• 제목/요약/키워드: 쓰기 지연

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NAND 플래시 메모리 기반 저장시스템을 위한 하이브리드 해시 인텍스 (Hybrid Hash Index for NAND Flash Memory-based Storage System)

  • 유인희;김보경;이동호
    • 한국정보과학회:학술대회논문집
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    • 한국정보과학회 2011년도 한국컴퓨터종합학술대회논문집 Vol.38 No.1(A)
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    • pp.21-24
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    • 2011
  • 최근 NAND 플래시 메모리는 가벼운 무게, 적은 전력소모, 온도 및 충격에 강한 내구성 때문에 하드디스크를 대체할 저장 매체로 주목 받고 있다. 하지만 NAND 플래시 메모리는 비대칭적인 읽기 쓰기 소거 연산 처리 속도와 제자리 갱신이 불가능한 물리적인 특징으로 인해 디스크 기반의 대표적인 인덱스 구조 중의 하나인 해시 인덱스 구조를 NAND 플래시 메모리 상에 구현하였을 때, 레코드가 빈번하게 삽입, 삭제, 갱신되면 대량의 제자리 갱신이 발생하여 플래시 메모리에서 느린 쓰기 연산과 소거 연산이 수행되어 성능이 저하된다. 본 논문에서는 이러한 성능 저하를 피하기 위하여 버켓 오버플로우 발생 시 분할 연산을 수행하지 않고, 최대한 지연시킴으로써 쓰기 연산을 줄이는 인덱스 구조를 제안한다. 또한, 각 버켓에 대한 오버플로우 버켓의 갱신 및 삭제 비율에 따라 적응적으로 오버플로우 버켓을 할당하여 추가적인 읽기 쓰기 연산을 줄인다. 본 논문은 기존의 해시 인덱스 구조를 예제 및 수식을 통하여 제안하는 인덱스 구조의 우수성을 보인다.

낸드 플래시 메모리를 위한 CLOCK 알고리즘 기반의 효율적인 버퍼 교체 전략 (An Efficient Buffer Replacement Policy based on CLOCK Algorithm for NAND Flash Memory)

  • 김종선;손진현;이동호
    • 정보처리학회논문지D
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    • 제16D권6호
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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.

하이브리드 저장 시스템을 위한 헤테로-레이드 기법에 대한 연구 (A Study on Hetero-RAID Scheme for Hybrid Storage Systems)

  • 변시우;허문행
    • 한국산학기술학회:학술대회논문집
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    • 한국산학기술학회 2010년도 춘계학술발표논문집 1부
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    • pp.176-178
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    • 2010
  • 본 논문에서는 전통적인 RAID-1 미러링에 기반을 둔 헤테로-미러링이라는 하는 새로운 저장 장치 관리 기법을 제안한다. 헤테로-미러링 기반의 스토리지 관리는 SSD에서 발생 가능한 프리징 현상을 피하기 위한 쓰기-부하 밸런싱과 쓰기 지연 연산을 통하여 RAID-1 처리 성능을 개선한다.

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플래시 메모리를 위한 Not-cold-Page 쓰기지연을 통한 LRU 버퍼교체 정책 개선 (Enhancing LRU Buffer Replacement Policy with Delayed Write of Not-cold-dirty-pages for Flash Memory)

  • 정호영;박성민;차재혁;강수용
    • 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.

플래시 메모리 기반의 효율적인 공간 인덱스 기법 (An Efficient Spatial Index Technique based on Flash-Memory)

