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본 이전 기술은 현재의 컴퓨팅 환경에서 메모리 자원에 대한 유휴 시간이 많다는 점과 차세대 메모리 등 고집적 메모리가 등장하고 있다는 점을 활용하여, 유휴 메모리나 고집적메모리를 서버 내 DRAM과 통합하여 관리함으로써 가상머신에게 대용량 메모리 환경을 제공하는 2-계층 메모리 관리 기술임
본 이전기술은 가상머신 내의 응용 프로그램 및 운영체제 커널의 동작을 실시간으로 모니터링하여 성능에 민감한 데이터는 서버 내 DRAM에 위치시키고, 그 외 데이터는 원격노드의 유휴 메모리, 고성능 SSD 등에 위치시킴으로 DRAM 만을 포함하는 기존 시스템 대비 대용량 메모리를 제공하면서 그에 따른 성능 저하를 최소화하는 기술임
본 이전기술은 서로 다른 미디어를 활용해 2-계층 메모리를 구성하지만, 응용 및 커널 프로그램의 메모리 접근을 잘 관리하여 1-계층의 메모리에서 처리 되는 비중을 최대화시키고, 2-계층 메모리 사용시 사용자가 겪게 되는 응용 성능 변이를 최소화함
본 이전기술을 통한 2-계층 메모리 시스템을 사용하기 위해서 응용 프로그램과 운영체제 커널을 수정할 필요가 없으며, 본 이전 기술에 포함된 성능 모니터링을 통해 2-계층 메모리 사용으로 인한 성능의 영향을 확인하고 이에 대응할 수 있는 기능을 제공함
본 이전기술을 통한 2-계층 메모리 시스템은 원격 DRAM과 고성능SSD 등에 대한 접근을 보다 효과적으로 수행하기 위해서 데이터 이동 단위를 관리할 수 있고, 효율적인 데이터 접근을 수행하며, 대용량 메모리 가상머신을 생성함에 있어서 효율적인 2-계층 메모리 관리를 수행하고, 2-계층 메모리 기반 가상머신의 저장/복구의 기능을 제공함

- 최근 대용량 데이터 처리, 인-메모리 데이터베이스, 응용 및 웹 캐싱, 키-밸류 저장소, 유전체 분석, IoT 센서 데이터 처리 등 대용량 데이터로부터 의미 있는 데이터를 추출하기 위해서 많은 연구가 수행되고 있으나, 각 시스템 단위의 가용한 메모리 용량 한계 때문에, 데이터 분석을 다수의 노드로 분할하여 실행하거나 반복해서 실행해야 하는 비효율성이 있음
- 기존 컴퓨팅 노드에서 동작하는 응용프로그램이 사용할 수 있는 메모리는 노드 내에 물리적으로 설치되어 있는 DRAM에 한정되기 때문에, 다수의 노드에 유휴 DRAM이 있더라도 다른 노드에서 사용할 수 없기 때문에 전체 메모리 사용 효율이 떨어짐
- 기존의 DRAM 기반 컴퓨팅 시스템은 시스템에 장착 가능한 DRAM 용량이 한정되어 있으나, 응용의 메모리 요구량은 계속해서 증가하기 때문에 시스템의 사용 주기가 짧아지는 문제점이 있음
- 본 기술은 데이터센터 내 서버 등에서 기존의 1-계층 메모리 구조와 달리, RDMA 지원 연결망으로 연결된 노드의 유휴 DRAM이나 고성능 인터커넥트로 연결된 고성능 블록장치를 이용한 2-계층 메모리를 구성하여, 서버 내의 가용 메모리 크기를 동적으로 증가 혹은 감소시키고 이에 따른 성능을 모니터링/관리하는 2-계층 메모리 관리 시스템을 제공하는 것이 목적임
- 2-계층의 분리 메모리 시스템을 사용하는 가상머신의 저장/복구를 지원함으로써 클라우드 컴퓨팅 인프라에서 시스템 유지/보수 등에 대응하여 사용가능함

- 2-계층 메모리 관리 시스템 (1계층: 지역 DRAM, 2계층: 원격DRAM/고성능SSD) 지원
- 고속 주소공간 관리 기능을 통해 다수의 가상CPU가 원격 메모리 지원을 수행
- 지역 DRAM에 대한 관리를 통해서 성능-민감 데이터를 지역 DRAM에 위치 시킴으로 높은 성능 제공
- 대용량 메모리 가상머신 지원 및 서브블록 기반의 효율적인 2계층 메모리 접근 제공
- 원격 메모리 접근 모니터링 및 가상 운영체제 (Linux 기반)를 위한 Guest 도구 지원

단계 : 6 기술의 성숙도란?

