• 정보처리학회논문지A
• /
• 제12A권7호
• /
• pp.627-636
• /
• 2005

본 논문에서는 분산 VOD 서버의 내부 통신망에 발생하는 부하를 줄이기 위해 channel bonding 기반 M-VIA 및 인터벌 캐쉬를 적용하는 방법을 제안한다. 분산 VOD 서버의 각 노드는 클러스터상에 분산 저장된 비디오 데이터를 서버 내부 통신망을 사용하여 전송받아 사용자에게 제공한다. 이 때, 대량의 비디오 데이터가 서버 내부 통신망을 통하여 전송됨으로 서버 내부 통신망에 부하가 증가한다. 본 논문에서는 서버 내부 통신망의 부하를 감소시키기 위해서 두 가지 기법을 적용하였다. 첫째, channel bonding을 지원하는 M-VIA를 개발하여 Gigabit Ethernet기반 서버 내부 통신망에 적용하였다. M-VIA는 TCP/IP의 통신 오버헤드를 제거한 사용자 수준 통신 프로토콜로 통신에 소요되는 시간을 감소시켜준다. 이러한 M-VIA에 복수개의 네트워크 카드를 사용하여 통신이 가능하게 하는 channel bonding 기법을 적용함으로써 서버 내부 통신망 자체의 대역폭을 증가시켰다. 두번째, 인터벌 캐쉬 기법을 적용하여 원격 서버 노드에서 전송 받은 비디오 데이터를 지역 노드의 메인 메모리에 캐쉬함으로써, 서버 내부 통신망에 발생하는 통신량을 감소시켰다. 실험을 통하여 분산 VOD 서버의 성능을 측정하였으며, TCP/IP에 기반하고 인터벌 캐쉬를 지원하지 않는 기존의 분산 VOD 서버와 성능을 비교하였다. 실험결과, channel bonding 기반 M-VIA의 적용으로 약$20\%$의 성능 향상, 그리고 인터벌 캐쉬 기법을 적용하여 추가로 약 $10\%$의 성능 향상이 생겨 총 $30\%$의 성능 향상을 얻을 수 있었다.

• 한국정보통신학회논문지
• /
• 제10권9호
• /
• pp.1582-1589
• /
• 2006

잠금기법은 분산 병렬 시스템의 동기화에 필수적이다. 기존의 큐잉 잠금기법은 최초의 잠금 읽기와 잠금 경합발생 시 공유 데이터에 대한 잠금이 해제되었을 때 발생하는 잠금 읽기 재 시도로 두 개의 트래픽을 발생한다. 본 논문에서는 WPV(Waiting Processor Variable) 잠금기법이라 불리는 새로운 잠금기법을 제안한다 새로이 제안하는 기법은 오직 한 개의 잠금 읽기 명령을 사용한다. WPV 기법은 파이프라인 전송방식을 사용하여 최초의 잠금 읽기 단계에서 공유 데이터가 전송될 때까지 대기 한 후 잠금을 실시한다. 데이터에 대한 잠금을 수행중인 프로세서는 대기 상태의 다음 프로세서에 대한 정보를 저장하고 있으므로, 공유 데이터가 캐쉬 대 캐쉬 데이터 전송 기법에 의하여 대기중인 다음 프로세서로 바로 전송된다. 따라서 대기중인 프로세서 에 대한 변수는 연결 리스트 구조를 갖는다. 제안된 기법은 캐쉬 상태의 잠금기법을 사용하여 잠금 오버 헤드를 줄이고 다중 잠금 경합 발생시 FIFO를 유지하게 한다. 또한 본 논문에서는 기존의 메모리 및 캐쉬 큐잉 잠금기법에 대한 WPV 잠금기법의 해석적 모델링을 제시한다. WPV 잠금기법에 대한 시뮬레이션의 결과는 기존의 큐잉 잠금기법에 비하여 50%의 접근 시간의 감소를 보여주었다.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
• /
• 제27권6호
• /
• pp.583-591
• /
• 2000

캐슁 기법은 저장 장치 계층 간의 속도차를 완충시키기 위해 캐쉬 메모리, 페이징 기법, 버퍼링 기법 등으로 널리 연구되어 왔다. 하지만, 최근 웹을 비롯한 다양한 광역 분산 환경의 보편화에 따라 단일 시스템 내의 저장 장치 간에 이루어지는 캐슁 기법 뿐 아니라 타 노드의 객체를 캐슁하는 기법의 중요성이 커지고 있다. 광역 분산 환경에서의 캐슁 기법은 객체의 캐슁에 드는 비용과 캐슁으로 인한 이득이 객체의 근원지 노드의 위치에 따라 이질적이기 때문에 비용 차이를 고려한 캐쉬 교체 알고리즘이 필요하다. 한편, 캐쉬 교체 알고리즘은 온라인 알고리즘으로서 매 시점 교체 대상이 되는 객체를 즉시 선택해야 하기 때문에 알고리즘의 시간 복잡도가 지나치게 높지 않아야 한다. 그러나, 광역 분산 환경에서의 교체 알고리즘에 대한 지금까지의 연구는 객체들의 이질성을 고려하는 문제와 캐쉬 운영의 시간 복잡도 측면 모두에서 만족스러운 결과를 보이지는 못하고 있다. 본 논문은 이러한 점을 극복하여 우수한 성능을 나타내면서 효율적인 구현이 가능한 새로운 교체 알고리즘을 설계하고, 그 우수성을 트레이스 기반 모의 실험을 통해 보여 준다.