  • 김정준;심희정;강홍구;이기영;한기준
    • 한국공간정보시스템학회 논문지
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    • 제11권2호
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    • pp.133-142
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    • 2009
  • 최근 무선 인터넷이 발전하고 모바일 단말기 사용이 증가함에 따라 위치 기반 서비스(LBS: Location Based Service)에 대한 요구가 증가되고 있으며, 모바일 단말기 환경에서 효율적인 위치 기반 서비스를 제공하기 위해 공간 데이타를 저장 및 관리하는 공간 인덱스의 연구가 필수적으로 요구되고 있다. 플래시 메모리는 모바일 단말기에서 대용량의 공간 데이타를 효율적으로 저장하기 위한 보조 저장 장치로 많이 사용된다. 그러나 플래시 메모리에 기존 공간 인덱스를 그대로 적용할 경우 빈번한 노드 갱신에 의한 쓰기 연산 증가로 인덱스 성능이 저하된다. 이러한 문제점을 해결하고자 최근 플래시 메모리 기반 공간 인덱스가 연구되고 있지만 버퍼와 플래시 메모리의 공간 활용도가 낮아 효율성이 떨어지는 문제점이 있다. 따라서, 본 논문에서는 기존의 플래시 메모리 기반 공간 인덱스들의 문제점을 해결하기 위해 노드 압축 기법과 쓰기 연산 지연 기법을 적용한 FR-Tree(Flash-Memory based R-Tree)를 제안하였다. FR-Tree의 노드 압축 기법은 공간 데이타의 MBR(Minimum Bounding Rectangle)을 상대 좌표값과 MBR 크기 값을 이용해 압축함으로써 플래시 메모리의 공간 활용도를 높였다. 그리고 쓰기 연산 지연 기법은 공간 데이타의 삽입, 갱신, 삭제시 플래시 메모리에 저장된 공간 인덱스에 바로 반영하지 않고 버퍼에 임시적으로 저장한 후 일괄적으로 플래시 메모리에 반영하여 플래시 메모리의 쓰기 연산 횟수를 줄였다. 특히, 버퍼내 동일한 공간 데이타들의 중복 저장을 방지하여 버퍼의 공간 활용도를 높였다. 마지막으로, 본 논문에서는 다양한 성능 평가를 통해 FR-Tree가 플래시 메모리에서 기존 공간 인덱스들에 비해 성능이 우수함을 입증하였다.

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고속 RAID 저장 시스템를 위한 레벨1-미러링 기법의 개선 (An Improvement of Level-1 Mirrorring Scheme for High-Speed RAID Storage Systems)

  • 변시우;허문행
    • 한국산학기술학회:학술대회논문집
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    • 한국산학기술학회 2010년도 추계학술발표논문집 1부
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    • pp.212-215
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    • 2010
  • 고속 저장 장치로 사용되는 플래시 메모리 기반의 SSD와 전통적인 HDD에 대한 기초 연구와 개선점에 대하여 논하였다. 고속 SSD는 낮은 전력소모, 빠른 데이터 읽기속도 등의 특징으로 데스크톱 및 서버용 데이터베이스의 핵심 저장 요소가 되었다. 하지만, 빠른 읽기 연산에 비하여 상대적으로 느리거나 프리징이 있는 SSD의 쓰기 연산 특성을 고려하여 HDD와 RAID에 기반을 둔 기존의 전통적인 스토리지 관리 기법을 개선할 필요가 있다. 이를 위하여, 본 논문은 전통적인 RAID-1 미러링에 기반을 둔 복합적 미러링 기법을 제안한다. 제안 기법은 SSD에서 발생 가능한 프리징 현상을 피하기 위한 쓰기-부하 밸런싱과 쓰기 지연 연산을 통하여 RAID-1 처리 성능을 개선한다.

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비휘발성 메로리를 이용한 빠르고 지속성 있는 저장장치 모듈 설계 및 구현 (Fast Durable Storage Module based on Non-Volatile Memory)

  • 정형원;이상엽;조광일;정형수
    • 한국정보처리학회:학술대회논문집
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    • 한국정보처리학회 2016년도 추계학술발표대회
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    • pp.12-15
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    • 2016
  • 데이터베이스 시스템의 트랜잭션 로깅이나 파일 시스템의 저널링에서 데이터 저장시 입출력 동기화(Synchronous I/O)는 올바른 프로르램 동작에 필수적이다. 하지만 입출력 동기화로 인한 프로그램의 지연 혹은 기다림은 응용 프로그램 성능의 저하를 가져온다. 본 논문에서는 차세대 저장장치인 비휘발성 메모리를 사용하여 지속성을 보장하며 쓰기 연산의 응답성을 개선하는 사용자 수준의 스토리지 모듈을 제안하고 기존의 동기화된 쓰기 연산과 성능을 비교하였다. 특히 멀티코어 환경에서 동시에 들어오는 여러 입출력 쓰기 연산 요청에 대하여 효율적으로 처리하였다.

NOP 명령어 슬롯을 활용하는 VLIW 코드 생성기법 (A VLIW Code Generation Technique Utilizing NOP Instruction Slot)

