저희 연구실의 연구 주제 중 하나인 “GAZE: Rearchitecting Log-Structured Filesystem for Garbage Collection on Zoned Namespace Flash Storage” 논문이 ACM SOSP 2026에 선정되었습니다.GAZE는 Zoned Namespace 플래시 저장장치에서 파일시스템 가비지 컬렉션(GC)의 성능을 개선하기 위한 시스템입니다. 기존 로그구조 파일시스템은 수백 KB에서 수 MB 규모의 저장공간 회수를 전제로 설계되어 왔지만, Zoned Namespace 저장장치에서는 수 GB 규모의 영역을 한 번에 회수해야 합니다. 이로 인해 GC 수행 시간이 길어지고 심각한 tail latency가 발생할 수 있습니다.본 연구는 Zone 규모의 GC에서 저장장치 I/O보다 파일시스템 상태 관리와 메모리 관리 등 CPU 오버헤드가 지연시간을 지배함을 확인하였습니다. 또한 기존 규모에서는 합리적이었던 세 가지 설계가 Zone 규모에서는 주요 병목으로 작용함을 발견하였습니다. 첫째, GC를 단일 스레드로 수행하는 구조입니다. 둘째, 이동 대상 데이터를 페이지 캐시 중심으로 관리하고 커널의 범용 메모리 관리 기능을 사용하는 구조입니다. 셋째, GC 중 모든 종류의 쓰기를 일괄적으로 차단하는 구조입니다. 특히 이러한 blocking 정책은 in-place-update 파일시스템의 binary block state model에서 계승된 것으로, ternary block state model을 사용하는 로그구조 파일시스템에서는 모든 쓰기를 차단할 필요가 없음을 발견하였습니다.GAZE는 이러한 문제를 해결하기 위해 세 가지 기법을 제안합니다. 첫째, GC의 여러 작업 단계를 파이프라인화하여 CPU 작업과 I/O를 병렬로 수행합니다. 둘째, GC에 필요한 물리 페이지를 미리 할당하고 단순한 배열 구조로 관리하여 페이지 캐시와 메모리 관리에서 발생하는 오버헤드를 줄입니다. 셋째, 로그구조 파일시스템의 ternary block state model에 맞게 write admission policy를 재설계하여 GC 수행 중에도 buffered write를 처리할 수 있도록 합니다.그 결과, GAZE는 기존 F2FS 대비 GC 수행 시간을 약 1/3로 줄이고, 처리량을 최대 3배 향상시켰습니다.
저자 김주원 박사의 소감입니다.“논문이 게재될 수 있도록 지도해주신 교수님과 환석, 승원에게 감사드립니다. 혼자서 작업하다보면 시야가 좁아지고 독자 입장에서 생각하기 어려워집니다. 교수님과 팀원들이 피드백을 주고 논문 방향을 잡는데 많은 도움을 줬습니다. 논문 마감이 가까울때 다같이 실험, 그림도 도와줘서 논문의 완성도를 높일 수 있었습니다. 다시 한번 감사의 말씀 드립니다.이전에 연구를 하며 들었던 의문을 해소해보고자 시작한 연구였는데, 좋은 성과가 있어서 기쁩니다. 무엇보다 이번 프로젝트를 하며 한번 더 성장할 수 있었던 것 같아 뿌듯합니다. 앞으로도 좋은 성과를 낼 수 있도록 노력하겠습니다. 감사드립니다. ”sosp ‘26은 2026년 9월 29 – 10월 2일 체코 프라하에서 개최됩니다.