• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제18권11호
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• pp.1-12
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• 2013

멀티코어 프로세서에서 라스트 레벨 캐쉬는 코어와 메모리의 속도 차이를 줄여주는 역할을 하는 중요한 하드웨어 자원이다. 때문에 라스트 레벨 캐쉬의 효율적인 관리는 프로세서의 성능에 큰 영향을 미친다. 라스트 레벨 캐쉬를 구성하는 공유/비공유 캐쉬는 코어들이 공유하는 데이터와 각 코어의 독립된 데이터를 각각 적재한다. 최근 많은 연구를 통해 라스트 레벨 캐쉬 관리기법이 연구되었지만 주로 공유 캐쉬에 대한 연구만 이뤄지고 있으며 라스트 레벨 캐쉬의 비공유 캐쉬에 대한 연구는 아직 미약하다. 라스트 레벨 캐쉬의 비공유 캐쉬는 각 코어에 동일한 영역이 할당되기 때문에 코어별 작업량이 다를 경우 캐쉬 관리가 효과적이지 않다. 본 논문에서는 라스트 레벨 캐쉬 중 비공유 캐쉬의 효율적인 관리를 위해 코어 인지 캐쉬 교체 기법을 제안한다. 제안된 코어 인지 캐쉬 교체 기법은 비공유 캐쉬를 동적으로 재구성함으로써, 라스트 레벨 캐쉬의 적중률을 향상시킨다. 또한, 우리는 캐쉬 교체 기법의 성능 향상을 위해 2비트 포화 카운터를 적용하였다. 실험 결과 기존의 교체 기법과 비교하여 9.23%의 적중률 향상과 12.85%의 라스트 레벨 캐쉬 접근 시간 감소의 효과가 있었다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2000년도 봄 학술발표논문집 Vol.27 No.1 (A)
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• pp.639-641
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• 2000

캐쉬를 사용하는 분산 공유 메모리 시스템에서는 캐쉬들 사이의 일관성 유지를 위한 지연 시간이 성능에 큰 영향을 미친다. 최근에는 각 공유 메모리의 일반적인 접근 패턴을 학습하여 일관성 유지의 예측적 수행을 가능하게 하는 메모리 공유 패턴 예측기가 연구되고 있다. 기존의 메모리 공유 패턴 예측기는 패턴 정보를 저장하기 위해서 모든 메모리 블락마다 예측 테이블들을 할당하지만 실제로 성능 향상에 도움을 주는 테이블들은 소수에 불과하다. 본 논문에서는 적은 양의 패턴 저장 공간을 사용하면서 기존의 예측기와 유사한 성능을 낼 수 있는 캐쉬 구조의 메모리 공유 패턴 예측기를 제안한다, 제안된 예측기에서는 좋은 성능을 내는 예측 테이블들을 선택적으로 저장하게 하는 효율적인 테이블 교체 기법이 요구된다. 본 논문에서는 LRU 교체 기법을 캐쉬 구조의 예측기에 적용시켰을 때의 문제점을 분석하고 제안된 예측기의 특성에 적합한 테이블 교체 기법을 제안한다.

• 한국정보시스템학회:학술대회논문집
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• 한국정보시스템학회 1998년도 추계학술대회논문집21세기를 위한정보기술의 발전방향
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• pp.137-144
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• 1998

데이터베이스 공유 시스템에서는 동일한 페이지가 여러 처리노드에 의해 동시에 캐싱 될 수 있으므로, 각 처리노드가 항상 최신의 내용을 참조하기 위해서는 캐싱 된 데이 터의 일관성이 유지되어야 한다. 본 논문에서는 로킹 오버헤드를 줄이기 위해 주사본 권한 을 이용하여 데이터베이스를 논리적으로 분할한 데이터베이스 공유 시스템 환경에서 필요한 캐쉬 일관성 기법들을 제안한다. 제안한 기법들인 DPCA_P와 DPCA_U는 PCA를 동적으로 할당하여 캐쉬 일관성을 위해 소요되는 메시지 전송량과 디스크 입출력 오버헤드를 줄임으 로써 성능을 향상시키며, 데이터베이스 부하가 동적으로 변하는 경우에도 효율적으로 동작 한다는 장점을 갖는다.