  • 문현주;이승수;김석주;김석일
    • 한국정보과학회:학술대회논문집
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    • 한국정보과학회 2000년도 가을 학술발표논문집 Vol.27 No.2 (3)
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    • pp.615-617
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    • 2000
  • 본 논문에서는 VLIW 목적코드에 존재하는 NOP 명령어 슬롯에 의미있는 명령어를 중복 삽입하도록 함으로써 원래의 방법에서 존재하였던 자료의존관계를 해소하여 실행시간의 지연을 방지하는 기법을 연구하였다. 이 경우에 하나의 긴 명령어에 동일한 명령어가 둘 이상 포함될 수 있으므로 연산 관계에 이은 쓰기 단계에서 여러개의 명령어가 동일한 레지스터 파일의 주소에 쓰기를 함에 따른 충돌을 피할 수 없다. 본 논문에서는 연산처리 별로 쓰기 단계에서 연산 결과를 레지스터 파일에 쓰도록 허용할 것인지에 대한 정보를 명령어에 포함하는 TiPS 구조와 TiPS 구조에 적합한 목적코드 생성 알고리즘을 제안하였다. 목적코드 생성 알고리즘은 연산처리기별로 연속적으로 실행되는 명령어간의 자료의존관계를 해소하기 위하여 NOP 대신에 다른 연산처리기에서 실행할 명령어를 수행하도록 동일한 명령어를 복사하여 할당할 수 있다. 실험 결과, 명령어 복사 기법은 기존의 기법에 비하여 전체 실행 사이클을 크게 단축시킬 수 있음을 보여주었다.

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GIS 응용을 위한 바다-III의 다단계 사전인출과 지연쓰기의 설계 및 구현 (Design and Implementation of the Multi-level Pre-fetch and Deferred-flush in BADA-III for GIS Applications)

  • 박준호;박성철;심광훈;성준화;박영철
    • 한국지리정보학회지
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    • 제1권2호
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    • pp.67-79
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    • 1998
  • 대부분의 GIS 응용 프로그램은 다수의 공간객체에 대하여 주로 읽기 연산을 수행하며 접근하는 공간객체가 복합 객체인 경우 그 복합객체와 그 복합객체가 포함하는 공간객체에 모두 접근하게 된다. GIS 응용 프로그램에서 공간객체의 생성, 삭제, 변경연산은 매우 드물게 일어나지만 다수의 공간객체에 대하여 수행된다. 본 논문은 GIS 응용 프로그램의 이러한 특성을 고려하여 다수의 공간객체들을 신속히 탐색하기 위한 다단계 사전인출 질의의 개념을 제시하고 생성하는 영속객체들을 최적의 성능으로 데이타베이스에 반영하기 위한 지연쓰기 기능을 객체지향 데이타베이스 시스템인 바다-III에 설계하고 구현한 내용을 제시한다. 다단계 사전인출 질의는 그 질의를 만족하는 객체들뿐만 아니라 그 객체들이 포함하는 객체들을 사용자가 명시한 단계만큼 데이타베이스로부터 인출하여 클라이언트 캐쉬에 등록하는 기능이다. 지연쓰기 기능은 응용 프로그램이 생성한 객체들에 대하여 서버의 부담을 최소화하고 클라이언트와 서버간의 통신을 최소화하면서 데이타베이스에 반영하는 기법이다. 이들 두 기능은 GIS 응용과 같이 다수의 복합객체를 탐색하고 생성하는 응용에 적합하다.

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온칩 컨볼루션 가속기를 포함한 대칭적 버퍼 기반 액티브 노이즈 캔슬러의 경량화된 FPGA 구현 (Lightweight FPGA Implementation of Symmetric Buffer-based Active Noise Canceller with On-Chip Convolution Acceleration Units)

  • 박승현;박대진
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제26권11호
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    • pp.1713-1719
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    • 2022
  • 처리지연이 적은 노이즈 캔슬러일수록 샘플링 주파수를 높일 수 있으므로 더 좋은 품질의 출력 신호를 얻을 수 있다. 단일 버퍼를 사용할 경우 프로세서가 입력된 데이터를 처리하는 동안 새로운 데이터를 버퍼에 쓰기가 불가능하므로 처리지연이 발생한다. 이러한 처리지연은 안티-노이즈와 출력 신호를 합성시킬 때 위상을 일치시키기 위한 추가적인 버퍼링 오버헤드를 발생시킨다. 본 논문에서는 대칭적 Even-Odd-buffer 구조를 사용하여 읽기와 쓰기 작업을 번갈아 가며 수행함으로써 처리지연을 최소화하고 처리속도를 높일 수 있는 가속기의 구조를 제안한다. 또한, Fast Fourier Transform 기반 노이즈 캔슬링과 적응 Least Mean Square 알고리즘을 사용한 노이즈 캔슬링의 구조적 차이를 비교한다. 그 결과로 대칭적 Even-Odd-buffer를 사용하였을 때 단일 버퍼 대비 처리지연이 29.2% 줄어들었다. 제안하는 대칭적 Even-Odd-buffer 구조는 다양한 노이즈 캔슬링 알고리즘에 적용될 수 있다는 장점이 있다.