▲ 원유집 교수 <사진제공 = 한양대학교>

원유집 한양대 컴퓨터공학부 교수 연구팀이 추가 하드웨어 탑재 없이 ‘소프트웨어(SW)의 최적화’만으로 안드로이드 스마트폰의 속도를 20배 향상시키고, 스마트폰 스토리지 수명을 40%이상 연장시키는 기술개발에 성공했다고, 한양대가 8일 밝혔다.

원 교수팀이 개발한 WALDIO(Write Ahead Logging Direct IO)기술은 SQLite의 성능을 획기적으로 향상시켜 국내외 연구자들의 주목을 받고 있다. 원 교수팀의 기술을 적용하면 하드웨어의 변경 없이 소프트웨어 최적화만으로 기존 스마트 폰의 속도와 수명이 크게 증가할 것으로 기대된다. 이번 연구는 산업통상자원부의 지원으로 2년간의 연구 끝에 개발됐다.

SQLite는 중소규모의 데이터베이스 관리 시스템으로 다른 데이터베이스와는 달리 응용프로그램에 탑재하여 라이브러리 같이 사용하는 오픈소스 데이터베이스이다. 구글 안드로이드 운영체제에 기본으로 탑재되어 있으며, 안드로이드와 iOS 등의 많은 응용프로그램에서 널리 사용되고 있다.

스마트폰은 오래 사용하면 느려진다. 약정 만기까지 아직 많이 남아있는데, 사용이 어려울 정도로 폰이 느려져 낭패인 경우도 있다. 원인은 플래시 메모리다. 노후화 된 스마트폰일수록 플래시 메모리에 데이터를 기록하는 시간이 길어진다.

스마트폰 저장장치로 쓰이는 플래시 메모리는 종이와 비슷하다. 새로운 내용을 쓰기 위해서는 지우개로 먼저 쓴 내용을 지워야 한다. 쓰기/지우기를 계속 반복하면 종이가 헤진다. 쓰는 것도 조심스러워지고, 지우는 시간도 조금씩 길어진다. 마지막에는 더 이상 쓸 수 없게 된다. 플래시 메모리도 마찬가지다. 때문에, 스마트폰을 오래 사용하게 되면 속도가 느려지는 것이다.

우리가 사용하는 스마트폰은 매일 노래 1000곡 분량의 데이터를 자동으로 기록하고 있다. 사용을 하지 않아도 그렇다. 엄청난 양이다. 비효율적으로 설계된 스마트폰 SW와 어플리케이션 때문이다.

이번에 원 교수팀은 스마트폰에 기록되는 데이터의 양을 획기적으로 줄이는 기술을 개발해 스마트폰의 성능과 수명을 대폭 개선시켰다. 스마트폰상에서 운영체제와 데이터베이스간의 중복동작이 엄청난 양의 불필요한 데이터를 발생시킨다는 사실에 착안해 직접쓰기(Direct IO)기법을 이용해 불필요한 파일시스템 저널링 회피 기술 개발에 성공했다.

이를 통해 기존 스마트폰에서 입/출력(I/O) 성능이 저하되는 문제를 해결했다고 밝혔다.

이번에 개발된 WALDIO기술은 일반 스마트폰에서 가장 많이 사용하는 PERSIST모드와 비교했을 때 속도가 약 14배 향상됐으며, 특히 배터리 일체형 스마트 폰에서는 속도가 20배 향상됐다.

PERSIST 모드는 SQLite에서 지원하는 6가지 저널모드 중에 가장 일반적으로 쓰이는 모드이다. 데이터베이스의 안정성을 위한 롤백에 사용하는 저널 파일을 매번 생성, 삭제하는 비용을 줄여 롤백 저널 모드 중 가장 빠른 성능을 보인다.

또한 이번 연구로 전체 스마트폰의 약 31% 가량을 차지하는 SQLite의 입·출력(I/O)양이 1/11 수준으로 줄어드는 것으로 나타나 eMMC수명이 약39% 이상 연장될 것으로 보인다.

eMMC는 낸드 플래시 메모리와 플래시 메모리 컨트롤러가 패키지로 통합된 저장장치이다. 빠른 입/출력 속도를 지원하기 때문에 모바일 기기에 많이 사용되지만 낸드 플래시 저장장치의 특성상 쓰기/지우기 횟수에 제한이 있어 사용 수명에 한계가 있다.

원 교수팀의 혁신적인 연구개발 결과는 스마트폰 시대인 전 세계의 모바일 기기 및 컴퓨터 시스템 시장에 상당한 파장을 불러일으킬 것으로 기대된다. 해당 연구결과는 오는 7월 9일 미국 산타클라라에서 개최되는 SW분야 최고의 학술대회인 유제닉스 연례기술회의(Annual Technical Conference)에서 발표될 예정이며 원 교수팀은 2년 전 해당 학술대회에서 최우수 논문상을 수상한 바 있다.