• Journal of KIISE:Computing Practices and Letters
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• v.15 no.1
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• pp.14-20
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• 2009

Recently, NAND flash memory is used not only for portable devices, but also for personal computers and server computers. Buffer cache replacement policies for the hard disks such as LRU and LFU are not good for NAND flash memories because they do not consider about the characteristics of NAND flash memory. CFLRU and its variants, CFLRU/C, CFLRU/E and DL-CFLRU/E(CFLRUs) are the buffer cache replacement policies considered about the characteristics of NAND flash memories, but their performances are not better than those of LRD. In this paper, we propose a new buffer cache replacement policy for NAND flash memory. Which is based on LFU and is taking into account the characteristics of NAND flash memory. And we estimate the performance of hit ratio and flush operation numbers. The proposed policy shows better hit ratio and the number of flush operation than any other policies.

• Journal of KIISE:Computer Systems and Theory
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• v.28 no.1_2
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• pp.33-44
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• 2001

최근 버퍼 캐쉬의 성능을 향상시키기 위한 많은 블록 교체 기법들이 제안되었으며 이 중에서 작업 집합 (working set) 변화에 잘 적응하고 구현이 용이한 Least Recently Used (LRU) 블록 교체 기법이 널리 사용되고 있다. 그러나 LRU 블록 교체 기법은 블록들이 규칙적인 참조 패턴을 보이면서 순차 참조되거나 순환 참조될 때 이 규칙성을 적절히 이용하지 못해 성능이 저하되는 문제점을 가진다. 본 논문에서는 다중 응용 트레이스를 이용하여 LRU 블록 교체 기법의 문제점을 관찰하고, 이 문제점을 해결하는 통합된 형태의 효율적인 버퍼 관리 (Unified Buffer Management, 이하 UBM) 기법을 제안한다. UBM 기법은 순차 참조 및 순환 참조를 자동 검출하여 분리된 공간에 저장하고 이들 참조에 적합한 블록 교체 기법으로 이 공간을 관리한다. 또한 순차 참조와 순환 참조를 위한 공간과 나머지 참조를 위한 공간의 비율을 최적으로 할당하기 위해 온라인에서 수집된 정보를 이용하여 계산된 단위 공간 증가당 예상 버퍼 적중 증가율을 이용한다. 다중 응용 트레이스 기반 시뮬레이션 실험에서 UBM 기법의 버퍼 적중률은 LRU 블록 교체 기법에 비해 평균 12%, 최대 28%까지 향상된 결과를 보였다.

• Journal of KIISE:Databases
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• v.27 no.1
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• pp.1-12
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• 2000

Many object oriented database systems manage object buffers to provide fast access to objects. Traditional buffer replacement algorithms based on fixed length pages simply assume that the cost incurred by operating a buffer is propertional to the number of buffer faults. However, this assumption no longer holds in an objects buffer where objects are of variable length and the cost of replacing an object varies for each object. In this paper, we propose a cost based replacement algorithm for object buffers. The proposed algorithm replaces the have minimum costs per unit time and unit space. The cost model extends the previous page based one to include the replacement costs and the sizes of objects. The performance tests show that proposed algorithm is almost always superior to the LRU-2 algorithm and in some cases is more than twice as fast. The idea of cost based replacement can be applied to any buffer management architectures that adopt earlier algorithms. It is especially useful in object oriented database systems where there is significant variation in replacement costs.

• Journal of Digital Contents Society
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• v.12 no.2
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• pp.141-150
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• 2011

Recently the Solid State Drive (SSD) is widely used for storage system of various mobile devices. In this case, existing buffer replacement algorithms based on the hard disk do not consider characteristics of flash memory, so it caused performance degradation of the system. This paper proposes a novel buffer replacement policy called ABM (Asymmetric Buffer Management) policy. ABM policy separates read and write buffer space and applies different replacement unit and replacement algorithm for each buffer. In addition, write buffer delay scheme and dynamic size adaptation algorithm is applied for better performance. ABM outperforms other replacement policies, especially ABM-LRU-CLC shows 32% better performance than normal LRU policy.

• Journal of Korea Multimedia Society
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• v.5 no.1
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• pp.47-56
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• 2002

Previous buffer cache schemes for multimedia storage systems only exploited the sequential references of multimedia files and didn't consider looping references. However, in some video applications like foreign language learning, users mark the scene as loop area and then application automatically playbacks the scene several times. In this paper, we propose a new buffer replacement scheme, called HBM(Hybrid Buffer Management), for multimedia storage systems that have both sequential and looping references. Proposed scheme assumes that application layer informs reference pattern of files to file system. Then HBM applies an appropriate replacement policy to each file. Our simulation experiments show that HBM outperforms previous buffer cache schemes such as DISTANCE and LRU.

