• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제33권9호
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• pp.634-641
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• 2006

플래시 메모리는 비휘발성이며 빠른 I/O 처리 속도와 같은 많은 장점들이 있으나, in-placeupdate가 불가능하고 읽기/쓰기/지우기 작업의 속도가 다르다는 단점을 지니고 있다. 버퍼 캐시를 통해 플래시 메모리 기반 저장장치의 성능을 향상시키기 위해서는 수행 속도가 느림은 물론 지우기 작업의 수행 횟수에 직접적인 영향을 끼치는 쓰기 작업의 횟수를 줄이는 알고리즘이 필요하다. 본 논문에서는 기존의 LRU 버퍼교체 정책에 not-cold-dirty-page에 대한 교체를 지연하는 알고리즘을 적용한 새로운 버퍼교체 정책(LRU-Dirty Page Later-Cold Detection, 이하 LRU-DPL-CD)을 제시하고 성능을 분석한다. 트레이스 기반 시뮬레이션 실험에서 LRU-DPL-CD는 버퍼 적중률의 큰 감소 없이 쓰기 작업과 지우기 작업의 횟수를 감소시켰으며, 그 결과 전체 플래시 메모리의 I/O 수행속도가 증가하는 결과를 보였다.

• 한국컴퓨터정보학회:학술대회논문집
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• 한국컴퓨터정보학회 2016년도 제53차 동계학술대회논문집 24권1호
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• pp.11-12
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• 2016

플래시 메모리의 수요가 증가하면서, 플래시 메모리를 기반으로 한 SSD는 빠른 I/O 속도를 보이며 충격에 강하고, 저전력과 비휘발성인 특징을 가지고 있다. 하지만 플레시 메모리는 지우기와 쓰기 성능이 읽기 작업에 비해 현저히 느리다는 단점이 있다. 본 논문에서는 버퍼에서 각 논리 페이지가 hot 또는 cold 인지를 정확히 예측할 수 있는 PSO 기반의 버퍼 관리 모델을 제안한다. 이러한 모델을 통하여 기존 모델에서의 기법보다 읽기 및 쓰기 적중 횟수와 적중률이 향상되는 것을 증명하였다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제18권2호
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• pp.1-8
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• 2013

본 논문에서는 4Ghz의 빠른 클럭 속도의 CPU에 적합한 고성능 L1 캐시 메모리 구조를 제안한다. 제안된 캐시 메모리는 빠른 접근 시간을 위한 직접사상 캐시와 시간적 지역성을 고려한 2-way 연관사상 버퍼 그리고 버퍼 선택 테이블로 구성된다. 빠른 접근 시간을 보장하는 직접사상 캐시는 가장 최근 접근한 데이터를 저장하게 된다. 만약에 직접사상 캐쉬로부터 추출되는 데이터가 다시 참조되어질 높은 확률을 가지는 데이터이면 그 데이터들은 2-웨이 연관사상 버퍼로 선택적으로 저장되어 진다. 그리고 고성능과 저전력의 효과를 높이기 위하여 2-웨이 연관사상 버퍼중 하나의 웨이만 선택적으로 먼저 접근되어지며, 이러한 동작은 버퍼 선택 테이블에 의해 선택된다. 시뮬레이션 결과에 따르면, 에너지 소비와 평균 메모리 접근 시간을 고려한 에너지$^*$지연시간에서 두배 이상의 크기를 가지는 직접사상 캐시, 4-웨이 연관사상 캐시 그리고 희생 캐시에 비해 각각 45%, 70% 그리고 75%의 성능향상을 이루었다.

• 한국정보과학회논문지:데이타베이스
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• 제37권6호
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• pp.308-314
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• 2010

최근 들어, 플래시메모리의 가격이 지속적으로 낮춰지고, 플래시메모리 기반 SSD 컨트롤러 기술이 급격하게 발전하면서 중저가의 고성능 플래시 SSD가 시장에 널리 보급되고 있다. 하지만, 데이터베이스 분야에서 가격 동의 이유로 당분간 플래시 SSD가 하드디스크를 완전히 대체하기는 쉽지 않을 것이다. 대신 플래시 SSD의 빠른 성능을 캐시 용도로 활용하는 접근법이 현실적이고, 실제로 하드디스크와 플래시메모리를 하이브리드 형태로 사용하는 접근법들이 제시되었다. 본 논문에서는 기존의 접근법들과는 달리, 플래시 SSD를 데이터베이스의 버퍼에서 밀려나는 페이지들을 순차적으로 저장하고, 재 참조될 때 하드디스크 대신 플래시 SSD에서 읽혀지도록 하는 확장 버퍼 아키텍처를 제안한다. 플래시 SSD를 저장장치 레벨에서 캐시로 사용하는 기존 방법들에 비해, 플래시 SSD를 호스트 시스템에서 확장 버퍼로 사용함으로써 원기 측면에서 주 버퍼에서 밀려나는 웹 페이지(warm page)들에 대해 상당한 성능 개선을 이룰 수 있다. TPC-C 트레이스를 사용한 시뮬레이션 결과, 주 버퍼에 없는 페이지들이 확장 버퍼에서 찾아지는 적중률이 60%를 넘는 사실을 알 수 있었다. 이 확장 버퍼 아키텍처는, 동일한 비용을 지불하는 다른 접근법, 즉 DRAM을 버퍼로 추가하는 기법과 하드디스크를 추가하는 기법에 비해 가격 대비 성능 개선 효과가 높다.

