기존 지리 분산 데이터 센터는 데이터 처리 시 자원 비효율과 통합 네임스페이스로 인한 성능 저하 문제가 있었습니다. 본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위해 요청된 작업 유형과 각 데이터 센터의 리소스를 종합적으로 분석하여 최적의 데이터 센터를 결정하는 파일 시스템 프로그램을 제공합니다. 또한, 데이터 센터 간 직접 데이터 전송을 통해 통합 네임스페이스 사용 빈도를 줄여 성능 오버헤드를 획기적으로 감소시킵니다. 이 기술은 데이터 센터 자원 활용 효율을 극대화하고, 데이터 처리 완료 시간을 단축하여 전반적인 시스템 성능을 크게 향상시킵니다.

데이터센터의 폭발적인 성장과 함께 메모리 에너지 소비량 증가는 심각한 문제로 대두되고 있습니다. 기존의 전력 제어 방식은 성능 저하를 야기하거나 시스템 전반에만 적용되어, 응용 프로그램별 정밀한 에너지 최적화가 어려웠습니다. 특히, 휘발성 및 비휘발성 메모리를 함께 사용하는 이기종 메모리 시스템에서는 힙 메모리 오브젝트의 다양한 접근 패턴을 고려하지 못하여 비효율적인 에너지 소모가 발생하였습니다. 본 기술은 이러한 문제 해결을 목표로 합니다. 응용 프로그램이 메모리에 할당하는 힙 메모리 오브젝트의 에너지 소모량을 정확하게 예측하는 방법과 이를 구현하는 메모리 시스템을 제공합니다. 메모리 프로파일러가 힙 메모리 오브젝트의 크기, 접근 크기, 수명 시간 등 상세한 접근 정보를 추출하고, 메모리 디바이스별 명령어에 따른 에너지 소비 정보를 결합하여 정밀한 예측을 수행합니다. 이를 통해 실제 할당 전에 최적의 에너지 효율을 갖는 메모리 디바이스에 힙 메모리 오브젝트를 배치할 수 있습니다. 결과적으로, 이 기술은 데이터센터 메모리 시스템 전반의 성능을 유지하면서도 획기적인 에너지 절감을 달성합니다. 특히 이기종 메모리 환경에서 힙 메모리 할당의 전력 효율을 극대화하여, 지속 가능한 고성능 컴퓨팅 환경 구축에 기여합니다.

데이터센터의 에너지 소비 증가는 심각한 문제이며, 특히 메모리에서 막대한 전력이 소모됩니다. 기존 메모리 절감 기술은 성능 저하나 제한적인 효과로 인해 한계를 보였으며, 하이브리드 메모리 시스템에서도 힙 메모리 오브젝트의 비효율적인 배치로 에너지 최적화가 어려웠습니다. 본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위해 힙 메모리 오브젝트의 에너지 소비량을 정확하게 예측하고, 이를 기반으로 이기종 메모리 시스템(휘발성/비휘발성 메모리)에서 힙 오브젝트를 최적으로 배치하는 기술을 제안합니다. 응용 프로그램의 힙 오브젝트 접근 패턴을 2단계 프로파일링으로 분석하여 각 메모리 타입에서의 에너지 소비량을 정밀하게 예측합니다. 이 예측값과 메모리 용량 및 사용자 설정 에너지 제한 조건을 종합적으로 고려하여, 메모리 시스템의 성능은 유지하면서 에너지 소비를 획기적으로 줄일 수 있는 최적의 배치 전략을 결정합니다. 이를 통해 데이터센터의 전력 효율을 극대화하고, 시스템 지연 시간을 최소화하며, 지속 가능한 컴퓨팅 환경 구축에 기여합니다.

매니코어 환경에서 기존 파일 시스템의 단일 파일 쓰기 시 발생하는 병목 현상으로 I/O 성능이 저해되는 문제가 있었습니다. 본 기술은 파일 시스템이 복수의 스레드가 단일 파일의 다른 영역에 데이터를 동시에 쓸 수 있도록 '범위 락(Range Lock)'을 적용하여 이 문제를 해결합니다. 범위 락은 파일 전체가 아닌 접근하려는 일부분에만 락을 설정함으로써, 매니코어 환경에서의 병렬성을 극대화합니다. 실험 결과, 기존 F2FS 대비 최대 13.6배의 성능 향상과 평균 14%, 최대 17%의 지연 시간 감소 효과를 보였습니다. 이 기술은 고성능 데이터베이스 시스템 등 I/O 병렬화가 필수적인 환경에서 혁신적인 성능 개선을 제공합니다.

기존 파일 시스템은 fsync 호출 시 과도한 I/O와 쓰기 증폭으로 인해 성능 저하를 겪습니다. 특히 아이노드 및 메타데이터 갱신 시 발생하는 추가 I/O와 체크포인팅은 시스템 전체 성능에 치명적입니다. 본 발명은 비휘발성 메모리(NVM)를 활용한 파일 시스템 및 데이터 갱신 방법을 제안합니다. 비휘발성 메모리에 노드 로그와 메타데이터를 저장함으로써 바이트 단위 접근성을 통해 쓰기 증폭 문제를 개선하고, 체크포인팅 과정 없이도 일관성을 유지하여 I/O 블록킹 문제를 해결합니다. 이로써 데이터 갱신 성능을 획기적으로 향상시키고 시스템 안정성을 강화합니다. 고성능 및 고효율 스토리지가 필요한 환경에 최적의 솔루션을 제공합니다.

기존 저장장치는 랜섬웨어 등 악성코드로 인한 데이터 무결성 훼손과 비효율적인 버전 관리 문제에 직면해 있습니다. 본 기술은 SGX 기반의 PV-SSD 및 SPM을 통합한 SGX-SSD 시스템을 통해 이러한 문제점을 해결합니다. 신뢰 실행 환경(TEE)을 바탕으로 안전한 Trust I/O를 제공하며, 파일 중요도에 따라 보존 기간을 조절하는 정책 기반 버전 관리로 데이터 손실 없이 효율적인 복구를 지원합니다. 이를 통해 악성코드의 지연 공격에도 효과적으로 대응하며, 향상된 스토리지 데이터 무결성을 보장합니다.