매니코어 CPU 시스템의 병렬 쓰기 성능 향상을 위한리눅스 커널의 LRU 관리 최적화 기법 (Optimizing LRU Lock Management in the Linux Kernel for Improving Parallel Write Throughout in Many-Core CPU Systems)

서지정보

· 발행기관 : 한국정보처리학회
· 수록지 정보 : 정보처리학회논문지. 컴퓨터 및 통신시스템 / 12권 / 7호 / 209 ~ 216페이지
· 저자명 : 변은규, 구기범, 오광진, 방지우

초록

최신 HPC 시스템은 수십 개의 코어를 가진 매니코어 CPU를 탑재하고 있다. 이런 시스템에서 병렬 I/O를 수행할 경우 리눅스 시스템의 LRU락관리 정책의 문제로 인해 확장성에 한계를 가지고 있음을 확인하였다. 본 연구에서는 이 문제를 해결하기 위한 개선된 FinerLRU를 제안한다. LRU락을 최대 코어 개수만큼 증가시키는 것을 골자로 한 세분화된 Lock 관리를 통해 페이지 기반 버퍼 캐시를 사용하는 파일 시스템의 병렬 쓰기 성능을향상시키는 것을 목적으로 한다. 리눅스 5.18.11에 제안한 방법을 구현하였으며, 서로 다른 특성을 가진 2종류의 CPU인 Intel Icelake Xeon과Intel Knights landing에서 성능을 측정하였고 두 종류의 시스템 모두에서 두 배 전후의 성능 향상이 발생함을 확인하였다.

영어초록

Modern HPC systems are equipped with many-core CPUs with dozens of cores. When performing parallel I/O in such a system, thereis a limit to scalability due to the problem of the LRU lock management policy of the Linux system. The study proposes an improvedFinerLRU to solve this problem. Our new FinerLRU improves the parallel write performance of file systems using the buffer cache throughgranular lock management by increasing the number of LRU locks upto the maximum number of cores. The proposed method wasimplemented in Linux 5.18.11, and the performance was measured on two types of CPUs, Intel Icelake Xeon and Intel Knights landing,with different characteristics, and it was found that a performance improvement of about two times can be obtained in both types ofsystems.

참고자료

· 없음