• 정보처리학회논문지A
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• 제9A권2호
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• pp.147-162
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• 2002

고속 입출력 장치를 갖는 다중 프로세서 시스템은 데이터의 처리 성능 향상과 함께 입출력의 집중화에 따른 병목 현상을 줄여줄 수 있다. 이 때 프로세서간의 데이터 전송에 사용되는 공유 메모리는 그 구성과 이용 방법에 따라 시스템 성능에 많은 영향을 미치게 되는데, 본 논문에서는 공유 메모리의 사용방법을 비동기, 메일박스를 통한 인터럽트 전달인지 방식으로 설정한 후 버퍼 및 공유 메모리의 최적 사용량을 예측할 수 있는 모델에 대해 연구하였다. 시스템에 주어지는 입출력 데이터는 이더넷(IEEE 802.3) 망에 흐르는 패킷을 모델로 하며, 이의 대역폭과 burstiness(패킷의 집중화 정도)에 따른 메모리 사용 상황에 대해 살펴보았다. 고속 이더넷(Fast Ethernet) 환경 하에서 시뮬레이션 및 실험에 의해 시스템의 입출력 대역폭뿐만 아니라 패킷의 집중화 정도에 따라서도 버퍼 및 공유 메모리의 사용량이 달라지며, 두 메모리 사이의 사용량에 대한 상관관계가 성립될 수 있음을 알 수 있다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2006년도 가을 학술발표논문집 Vol.33 No.2 (A)
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• pp.261-266
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• 2006

최근 낸드 플래시 메모리는 임베디드 저장 장치로서 많이 사용되고 있을 뿐만 아니라 플래시 메모리의 저장 용량의 대용량화로 하드 디스크를 대체하는 SSD(solid state disk) 같은 제품이 출시되고 있다. 플래시 메모리는 하드디스크에 비하여 저전력, 빠른 접근성, 물리적 안정성 등의 장점이 있지만 읽기와 쓰기의 연산의 불균형적인 비용과 덮어 쓰기가 안 되고 쓰기 전에 해당 블록을 지워야하는 부가적인 작업을 수행해야 한다. 이와 같은 특징은 플래시 메모리의 쓰기 성능을 저하 시키고 기존의 하드디스크를 대체하는 것을 어렵게 만든다. 이와 같은 플래시 메모리의 단점을 해결하기 위해서 본 논문에서 비휘발성 메모리와 플래시 메모리를 함께 사용하는 방법을 제안한다. 최근 MRAM, FeRAM, PRAM과 같은 차세대 메모리 기술의 발전과 배터리 백업 메모리의 가격 하락으로 인하여 비휘발성 메모리의 상품적 가치가 높아지고 있다. 하지만 아직까지 용량 대비 가격이 비효율적이기 때문에 소용량의 비휘발성 메모리를 활용하여 플래시 메모리의 쓰기 연산에 대한 단점을 보완하는 방법을 제안한다. 본 논문에서는 FTL 에서 비휘발성 메모리를 쓰기 버퍼로 이용한 여러 가지 버퍼 관리 정책을 실험하였고 각 관리 정책에 따른 플래시 메모리의 성능 향상을 측정하였다. 실험을 통하여 최대로 읽기의 횟수는 90% 감소, 쓰기 횟수는 33% 감소, 소거 횟수는 50% 감소 효과를 보였다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2006년도 한국컴퓨터종합학술대회 논문집 Vol.33 No.1 (A)
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• pp.316-318
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• 2006

루프버퍼는 루프의 부하를 줄이기 위해 일반적으로 사용되고 있는 구조이다. 본 논문은 EISC 내장형 프로세서의 에너지 소모를 줄이기 위하여 변형된 루프버퍼를 제안한다. 제안하는 루프버퍼는 EISC 프로세서가 갖는 특수 명령어의 수행 횟수를 감소시켜, 주요 에너지 소모원인 메모리 접근을 추가로 감소시킨다. 시뮬레이션 결과, 제안하는 루프버퍼는 설계한 프로세서의 수행시간을 $5%{\sim}13.6%$ 감소시키며, 메모리 접근횟수를 $14.9{\sim}37.8%$ 감소시키는 것을 관찰하였다. 변형된 루프버퍼는 $0.18{\mu}m$, 1.8V 공정 표준 셀 라이브러리를 사용하여 악 2792 개의 등가 게이트에 해당하는 면적에서 구현할 수 있다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2004년도 가을 학술발표논문집 Vol.31 No.2 (3)
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• pp.358-360
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• 2004

