중복 디스크 서버환경에서의 동적 전력 관리 기법 연구

Abstract

Energy consumption has become an important issue in data center, and disk array are one of the largest energy consumers within them. Although several previous researches have been made to improve disk array power management, most of them have been presented at a single disk drive level or at a storage system cache level. This paper studies a new power-aware, dynamic I/O request distribution and disk power mode setting at the disk array controller level in the redundant disk array-based server. The proposed I/O request distribution method provides improved energy savings by load concentration while meeting performance goals. Since disks take a significant amount of time to transition from standby mode to active mode, requests that arrive during this period can be significantly delayed. Therefore, from performance perspective, the disk power mode setting method dynamically decides how many disks should spin. This method considers the load and the number of pending request in entire queue. Simulation results show that the proposed techniques can provide up to 79.8% energy savings while continuing to satisfy performance goals.;데이터 센터(data center)와 같은 디스크 배열 기반의 서버 환경(disk array-based servers)에서 전력 소모가 급증함에 따라 대용량 시스템에서의 저전력 기술에 대한 연구가 중요해지고 있다. 대용량 서버 시스템의 구성 요소 가운데 디스크 저장 장치는 전체 에너지 소모 중 큰 비중을 차지한다. 기존에도 디스크 저장장치에서 소모되는 전력을 줄이고자 하는 연구가 많이 수행되었다. 그러나 하나의 디스크를 갖는 모바일 기기(mobile device)나 데스크 탑(desktop) 환경에 적합한 방법들이었으며, 서버환경에서의 저전력 연구들도 개개의 디스크 또는 캐시 저장장치 수준에서의 저전력 기법에 대한 연구들이 대부분이다. 본 논문에서는 다수의 디스크가 복사되어 있는 중복 디스크 배열 기반의 서버 환경에서 전력을 고려한 요청 할당 기법(request allocation method)을 제시하였으며, 동적으로 디스크의 전력 상태를 설정하는 방법(disk mode setting)을 연구하였다. 제안한 요청 할당 기법은 요청의 응답시간을 고려하면서 요청을 소수의 디스크에 편중시켜 전력을 줄이는 것이다. 또한 전체 디스크의 전력 상태를 요청의 도착률과 큐에 쌓인 요청 수에 따라 결정하여 저전력 상태에서 활성 상태로 전환하는 비용으로 인한 성능 감소 문제를 해결하였다. 실험을 통해 본 논문에서 제안한 기법이 성능의 저하 없이 최대 79.8%의 에너지를 절약했음을 알 수 있다.