- 대용량 클라우드 인스턴스: amazon, microsoft 등은 이미 20TB 이상의 메모리를 제공하는 가상머신 인스턴스 서비스를 제공하고 있음
- On-Premises: Intel, Western-Digital 등 고성능 SSD 제조사는 이미 메모리 확장 기능을 통합한 제품을 출시하기 시작하였음
- 대용량 인-메모리 데이터베이스: SAP Hana 등 최근 인-메모리 데이터베이스의 대형화는 대용량 메모리를 요구하고 있음
- 대용량 데이터 분석: Apache spark 기반 대용량 데이터 분석시 높은 비용효율성을 제공할 수 있으며, IoT 센서 데이터 분석 등에도 대용량 메모리가 사용됨
- 키-밸류 저장소: Redis, memcached와 같은 캐싱서비스의 대용량 서비스 제공 가능
- 스마트 계층 관리 시스템: 차세대 메모리 인터커넥트(예. CXL) 기반 차세대 메모리를 위한 스마트 메모리 관리 제공

A. 기술명 : 가변블록관리 기반 2-계층 (2-Tier) 메모리 시스템 기술 v2
1. 2-계층 메모리 관리기 기술 v2
. 관련특허: PR20170842KRa, PR20170610KRa, PR20170842US, PR20191085KR, PR20201049KR
. 지역 DRAM 관리
. 고속 주소 공간 관리 기능
. 2-계층 메모리 접근에 따른 성능 모니터링/관리 기능
. 2-계층 메모리 접근 모니터링/관리 기능
. 서브블록 기반 주소공간 최적 메터데이터 관리 기능
. 서브블록/가변블록관리 기반 2-계층 메모리 관리 기능
. 병렬 메모리 노드 커넥션 기반 가상 머신 생성 최적화 기능
. 가상 머신 메모리 최적화를 위한 가상 머신 도구 지원
. Host 운영체제 (CentOS 8.3/Stream) 지원
. 저지연 원격 메모리 적재 / 고성능 원격 메모리 저장 기능 기원
2. 가상머신 주소공간 관리기 기술 v2
. 가상머신 2-계층 메모리 접근 관리 기능
. 원격 메모리(DRAM) 접근 제어 기능
. 고성능 SSD (HPSSD) 접근 제어 기능
. 2-계층 메모리 활용 가상머신 저장 및 복구 기능
. 패키지 관리 편이 기능 지원 (관련 모듈 포함 및 쉬운 설치 도구 지원)
3. 원격 메모리 관리기 기술 v2
. 메모리 노드로부터의 메모리 할당 및 원격 메모리 접근 기능 지원
. 동일 노드 내 멀티 원격 메모리 관리기 관리 기능
A. 기술명 : 가변블록관리 기반 2-계층 메모리 시스템 기술 v2
- 핵심 기술 특허 실시권
- 2-계층 메모리 관리기 2.0 소스 코드
- 가상머신 주소공간 관리기 기술 2.0 소스 코드
- 원격 메모리 관리기 2.0 소스 코드
- 기술 관련 설계서, 요구사항정의서 및 시험문서

비독점적 통상실시권 계약체결일로부터 5 년간 ※ 착수기본료(단위:천원)

구분	중소기업	중견기업	대기업
착수기본료	140,000	280,000	280,000
매출정률사용료(%)	1.25	3.75	5

1 개월 / 1,500 천원정(부가세 별도) 본 기술은 선행기술(기술이전계획번호 1210-2020-01415, 가변블록관리 기반 2-계층 메모리 시스템 기술 v1)을 이전받은 기업이 기술이전하는 경우의 금액임
* 일반기업이 선행기술은 받지 않고 본 기술을 기술이전할 경우 착수기본료를 중소기업 240,000천원, 중견기업 480,000천원, 대기업 480,000천원으로 함(이 경우 중소기업의 매출정률사용료는 1.75%를 적용함)
* 공동연구 참여기업은 50%를 감면 적용(이 경우 중소기업의 매출정률사용료는 1.75%를 적용함)

기술개발 발표당시	데이터중심컴퓨팅시스템연구실 김강호 (042-860-6226, khk@etri.re.kr)
현재	초성능컴퓨팅연구본부 김강호 (042-860-6226, khk@etri.re.kr)

기술이전실 서교웅 (042-860-4981, kwseo@etri.re.kr)