• 한국정보과학회:학술대회논문집
• /
• 한국정보과학회 2008년도 한국컴퓨터종합학술대회논문집 Vol.35 No.1 (B)
• /
• pp.366-370
• /
• 2008

NAND 플래시 메모리는 특성상 쓰기 횟수가 제한적이라는 단점을 가지고 있어 쓰기 연산이 빈번히 발생하게 되면 NAND 플래시 메모리의 수명이 줄어든다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 NAND 플래시 메모리의 특성을 고려한 지연 쓰기 기법이 연구되고 있다. 하지만 지연 쓰기를 하기 때문에 쓰기 횟수는 줄어들지만 캐시 적중률이 낮아진다. 이러한 문제해결을 위해 본 논문에서는 NAND 플래시 메모리 기반 파일 시스템을 위한 더블 캐시 정책을 제안한다. 더블 캐시는 실질적인 캐시인 Real Cache와 요구 페이지의 패턴을 관찰하기 위한 Ghost Cache로 구성된다. 이 정책은 Real Cache에서의 지연 쓰기를 하지 않고, Ghost Cache 공간에서 dirty페이지와 clean페이지를 활용하여 효율적인 지연 쓰기가 가능하도록 설계함으로써 쓰기 횟수를 줄이고, 적중률을 높인다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
• /
• 한국정보처리학회 2003년도 춘계학술발표논문집 (상)
• /
• pp.435-438
• /
• 2003

RAID 시스템에서 비 휘발성 쓰기 캐시를 이용한 디스크 제어기는 시스템 성능 향상의 중요한 요소 중 하나이다. 2 단계 캐시는 l 단계 캐시에 비해 우수한 성능을 보이고 시간적, 공간적 지역성에도 효율적이며 호스트 측에 비 휘발성 기억소자로 구성된 L1 캐시를 두어 디스크 캐시의 신뢰도를 높일 수 있다. 호스트에서 읽기/쓰기 적중된 데이터가 LI 캐시에서 수행되는 동안 12캐시에서는 디스크로 destage하는 동작을 비동기적으로 병렬 처리하고 데이터와 패리티를 함께 캐시에 적재하여 RAID 5 의 "소규모 쓰기 문제"를 완화시키고자 한다. 제안된 캐시 시스템은 2 단계로 구성되어 대용량 디스크 캐시에서 디스크 입출력 시간을 향상시키고 효율적으로 일관성을 유지할 수 있는 디스크 제어기 상에 위치하는 RAID 5 디스크 캐시 모델을 제시하여 수행속도를 개선시키고자 한다.

• 정보처리학회논문지:컴퓨터 및 통신 시스템
• /
• 제12권1호
• /
• pp.1-8
• /
• 2023

SSD는 이미 할당된 페이지에 대한 제자리 덮어쓰기가 불가능하므로 쓰기 연산이 있을 때마다 새로운 클린 페이지로의 대체가 필요하다. 이 문제를 지원하기 위해 SSD는 운영체제의 파일시스템에서 관리하는 논리 페이지를 현재 할당된 물리 페이지로 매핑하는 플래시 변환 계층인 FTL을 내부에 둔다. 쓰기 연산으로 버려진 SSD 페이지는 초기화 작업을 거쳐 재활용되어야 하는데, 그 횟수에 제한이 있기 때문에 FTL은 기본인 페이지 매핑 기능 외에 쓰기 횟수를 줄일 수 있는 캐시 기능을 제공한다. 이 연구에서는 쓰기 횟수를 줄이기 위한 FTL의 캐시 방법론에 집중하여 관련된 알고리즘들을 분석하고, 쓰기 전용 캐시 전략을 제안한다. 시뮬레이터를 사용하여 쓰기 전용 캐시를 실험한 결과 최대 29%의 개선 효과를 보였다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
• /
• 제25권3호
• /
• pp.1-9
• /
• 2020