• ETRI Journal
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• 제10권3호
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• pp.92-100
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• 1988

다중프로세서의 캐쉬 메모리 구현에서 가장 중요한 부분은 데이터의 동일성을 유지하는 방법이다. 그러나 프로세서-메모리 연결 방법(interconnection network)과 프로세서의 수에 따라 동일성 유지는 다양한 형태로 구현된다. 또한 그것은 시스팀의 성능과 구현의 난이도에 중대한 영향을 주므로 시스팀의 여러 면을 고려하여 형태가 정해진다. 본 논문은 공유 버스를 갖는 밀결합 다중프로세서의 캐쉬메모리의 구현에 관한 것이다. 이미 여러 다중프로세서에서 캐쉬메모리가 개발된 예가 있지만 한국전자통신연구소에서 개발중인 행정전산망 주전산기에 사용될 캐쉬 메모리는 Illinosis 캐쉬 코히어런스 프로토콜과 copy-back 방법을 사용하는 특징을 갖는다. 캐쉬 메모리의 설계 목표를 공유 버스에 최대 20개의 MC68030를 연결할 수 있는 다중 프로세서에서 프로세서수가 증가함에 따라 버스 사용량이 급증하는 현상을 막고 각 프로세서의 메모리 요구를 고속으로 처리해 줌으로써 프로세서의 처리 능력을 최대한 살리는데 두었다.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제31권12호
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• pp.716-725
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• 2004

고성능 PC 클러스터 시스템을 구축하기 위해서는 네트워크 접근 시간을 최소화하는 것이 중요하다. SCI 기반 PC 클러스터 시스템에서는 각 노드에 네트워크 캐쉬를 유지함으로써 네트워크 접근 시간을 줄이는 것이 가능하다. 본 논문에서는 공유 메모리를 PCI 버스상에 위치시킴으로써 네트워크 캐쉬지원을 가능하게 하였으며, 이에 기반한 Network Cache Coherenet NUMA(NCC-NUMA) 시스템을 제안하고, 핵심 모듈인 NCC-NUMA 카드를 개발하였다. NCC-NUMA 카드는 각 노드의 PCI 슬롯(slot)에 plug-in되는 형태이며, 공유메모리, 네트워크 캐쉬, 공유메모리 제어 모듈 및 네트워크 제어 모듈을 포함한다. 공유메모리와 네트워크 캐쉬 사이의 일관성은 IEEE SCI 표준에 의해 유지된다. NCC-NUMA 시스템의 성능 측정을 위해 SPLASH-2 벤치마크를 수행하였으며, NCC-NUMA 시스템이 네트워크 캐쉬를 활용하지 않는 NUMA 기반 클러스터 시스템에 비해서 최대 56%의 성능향상을 보임을 알 수 있었다.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제28권4호
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• pp.188-195
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• 2001

본 논문에서는 PC 클러스터 기반 CC-NUMA 시스템을 제안하고, 시뮬레이션을 통하여 성능을 분석하였다. PC 클러스터 기반 CC-NUMA 시스템은 PC의 PCI slot에 CC-NUMA 카드를 장착함으로써 구현되며 공유메모리, 네트워크 캐쉬, 네트워크 제어 모듈을 포함한다. CC-NUMA 시스템은 PCI 버스상에 존재하는 메모리를 공유대상으로 하며, 공유메모리와 네트워크 캐쉬사이의 일관성은 IEEE SCI 표준에 의해 유지된다. CC-NUMA 시스템을 시뮬레이션 하기 위해 실행주도 시뮬레이터인 Limes를 수정하여 사용하였으며, 캐쉬 일관성 유지 알고리즘으로 SCI의 typical set을 구현하였다. 또한 기존 시스템과의 비교를 위해서 네트워크 캐쉬를 활용하지 않는 Dolphin사의 PCI-SCI 카드에 기반한 NUMA 시스템을 시뮬레이션 하였다. CC-NUMA 시스템의 성능을 측정하기 위하여 다양한 실험을 수행하였으며, 실험결과 CC-NUMA 시스템이 NUMA 시스템에 비해서 성능향상이 우수함을 알 수 있었다. 또한, CC-NUMA 시스템이 최적의 성능을 발휘하는 파라미터의 값을 도출하였으며, 이를 CC-NUMA 시스템의 실제 구현에 반영하였다.

• 한국콘텐츠학회:학술대회논문집
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• 한국콘텐츠학회 2003년도 추계종합학술대회 논문집
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• pp.234-244
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• 2003

