정보과학회 컴퓨팅의 실제 논문지 (KIISE Transactions on Computing Practices)
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| 한글제목(Korean Title) |
가상화 환경에서의 NUMA 기반 락 성능 분석 |
| 영문제목(English Title) |
Performance Analysis of NUMA-aware Locks in Virtualized Systems |
| 저자(Author) |
김승윤
이태형
엄영익
Seungyun Kim
Taehyung Lee
Young Ik Eom
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| 원문수록처(Citation) |
VOL 27 NO. 02 PP. 0104 ~ 0109 (2021. 02) |
한글내용
(Korean Abstract) |
최근 CPU 및 메모리 측면의 확장성을 위해 데이터 센터 및 클라우드 플랫폼에서는 NUMA 서버를 많이 활용하고 있다. 이에 따라 시스템의 성능 최적화를 위해 비가상화 시스템을 기반으로 NUMA 구조의 특징을 활용한 연구가 많이 수행되었다. 가상화 시스템 역시 NUMA 시스템에서의 성능 최적화를 위해 vNUMA 기능을 각 가상머신에 제공하고 있으며, 이를 통해 게스트 운영체제가 NUMA 최적화 기법을 활용할 수 있도록 하고 있다. 하지만, 대부분의 NUMA 최적화 기법들은 네이티브 환경에서 수행되었기 때문에 여러 가상머신이 컴퓨팅 자원을 공유하는 환경에서는 이런 기법들의 성능 이점이 크게 줄어들 수 있다. 본 논문에서는 vNUMA 기반 가상머신 환경에서 NUMA 락의 성능을 커널 영역 및 유저 영역에서 분석하였다. 실험 결과, 단일 가상머신 환경에서는 NUMA 락의 성능이 호스트와 유사하게 나타나지만, 다중 가상머신 환경에서는 LWP 문제로 인해 성능 이점이 크게 감소하는 것을 확인하였다.
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영문내용
(English Abstract) |
Recently, NUMA-based servers have been used in data centers and cloud platforms for scalability of the CPU and memory resources. Accordingly, many studies have been conducted in native systems in attempts to optimize the system performance by exploiting the characteristics of the NUMA architecture. The virtualized system also provides virtual NUMA(vNUMA) to each virtual machine to allow guest operating systems to utilize the NUMA-related optimization technique. Unfortunately, since most NUMA-related optimization studies have been conducted in native systems, the performance benefits of these techniques are likely to be significantly reduced in environments where multiple virtual machines(VMs) share computing resources. In this paper, we analyze the performance of the NUMA-aware lock, which is applied to the kernel-space lock and the user-space lock, on vNUMA-based VM environments. The experimental results show that, in a single VM environment, the performance of the NUMA-aware lock is similar to that of the host, whereas in multiple virtual machine environments, the performance benefits of the NUMA-aware lock are significantly reduced due to LWP problems.
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| 키워드(Keyword) |
NUMA 구조
락
가상머신
vCPU 선점
NUMA architecture
lock
virtual machine
vCPU preemption
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