance for read performance as it does not degrade the write performance via artificial governors. In our experiments using Intel Optane DC Persistent Memory, PSL-DB shows significantly higher query processing throughput than legacy LevelDB that stores SSTables in Optane DC PM.
키워드(Keyword)	비휘발성 메모리 Key-Value 데이터베이스 쓰기 증폭 LevelDB non-volatile memory key-value database LSM-Tree write amplification LevelDB
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