본 논문에서는 MLC STT-MRAM 캐시 메모리의 쓰기 동작 성능을 향상시킬 수 있는 효율적인 쓰기 기법을 제안한다. 제안하는 기법의 핵심 아이디어는 MLC STT-MRAM에 저장된 캐시 블록이 데드 블록 (Dead block)일 경우 쓰기 동작을 빠르게 수행하는 것이다. 이러한 빠른 쓰기 동작은 MLC STT-MRAM에 저장된 캐시 블록을 제거할 수 있지만, 제거된 블록이 앞으로 사용되지 않는 데드 블록일 경우에는 시스템 성능에 미치는 영향이 매우 작다. 메모리 시뮬레이터를 사용한 실험 평가를 통해 본 논문에서 제안하는 쓰기 기법이 MLC STT-MRAM 캐시의 성능을 평균 17% 향상시킬 수 있음을 보인다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
• /
• 제21권2호
• /
• pp.27-32
• /
• 2021

본 논문은 차세대 사물인터넷 디바이스를 위한 에너지 효율적인 캐시 및 메모리 관리 기법을 제안한다. 제안하는 기법은 전력 소모가 적은 상변화 메모리를 사물인터넷 디바이스의 메인 메모리로 채택하고 캐시 메모리의 관리 시 쓰기 연산에 취약한 상변화 메모리의 쓰기량을 최소화하는 방향으로 설계한다. 구체적으로 살펴보면 최종단 캐시 메모리에서 캐시 블록이 삭제되어 메인 메모리로 반영될 때, 캐시 블록을 구성하는 캐시 라인별 수정 여부를 추적하여 상변화 메모리에 쓰기 발생량을 적게 발생시키는 캐시 블록을 우선적으로 교체한다. 또한, 최종단 캐시 메모리에서 캐시 블록의 참조 비트와 캐시 라인의 수정 비트를 함께 고려함으로써 메모리 시스템의 성능은 훼손하지 않으면서 에너지 소모를 줄이는 방식을 사용한다. 스펙 벤치마크를 이용한 시뮬레이션 실험을 통해 제안한 기법이 상변화 메모리에 발생하는 쓰기량을 평균 34.6% 줄이고 전력 소모를 28.9% 줄이면서 메모리의 성능 저하는 발생시키지 않음을 보인다.

• 정보과학회 논문지
• /
• 제42권8호
• /
• pp.954-960
• /
• 2015

스토리지는 응용 프로그램의 성능에 가장 큰 영향을 주므로 가상화된 IoT 게이트웨이를 사용 한 홈 클라우드 환경에서 매우 중요하다. 스토리지의 성능 향상을 위해 SSD와 같은 고성능의 디스크를 캐시로 사용해 왔으나 취약한 쓰기 성능과 제한된 셀 수명 문제로 인해 주로 읽기 전용 캐시로 사용하였다. 그러나 사용자 응용의 성능 향상을 위해서는 읽기 작업뿐만 아니라 쓰기 작업의 성능도 매우 중요하다. 본 논문은 이러한 환경에서 읽기 및 쓰기에 모두 사용 가능한 새로운 SSD 캐시 기법을 제안한다. 실험을 통해 본 캐시 기법이 응용 프로그램의 임의 쓰기 작업을 순차적 동작으로 변환시켜 성능 향상을 이룰 수 있음을 확인하였다.

• 한국컴퓨터정보학회:학술대회논문집
• /
• 한국컴퓨터정보학회 2013년도 제47차 동계학술대회논문집 21권1호
• /
• pp.195-196
• /
• 2013

본 논문에서는 NVRAM(Non-volatile Random Access Memory) 주 기억장치를 위한 메모리 컨트롤러를 설계한다. NVRAM의 비 휘발성과 낮은 정적 에너지 소모의 장점을 활용하는 한편, 상대적으로 느린 읽기/쓰기 속도 및 큰 쓰기 전력 소모를 개선하기 위해 새로운 캐시 구조를 제안한다. FPGA를 활용하여 Block RAM 128KB 1차 캐시, 16KB 2차 캐시 및 캐시 컨트롤러를 포함하는 메모리 컨트롤러를 구현하였고 NVRAM은 FeRAM를 사용하였다.

