↑↑ (왼쪽부터)DGIST 정보통신융합전공 이성진 교수, 정보통신융합전공 임준수 석박통합과정생(1저자), 배진욱 석사과정생(2저자)

DGIST(총장 국양) 정보통신융합전공 이성진 교수팀은 기존 키-값 저장장치에 존재하던 문제를 해결한 개선된 키-값 저장장치를 개발했다. 이 교수팀은 연구를 통해 기존 저장장치에서 발생하는 문제점의 원인을 밝히고 이를 개선해 향후 빅데이터와 같은 광범위한 IT분야에서 긍정적인 효과를 줄 수 있을 것으로 기대된다.
‘키-값 저장장치’는 비정형 데이터 저장과 빠른 처리가 가능한 고유의 ‘키’를 부여해 ‘값’인 데이터를 저장하는 자료저장소로, 빅데이터 분석, 인공지능, 클라우드 시스템 등 광범위하게 사용되는 장치다. 하지만 기존 키-값 저장장치는 구동을 위해 고성능 CPU와 많은 하드디스크를 필요로 하고 높은 전력을 소모하는 단점이 있다. 특히 최근 많이 사용되는 SSD를 키-값 저장소로 활용할 경우, 많은 데이터를 저장할수록 응답 시간이 느려지고 처리량이 점차 감소하는 문제를 갖고 있다.
이성진 교수팀은 키-값 저장장치에 데이터를 저장할수록 응답 시간 지연과 처리량 감소 문제를 해결하고자 연구를 시작했다. 이후 여러 실험을 통해 기존에 저장장치에 내부 알고리즘으로 사용 중인 ‘해시(Hash)의 구조’가 문제의 원인임을 밝혀냈다.
이를 해결하기 위해 이 교수팀은 연구를 통해 ‘PinK’라는 새로운 기술을 개발했다. PinK를 적용할 경우, 해시 구조대비 더 경제적으로 키를 보관하고 활용하는 것이 가능하다. 이는 PinK가 모든 종류의 키를 한꺼번에 저장해 보유하지 않고, 여러 단계로 키들을 나눠 보유하며, 필요한 단계로 명령을 분할해 처리하기 때문이다. 그 결과 기존 대비 최대 7배 향상된 응답 시간과 2배 향상된 처리량을 달성해, 차세대 저장장치로 주목 받고 있는 ‘키-값 저장장치’의 확산에 큰 기여를 할 것으로 기대된다.
이성진 DGIST 정보통신융합전공 교수는 “이번 연구를 통해 키-값 저장소에 데이터를 저장하고 불러올 때 발생하는 병목현상을 제거하고 시스템의 성능을 최대 7배 이상 향상할 수 있는 길이 열렸다”며 “향후 해당 기술이 빅데이터, 인공지능, 클라우드 분야 등에서의 데이터 처리에 혁신을 가져올 수 있도록 더욱 더 노력하겠다”고 말했다.
한편, 이번 연구는 美 매사추세츠 공대 컴퓨터과학 및 인공지능연구소(MIT CSAIL)의 아빈드(Arvind) 교수팀과의 공동협력으로 진행됐으며, DGIST 정보통신융합전공 임준수 석박통합과정생과 DGIST 정보통신융합전공 배진욱 석사과정생이 각각 제1저자와 제2저자로 참여했다. 또한 삼성미래기술육성재단의 지원을 받아 수행된 이번 연구의 논문은 지난 7월 15~17일 개최된 USENIX ATC‘20에서 최우수논문상을 수상했다.
윤기영 기자