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KAIST, SSD보다 빠른 차세대 저장장치 제작기술 개발

기사승인 2020.08.04  17:43:15

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초고속·대용량 처리에 적합한 정보저장장치의 성능을 대폭 확대시킨 차세대 저장기술이 국내 연구진에 의해 개발돼 공개됐다.

KAIST는 전기및전자공학부 정명수 교수 연구팀이 반도체를 이용해 데이터를 저장하는 장치(SSD)의 데이터 병렬 입출력 처리를 순수 하드웨어로 구현한 차세대 'NVMe 컨트롤러(OpenExpress)'를 개발했다고 4일 밝혔다.

비휘발성 메모리 익스프레스인 NVMe(Non Volatile Memory express)는 저장장치를 위한 통신 규격(프로토콜)으로 초고속, 대용량 데이터 처리에 적합하다.    

이번 정 교수는 연구성과를 담은 논문(논문명:OpenExpress: Fully Hardware Automated Open Research Framework for Future Fast NVMe Devices)은 지난달 18일 열린 시스템 분야 최우수 학술대회인 'The USENIX Annual Technical Conference (ATC), 2020'에서 발표됐다.

아시아권 단일저자가 작성한 논문이 USENIX ATC 학술대회에 채택된 것은 해당 학술대회가 시작된 1993년 이후 27년 만에 처음이다.

NVMe는 SSD 성능을 최대한 활용할 수 있도록 개발된 초고속 데이터 전송규격으로 현재 다양한 플래시 기반 저장장치에 적용되고 있다.

세계 ICT 분야 주요 기업들은 NVMe를 사용하는 데 필요한 하드웨어 NVMe 컨트롤러 관련 지식재산권(IP) 확보를 위해 막대한 비용을 투자해 독자적인 개발에 나서고 있으며 개발된 결과는 공개되지 않는다. 공개되도 이용료를 내야 한다.

정명수 교수 연구팀은 자유롭게 수정이 가능한 하드웨어 NVMe 컨트롤러인 'OpenExpress'를 개발하고 이를 국내·외 대학과 연구소에 무상으로 공개했다.

공개용 컨트롤러는 수십 개 이상의 하드웨어 기본 지식재산(IP)과 여러 핵심 NVMe IP 코어로 구성돼 있다.

정 교수팀은 실제 성능평가를 위해 OpenExpress를 이용한 NVMe 하드웨어 컨트롤러를 시제품으로 제작하고 OpenExpress에서 제공되는 모든 로직이 높은 주파수에서 동작토록 설계했다.

OpenExpress를 이용해 개발한 시제품은 최대 7GB/s의 대역폭을 지원, 초고속 차세대 메모리 등의 연구에 적합하며 다양한 스토리지 서버작업 부하를 비교한 테스트에서도 인텔의 새 고성능 저장장치인 옵테인 SSD(Optane SSD)보다 76% 높은 대역폭과 68% 낮은 입출력 지연시간을 보였다.

특히 정 교수팀은 해당 컨트롤러를 비영리를 목적으로 하는 대학 및 연구소들이라면 OpenExpress 공개 소스 규약 내에서 자유로운 사용과 함께 수정사용도 가능토록했다.

정명수 교수는 "이번 연구성과를 공개했기 때문에 기존 SSD 기술을 이끄는 몇몇 세계 최고 기업들만이 갖고 있던 컨트롤러를 대학과 연구소에서도 이젠 무상 사용이 가능해 졌다"며 "초고속 차세대 메모리 등 저장장치 시스템의 연구를 위한 초석을 다졌다는 점에서 의미가 있다"고 강조했다.

충청비즈 cbiz0419@naver.com

<저작권자 © 충청비즈 무단전재 및 재배포금지>
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