HPC Lab) 입출력 시스템 & 디스크 관리

I/O Mechanisms

 

Processor controlled memory access

Pooling

Processor 가 주기적으로 I/O 장치의 상태 확인

장점 = simple , I/O 장치가 빠르고 , 데이터 전송이 잦은 경우 효율적

단점 = Processor 의 부담이 크다 , Pooling overhead (I/O device 가 느린 경우)

 

Interrupt

I/O 장치가 작업을 완료한 후 , 자신의 상태를 Processor 에게 전달

Interrupt 발생 시 , Processor 는 데이터 전송 수행

장점 = pooling 대비 low overhead , 불규칙적인 요청 처리에 적합

단점  = Interrupt handling overhead

 

2가지 방법다 Process overhead 가 크다. 

 

Direct Memory Access

I/O 장치와 Memory 사이의 데이터 전송을 Processor 개입 없이 수행

Spooling = 한 I/O 장치에 여러 프로그램이 요청을 보낼시 출력이 섞이지 않도록 하는 기법, 프린터기 에서 사용된다.

 

Disk Scheduling

Disk access 요청들의 처리순서를 결정 

FCFS (First Come First Service) ,  SSTF (Shortest Seek Time Frist) ,

Scan = 현재 head 의 진행 방향에서 , head와 가장 가까운 요청 먼저 처리

C-Scan (Circular scan) = head가 미리 정해진 방향으로 만 이동 , Scan 대비 균등한 기회를 제공한다.

Look Scheduling = Scan 에서 현재 지행 방햐에 요청이 없으면 방향을 전환 

SLTF (Shortest Latency Time First) = Fixed head disk  시스템에 사용 , 각 track 마다 head를 가진 disk. 

각 sector 마다 queue가 존재한다. 여기서 sector의 범위가 피자조각 처럼 크다 모든 track에 head가 존재하기 때문이다. queue 에 쌓여있는것들을 다 처리한후에 디스크가 돌아간다.

SPTF (Shortest Positioning Time First) 

Positioning Time = Seek Time + Rotational Delay 가 가장 적은 요청을 처리한다.

 

RAID Architecture

Redudant Array of Inexpensive Disks , 여러개의 물리 disk를 하나의 논리 disk로 사용

RAID 0 = 하나의 데이터를 논리적인 block으로 나누어 각 disk에 저장한다. disk 들 중 하나가 고장나면 데이터 손실이 발생하고 항상 performance가 좋은것은 아니다 특정 disk에 필요한 데이터 블럭들이 다 존재할 수 있음으로

RAID 1 = 동일한  mirroring disk에 중복저장

RAID 3 = RAID 0 + parity disk = 한 디스크에 장애 발생시 , parity 정보를 이용하여 복구 

RAID 4 = RAID 3 와 유사하지만 block 단위로 분산 저장을 한다. 

RAID 5 

패러티 비트가 다 분산이 되어있다. 가장 많이 쓰이는 RAID