본 논문은 극소 원자블록(ultra small atomic block)에 공간예측(spatial prediction)을 적용하여 프랙탈(fractal) 영상압축의 압축시간을 획기적으로 향상시키고 화질/압축률을 향상시키는 방법을 제안한다. 본 방법은 치역(range block)의 크기가 아주 작으면 아주 적은 탐색범위 내에서 변환계수(transformation parameter)들의 값을 극히 제한하더라도 유사한 정의역(domain block)을 쉽게 찾을 수 있고 변환계수들이 좋은 상호관계를 유지함을 이용하여 변환계수 예측으로 화질/압축률을 향상시킨다. 특히, 본 방법은 탐색범위를 극히 제한하기 때문에 기존의 프랙탈 압축방법들 보다 압축시간을 획기적으로 향상시킨다.

본 논문에서는 최근에 발표된 스트림 인증 기법중 하나인 PCC 기법 [1]온 정보 분산 알고리즘을 이용하여 개선한 방법을 제시한다. PCC 기법에서는 수신된 스트림 데이타의 검증이 패킷의 그룹 단위로 수행되는데 이때 관련된 서명 패킷이 수신되어야만 그룹에 속한 패킷들이 검증된 수 있다는 약점을 갖는다. 본 논문에서는 PCC 기법의 서명 패킷에 정보 분산 알고리즘을 적용하여 생성되는 단편들을 그룹에 속한 전체 패킷들에 포함시켜 전송하며, 수신자가 이중 정해진 수 이상의 패킷을 수신했을 경우 서명패킷의 복원이 가능하도록 함으로써 원기법의 문제점을 해결했다. 뿐만 아니라 시뮬레이션 결과의 분석에 의하면 제안 기법은 관련 최신 기법인 SAIDA [2]보다 검증 확률이 높고, 구현 프로그램의 수행 시간을 측정한 결과 계산 시간 면에서 더 나은 성능을 보였다.

전형적인 클라이언트-서버 컴퓨팅 모델에서 네트워크 서버 시스템들은 과중한 양의 계산과 통신 작업을 수행해야 한다 하지만 현재 네트워크 서버 시스템에서 사용되는 통신규약 스택의 구조는 크게 세가지 성능상의 병목을 가지고 있다. 호스트 시스템의 통신규약 스택의 처리, 시스템 호출 처리, 그리고 네트워크 인터럽트 처리에 따른 성능상의 병목을 개선하기 위해서 본 논문에서는 네트워크 인터페이스 카드에 기반한 호스트 독립적인 네트워크 시스템을 설계하고 성능을 평가한다. 첫째, 통신규약 스택 처리를 호스트에서 네트워크 인터페이스 카드로 분산시킴으로써 호스트 시스템의 통신규약 스택 처리에 따른 계산량을 줄인다 둘째, 이렇게 분산된 통신규약 스택과 사용자 수준의 라이브러리를 사용해 통신함으로써 통신규약 스택에 접근하기 위한 시스템 호출 비용을 제거한다. 셋째, 네트워크 인터페이스 카드에서 패킷이 아닌 세그먼트 단위로 인터럽트를 생성함으로써 호스트의 네트워크 인터럽트 처리 비용을 줄인다 실험결과 제안하는 네트워크 시스템을 사용할 경우 호스트의 통신규약 스택을 위한 계산량을 68-71% 감소시킴을 보인다. 이러한 특성으로 인해서 제안하는 시스템을 활용하면 호스트에 계산 및 통신 요구가 높은 경우에 통신 응답시간을 11-83% 가량 단축시킬 수 있음을 보인다.

PC 클러스터 상에서 기존의 TCP/IP와 같은 통신 프로토콜의 높은 소프트웨어 오버헤드를 제거하기 위한 노력으로 산업계 표준으로 Virtual Interface Architecture(VIA)가 제안되었다. VIA가 제공하는 통신 방식중, Remote Direct Memory Access(RDMA) 방식은 커널과 리모트 노드의 개입 없이 통신을 가능하게 함으로써 PC 클러스터 시스템에 효율적인 통신 방법을 제공한다. 본 논문에서는 VIA 기반 RDMA 메커니즘을 하드웨어로 구현하였다. 일반적인 송수신방식과 비교하여 본 논문에서 구현한 RDMA 메커니즘은 커널의 개입 없이 무복사 통신을 가능하게 하며, 또한 리모트 노드의 CPU의 사용 없이 통신을 수행할 수 있다. 실험결과, RDMA를 하드웨어 VIA 기반 네트워크 어댑터상에 구현함으로써 최소 12.5${\mu}\textrm{s}$의 지연시간, 최대 95.5MB/s의 대역폭을 얻을 수 있었다. 결과적으로 본 논문에서 구현한 VIA 기반 RDAM 메커니즘은 PC 클러스터 시스템에 효율적인 통신 방법을 제공한다.

Chordal Ring 구조의 CC-NUMA 시스템은 그 구조적 특징 때문에 지역 노드와 원격 노드사이의 트랜잭션 전송을 위해 지나가는 링크의 수가 많게 된다. 그러나, 이러한 트랜잭션이 코달 링보다 링 링크로 몰리는 경향은 링 링크의 트래픽 증가와 응답 지연 시간의 증가를 유발하게 되면서 Chordal Ring 구조의 CC-NUMA 시스템의 성능을 하락시킨다. 이러한 문제론 극복하기 위해서 본 논문에서는 원격 캐쉬를 교체할 경우에 지역 노드와 원격 노드사이에 데이타 전송을 위하여 지나가는 총 링크 수와 링 링크의 수를 고려한 새로운 원격 캐쉬 교체 정책을 제안한다. 본 논문에서 제안하는 원격 캐쉬 교체 정책은 Chordal Ring 구조의 CC-NUMA 시스템의 특징을 반영하였기 때문에 링크간의 데이타를 적절히 분산시킬 수 있는 정책이라 사료된다.

멀티미디어 응용 프로그램은 방대한 양의 데이타를 실시간으로 고속 처리해야 한다. 적재/저장과 같은 메모리 참조 명령어는 프로세서의 고속 수행을 방해하는 주요인이다. 메모리 참조 속도를 향상시키기 위하여, 다음에 참조될 것으로 예상되는 데이타를 미리 캐시로 인출함으로써, 캐시 미스율과 전체 수행시간을 감소시키는 캐시 선인출 방법이 활용되고 있다. 본 연구에서는 기존의 참조예측표(RPT: Reference Prediction Table)를 사용하는 방법을 개선한 데이타 캐시 선인출 방법을 제시한다. 동일한 명령어가 참조하는 데이타의 주소간격을 계산할 때 캐시의 라인크기 단위의 주소간격을 사용하고, 규칙적인 주소간격에 불규칙한 간격이 하나 포함하더라도 선인출 효과를 유지할 수 있도록 선인출 알고리즘을 개선하였다. 일반적으로 많이 사용되는 멀티미디어 프로그램에 대하여 실험한 결과, 기존의 RPT 방식에 비하여 버스 사용량은 약 0.03% 증가한 반면에 캐시 미스율은 평균적으로 29% 정도 향상되었다.