컴퓨터와 네트워크 환경의 발달에 힘입어 고화질의 미디어 데이터를 실시간으로 전송하는 미디어 스트리밍 서비스에 대한 요구가 증가하고 있다. 스트리밍 서비스는 서버의 많은 자원을 필요로 한다. 서버의 자원 중에서 메인 메모리는 대용량의 미디어 데이터를 다루는 미디어 스트리밍 서버 성능에 중요한 역할을 한다. 그러므로 제한된 메인 메모리를 효과적으로 이용할 수 있는 방법이 필요하다. 본 논문에서는 효과적인 미디어 스트리밍 서비스를 위한 동적 버퍼 관리 기법과 버퍼 히트율을 높일 수 있는 대체 정책을 제안하고 평가한다.

• 한국정보과학회논문지:데이타베이스
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• 제34권2호
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• pp.133-140
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• 2007

플래시 메모리는 오늘날 다양한 형태로 우리 생활의 일부를 차지하고 있다. 이동식 저장매체, 유비쿼터스 컴퓨팅 환경과 휴대전화기, MP3플레이어, 개인정보단말기(PDA) 등의 모바일 제품 등에 광범위하게 사용되고 있다. 이처럼 많은 분야에서 사용되는 주된 이유는 플래시 메모리가 저전력, 비휘발성, 고성능, 물리적 안정성, 휴대성 등의 장점을 갖기 때문이다. 더불어 최근에는 기가바이트급 플래시 메모리도 개발되어 하드디스크의 자리를 대체할 수 있는 상황에 이르렀다. 하지만, 플래시 메모리는 하드디스크와 달리 이미 데이타가 기록된 섹터에 대해 덮어쓰기가 되지 않는다는 특성을 갖고 있다. 데이타를 덮어쓰기 위해서는 해당 섹터가 포함된 블록을 지우고(소거) 쓰기 작업을 수행해야 한다. 이로 인해 플래시 메모리의 데이타 읽기/쓰기/소거에 비용이 하드 디스크와 같이 동일한 것이 아니라 각각 다르다[1][5][6]. 이러한 특성이 고려되지 않은 기존의 OS, DBMS 등과 같은 시스템 소프트웨어에서 사용되는 교체 기법은 플래시 메모리 상에서 비효율성을 가질 수 있다. 그러므로 플래시 메모리상에서는 플래시 메모리의 특성을 고려한 효율적인 버퍼 교체 기법이 필요하다. 본 논문에서는 플래시 메모리의 특성을 고려한 버퍼 페이지 교체기법을 제안하며, 제안된 기법과 기존 기법들과의 성능 평가를 수행한다. 지프분포와 실제 워크로드를 사용한 성능평가는 플래시 메모리의 특성을 고려한 버퍼 페이지 교체 기법의 필요성을 입증한다.

• 전자공학회논문지C
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• 제35C권11호
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• pp.39-47
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• 1998

본 논문에서는 공유 버퍼 ATM 스위치를 위한 파이프라인 방식의 고속 메모리 구조를 제안하고 설계하였다. 제안된 메모리 구조는 빠른 동작 속도와 용량 가변성을 지원하여 공유 버퍼 ATM 스위치가 가지는 메모리 cycle time의 제한을 극복하였다. 본 메모리 구조가 지원하는 용량 가변성은 ATM 스위치에서의 교환 성능 가변성을 제공한다. 본 메모리 구조는 작은 메모리 bank들로 이루어진 2차원 배열 구조를 가진다. 메모리 용량은 부가적인 메모리 bank들을 추가하여 메모리 bank들의 배열 크기를 증가 시킴으로 인해 증가된다. 설계된 파이프라인 방식의 메모리는 4160 bit 메모리 bank를 16개 이용하여 4 × 4의 배열로 설계하였고 전체 용량은 65 Kbit이다. 레이아웃후 시뮬레이션을 통한 최대 동작 속도는 5 VV/sub dd/ 및 25℃에서 4ns이다. 설계된 메모리는 공유 가변 버퍼 ATM 스위치의 시험 설계된 칩에 내장되었다. 시험 설계된 칩은 0.6 ㎛ 2-metal 1-poly CMOS 공정 기술을 이용하여 설계하였다.