분산 파일시스템 환경에서는 디스크 접근 비용을 줄이기 위해 각 노드에 캐쉬된 데이터를 서로 공유하는 협력캐쉬 기법이 사용된다. 협력캐쉬 기법은 분산되어있는 시스템들의 캐쉬정보를 서로 공유하여 가상으로 더 큰 캐쉬를 형성함으로써 캐쉬 히트율을 높이고 디스크 접근을 줄이는 방법이다. 기존에 제안된 협력캐쉬 기법들은 캐쉬에 대한 근사정보를 이용하여 메시지 비용을 줄이고, 로컬캐쉬영역과 글로벌 캐쉬영역을 가변적으로 사용하여 캐쉬히트율을 높이고 있다. 또한 캐시교체시 교체된 블록을 비활동적인 노드로 보내어 계속 캐쉬에 유지하도록 하여 글로벌 캐시히트율을 높이는 장점을 갖는다. 그러나 잘못된 근사정보가 성능을 저하시킬 수 있으며 일관성 유지를 위한 메시지교환 비용이 많이 든다는 단점을 갖고 있다. 또한 비활동적인 노드를 선정하기 위해 사용되는 각 노드의 에이지정보 관리비용이 많이드는 단점을 갖고 있다. 본 논문에서는 정확한 캐쉬정보를 유지하며 일관성 유지비용과 캐시에이지정보 관리비용을 최소화시키는 협력캐쉬 알고리즘을 제안한다. 그리고 성능평가를 통해 기존의 협력캐쉬 기법과 비교하여 제안하는 알고리즘의 우수성을 보인다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2000년도 가을 학술발표논문집 Vol.27 No.2 (1)
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• pp.305-307
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• 2000

이 논문은 OGC에서 제안하는 3계층 구조의 웹 매핑 테스트베드(Web Mapping Testbed) 환경에서 각 계층간의 통신량과 데이터 변화량으로 인한 속도 저하 문제를 해결하고자 한다. 이를 위해, 다수의 클라이언트가 일정 시간 내에 공통으로 접근하는 지도 영역에 대한 미들웨어 컴포넌트들의 중복된 작업 수를 줄이기 위해 맵 서버 컴포넌트들 간에 공유 캐쉬를 사용하는 구조를 설계 및 구현한다. 이 논문에서 제시하는 미들웨어의 캐쉬 구조는 전체 데이터 세트의 영역을 일정 간격의 그리드 셀로 나누어 관리함으로써 캐쉬 단위의 관리 비용을 줄이고 캐쉬를 효율적으로 사용한다. 또한, 기존의 교체 전략 기법을 접목하여, 다수의 클라이언트의 관심 대상인 영역을 중심으로 캐쉬를 유지하기 위해 접근 빈도수와 최근 사용 시간을 고려한 교체 전략을 사용한다.

• ETRI Journal
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• 제10권3호
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• pp.83-91
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• 1988

본 논문에서는 pended 프로토콜에 기반을 둔 단일 시스팀 버스와 공유 메모리를 중심으로 구성된 다중프로세서 컴퓨터시스팀의 성능을 해석하였다. 캐쉬 메모리 적중률, 시스팀 내의 프로세서 수, 메모리 모듈의 수와 입력 큐의 유무를 변수로 하여 시스팀 버스와 프로세서의 이용률, 메모리 충돌 현상의 정도, 즉 제안된 시스팀 구조에 대한 하드웨어 측면에서의 성능을 시뮬레이션을 통해 예측 분석하였다. 공유 메모리를 갖는 다중프로세서의 주요한 시스팀 성능 요소는 캐쉬 메모리의 적중률과 효과적인 공유 메모리 갱신 알고리즘, 시스팀 버스의 효율적인 다중프로세서 지원 기능 등이며 캐쉬 메모리 적중률이 프로세서 수의 증가에 따른 시스팀 성능의 선형적인 증가와 밀접한 관계를 나타내었다.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제29권1호
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• pp.35-41
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• 2002

고성능 PC 클러스터 시스템을 구축하기 위해서는 네트워크 접근시간을 최소화하는 것이 중 요하다. SCI 기반 PC 클러스터 시스템에서는 각 노드에 네트워크 캐쉬를 유지함으로써 네트워크 접근 시 간을 줄이는 것이 가능하다. 본 논문에서는 SCI 기반 PC 클러스터 시스템을 위해서 네트워크 캐쉬를 활용하는 CC-NUMA 카드를 제안한다. CC-NUMA 카드는 각 노드의 PCI 슬롯(slot)에 plug-in 되는 형태이며 공유메모리 네트워크 캐쉬 네트워크 제어 모듈을 포함한다. 네트워크 캐쉬는 클러스터 노드의 PCI 버스상에서 존재하는 공유메모리를 캐쉬하여 공유메모리와 네트워크 캐쉬 사이의 일관성은 IEEC SCI 표준 에 의해 유지된다. 본 연구에서는 SCI 기반 PC 클러스터 시스템의 성능을 측정하기 위하여 CC-NUMA 프로토타입 카드를 개발하였으며, 이를 기반으로 하여 클러스터 시스템을 구축하였다. 실험결과. CC- NUMA 카드를 장착한 클러스터 시스템이 네트워크 캐쉬를 활용하지 않는 NUMA 기반 클러스터 시스템 에 비해서 우수한 성능을 보임을 알 수 있었다.