• Journal of KIISE:Computer Systems and Theory
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• v.33 no.9
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• pp.634-641
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• 2006

Flash memory has many advantages like non-volatility and fast I/O speed, but it has also disadvantages such as not-in-place-update data and asymmetric read/write/erase speed. For the performance of flash memory storage, it is essential for the buffer replacement algorithms to reduce the number of write operations that also affects the number of erase operations. A new buffer replacement algorithm is proposed in this paper, that delays the writes of not-cold-dirty pages in the buffer cache of flash storage. We show that this algorithm effectively decreases the number of write operations and erase operations without much degradation of hit ratio. As a result overall performance of flash I/O speed is improved.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2000.10c
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• pp.47-49
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• 2000

버퍼 캐쉬의 관리를 위해 많은 교체 정책들과 선반입 정책들이 연구되어져 왔다. 그러나, GNU/Linux를 포함한 많은 실제의 운영체제들은 일반적으로 Least Recently Used (LRU) 교체 정책을 사용한다. 본 논문에서는 끊임없이 적극적인 선반입이 이루어지는 가운데 버퍼관리와 선반입을 효율적으로 통합하는 SA-W2R 정책을 제안한다. 이 정책은 구현이 단순하여 실제 시스템에서 채택하기 용이하다. 이 정책은 기본적으로 버퍼 교체를 위하여 LRU 정책을 사용한다. 그러나 정책의 모듈성으로 인해 어떤 교체 정책도 이 정책에 적용될 수 있다. SA-W2R 정책에서는 선반입을 위해 오버헤드가 적어 일반적으로 많이 사용되는 LRU-One Block Lookahead(OBL) 정책을 사용한다. GNU/Linux 커널 버전 2.2.14에 구현된 SA-W2R 정책은 응용 프로그램의 실행 시간에 있어 현재 버전의 GNU/Linux 보다 최고 23%의 성능 향상을 보였다.

• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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• 2014.04a
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• pp.56-57
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• 2014

최근 HDD와는 다른 성능 특성을 가진 SSD가 빠르게 보급됨으로써, SSD의 성능 특성을 고려한 연구들이 활발하게 진행되고 있다. 특히, SSD의 내부에 위치한 작은 사이즈의 램 버퍼를 활용함으로써 SSD의 랜덤 쓰기의 성능을 향상시키기 위한 기법들이 연구되고 있다. 본 논문에서는 SSD의 구조를 확인하고 기존 데이터 버퍼 교체 기법에 대한 분석 및 비교를 수행한다.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2005.11b
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• pp.172-174
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• 2005

플래시 메모리는 오늘날 다양한 형태로 우리 생활의 일부를 차지하고 있다. 휴대 전화기, MP3 플레이에, PDA등과 같은 모바일제품, 이동식 저장매체, 유비쿼터스 컴퓨팅 환경 등에 광범위하게 활용되고 있다. 이처럼 많은 분야에서 사용되는 주된 이유는 플래시 메모리의 장점인 저전력 비휘발성, 고성능, 물리적 안정성, 휴대성을 갖기 때문이다. 더불어 최근에는 Gb급 플래시 메모리도 개발되어 하드디스크의 자리를 대체할 수 있는 상황에 이르렀다. 하지만, 플래시 메모리는 하드디스크와 달리 이미 데이터가 기록된 블록에 대해 덮어쓰기(overwrite)가 되지 않는다는 특성을 갖고 있다. 덮어쓰기 위해서는 해당 블록을 지우고(즉, 소거(erase)) 쓰기 작업을 수행해야 한다. 이로 인해 플래시 메모리의 데이터 읽기/쓰기/소거에 비용이 하드 디스크와 같이 동일한 것이 아니라 서로 다르다(읽기 비용을 1로 가정할 경우 쓰기와 소거는 각각 8, 65)[1][5][6]. 따라서 OS, DBMS 등과 같은 시스템 소프트웨어에서 사용된 기존 버퍼 교체 기법은 플래시 메모리의 특성이 고려되지 않았기 때문에 플래시 메모리의 특성을 고려한 효율적인 버퍼 교체기법이 필요하다. 본 논문에서는 플래시 메모리의 서로 다른 연산 비용 고려한 새로운 버퍼 교체 기법을 제안한다.

• The KIPS Transactions:PartD
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• v.16D no.6
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• pp.825-834
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• 2009

최근에 낸드 플래시 메모리는 빠른 접근속도, 저 전력 소모, 높은 내구성 등의 특성으로 인하여 차세대 대용량 저장 매체로 각광 받고 있다. 그러나 디스크 기반의 저장 장치와는 달리 비대칭적인 읽기, 쓰기, 소거 연산의 처리 속도를 가지고 있고 제자리 갱신이 불가능한 특성을 가지고 있다. 따라서 디스크 기반 시스템의 버퍼 교체 정책은 플래시 메모리 기반의 시스템에서 좋은 성능을 보이지 않을 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 플래시 메모리의 특성을 고려한 새로운 플래시 메모리 기반의 버퍼 교체 정책이 제안되어 왔다. 본 논문에서는 디스크 기반의 저장 장치에서 우수한 성능을 보인 CLOCK-Pro를 낸드 플래시 메모리의 특성을 고려하여 개선한 CLOCK-NAND를 제안한다. CLOCK-NAND는 CLOCK-Pro의 알고리즘에 기반하며, 추가적으로 페이지 접근 정보를 효율적으로 활용하기 위한 새로운 핫 페이지 변경을 한다. 또한, 더티인 핫 페이지에 대해 콜드 변경 지연 정책을 사용하여 쓰기 연산을 지연하며, 이러한 새로운 정책들로 인하여 낸드 플래시 메모리에서 쓰기 연산 횟수를 효율적으로 줄이는 우수한 성능을 보인다.