• 정보과학회 논문지
• /
• 제42권8호
• /
• pp.972-978
• /
• 2015

비휘발성 메모리는 바이트 단위 접근과 비휘발성을 지원한다. 이러한 특성들은 비휘발성 메모리를 캐시, 메모리, 디스크와 같은 메모리 계층 구조 가운데 하나의 영역으로 사용을 가능케 한다. 비휘발성 메모리의 흥미로운 특성은 데이터 보존 기간이 실제로는 제한적인 기간을 가지고 있다는 것이다. 게다가 데이터 보존 기간과 쓰기 지연간의 트레이드오프가 존재 한다. 본 논문에서는 이를 활용하여 비휘발성 메모리를 파일 캐시로 사용하는 새로운 관리 기법을 제안한다. 제안하는 기법은 기존의 캐시 관리 기법과는 반대로 짧은 데이터 보존 시간으로 데이터를 저장하고 쓰기 성능을 개선한다. 제안하는 기법은 LRU 대비 평균 접근 지연 시간을 최대 31%, 평균 24.4%로 감소시킴을 보인다.

• 정보과학회 논문지
• /
• 제42권8호
• /
• pp.947-953
• /
• 2015

PRAM은 바이트 단위의 쓰기와 비휘발성의 특징을 모두 가지고 있으며, DRAM보다 높은 밀 집도가 기대되기 때문에 DRAM을 대체할 수 있을 것으로 예상된다. 이에, PRAM 기반의 버퍼 캐시 교체정책에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 그러나 대부분의 기존 연구는 PRAM의 수명 및 느린 쓰기 성능에만 집중함으로써 PRAM의 바이트 단위의 쓰기 성능을 제한적으로 이용한다. 이에, 본 논문에서는 PRAM의 바이트 단위의 쓰기 성능과 스토리지의 성능을 모두 고려한 새로운 버퍼 캐시 교체 정책을 제안 한다. 제안 기법은 바이트 단위의 쓰기 성능을 이용하기 위해 작은 크기의 쓰기 요청이 빈번한 페이지를 PRAM에 유지시키며 DRAM과 PRAM사이의 선택적 페이지 이동을 통해 PRAM의 쓰기 횟수를 감소시킨다. 실험 결과, 제안 기법은 CLOCK 알고리즘에 비해 최고 92%까지 PRAM의 쓰기 횟수를 감소시키고 PRAM 테스트 보드에서 최대 62%까지 수행시간을 향상시키는 것을 확인하였다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
• /
• 한국정보과학회 2006년도 가을 학술발표논문집 Vol.33 No.2 (C)
• /
• pp.287-290
• /
• 2006

플래시 메모리는 동작 특성상 메모리 영역에 대한 덮어쓰기(overwrite)가 불가능하고 메모리 쓰기를 위해서는 삭제(erase) 연산을 반드시 먼저 수행해야 한다. 삭제 연산은 읽기 연산에 비해 많은 시간이 소요되므로 될수록 줄이는 것이 플래시 메모리의 수행 성능 향상에 유리하다. 본 논문에서는 플래시 메모리에 대한 삭제 횟수를 줄이기 위해 데이터베이스 페이지에 대한 쓰기 연산을 지연하는 지연쓰기 기법을 제안한다. 이 기법은 페이지에 대한 갱신이 일어날 때 페이지캐시 내의 해당 페이지에 대해서는 갱신을 수행하되 그것을 유발한 레코드 연산(레코드 삽입, 갱신, 삭제)은 별도의 지연쓰기 큐에 기록한다. 그리고 레코드 연산이 지연쓰기 큐에 저장되어 있는 동안에는 해당 페이지에 대한 갱신은 보류한다. 만약 해당 페이지를 다시 읽어야할 필요가 있을 때에는 지연 쓰기 큐에 저장된 갱신 정보와 병합하여 갱신된 페이지를 페이지 캐시에 적재한다. 이는 갱신되는 페이지의 개수와 단일 페이지에 대한 갱신 횟수를 감소시키는 효과를 가져온다. 따라서 플래시 메모리의 삭제 및 쓰기 연산을 감소시켜 데이터베이스 시스템의 수행성능을 향상시키게 된다.