• 정보처리학회논문지D
• /
• 제8D권5호
• /
• pp.593-604
• /
• 2001

데이타베이스 공유 시스템(Database Sharing System:Dss)은 고성능의 트랜잭션 처리를 위해 제안된 구조이다. DSS에서 고속의 통신망으로 연결된 노드들은 별도의 메모리와 운영체제를 가지며, 데이타베이스를 저장하고 있는 디스크 모든 노드에 의해 공유된다. 빈번한 디스크 액세스를 피하기 위해 각 노드는 최근에 액세스한 데이타 페이지와 인덱스 페이지들을 자신의 메로리 버퍼에 캐싱한다. 일반적으로 B-트리 인덱스페이지들은 데이타 페이지에 비해 빈번하게 캐싱되고, Fetch, Fetch Next, 삽입, 그리고 삭제와 같은 복잡한 연산을 수행하므로, 높은 동시성을 지원하는 효율적인 캐쉬 일관성 기법이 필요하다. 본 논문에서는 DSS에서 B-트리 인덱스 페이지의 식별자와 리프 페이지의 PageLSN을 사용한 캐쉬 일관성 기법을 제안한다.

• 한국정보과학회논문지:데이타베이스
• /
• 제30권6호
• /
• pp.651-665
• /
• 2003

매년 CPU 속도가 60% 정도 증가되고, 메모리 속도가 10% 증가되는 현실에서, 캐쉬 미스(Cache miss)를 얼마나 줄이느냐 하는 문제가 현재의 주기억 데이타베이스 환경에서 가장 중요한 문제로 대두되었다. 최근 연구들에서는 R-트리의 변형 모델인 CR-트리와 같은 인덱스 구조들이 제시되었으나, 이는 손실 발생 가능한 압축 기법을 사용함으로써 검색 성능이 더 나빠질 수 있다는 문제점이 있다. 본 논문에서는 MR-트리라고 이름 붙여진 캐쉬 동작에 민감한 R-트리의 새로운 변형 모델을 제시한다. MR-트리는 리프가 아닌 중간 노드 엔트리들을 100%에 가깝게 사용하여 결과적으로 트리의 높이와 중간 노드 엔트리의 MBR을 줄여주는 효과를 준다. 이를 위해 노드 분할 발생시 입력 경로 상에 하나 이상의 빈 엔트리를 지니는 중간 노드가 존재할 경우에만, 노드 분할을 상위로 전송하고, 존재하지 않을 경우 새롭게 생성된 노드는 분할된 노드의 자식 노드가 된다. MR-트리는 이와 같은 동작으로 인해 발생 가능한 트리 불균형 문제를 높이 균형화(HeightBalance) 알고리즘을 수행함으로써 해결한다. 한편, 본 논문에서는 MR-트리를 캐쉬 동작에 더욱 민감한 트리형태로 만들기 위해 CCMR-트리를 제안한다. 본 논문의 실험과 분석 결과, 2차원의 MR-트리는 약간의 개선된 수정 속도와 비슷한 메모리 사용량을 기록하며, 기존의 R-트리에 비해 2.4배 이상의 빠른 검색 속도를 나타냈다.

• 한국정보과학회논문지:컴퓨팅의 실제 및 레터
• /
• 제14권8호
• /
• pp.758-762
• /
• 2008

플래시 메모리 중 저장장치로 사용되는 낸드 플래시 메모리는 유비쿼터스 및 모바일 환경에 적합한 특성으로 다양한 분야의 저장장치로 이용되고 있으며 효율적인 활용을 위한 많은 연구가 진행되고 있다. 모바일 환경에서 이용할 수 있는 멀티미디어 데이타베이스 시스템을 위한 인덱스로써 공간 데이타 액세스가 가능한 R-트리의 검색 성능을 향상시킨 MR-트리는 메인 메모리 데이터베이스 시스템에서 캐쉬 미스를 줄이고 중간 노드의 이용률을 높임으로써 연산 성능을 높일 수 있는 특성을 가진다. 본 논문에서는 검색 성능이 좋은 MR-트리를 활용하여 낸드 플래시 메모리 기반에서 효율적인 동작을 위한 지연 연산 기법을 제안하였다. MR-트리의 노드 크기를 낸드 플래시 메모리의 쓰기 연산 단위에 맞추고 인덱스 수정 연산 시 노드 크기만큼 지연 연산하여 쓰기 연산으로 인한 플래시 메모리에서의 추가적인 비용을 줄이고 연산 횟수를 줄여 인덱스 성능을 향상 시켰다.

• ETRI Journal
• /
• 제10권3호
• /
• pp.62-72
• /
• 1988

HARP(High-performance Architecture for Risc-type Processor)는 한국전자통신연구소에서 개발하고 있는 고유 모델의 RISC형 32비트 CPU이다. HACAM은 HARP의 캐쉬 메모리 및 MMU를 1칩의 VLSI로 구현한 것으로서 virtual cache 구조를 갖는다. Virtual cache 시스팀에서는 synonym문제가 수반되는데, 이 문제는 multitasking을 하는 single CPU 시스팀에서도 발생하지만, multiprocessor 시스팀에서는 데이터 coherency 문제와 함께 해결하여야 되기 때문에 더욱 어렵다. 본 논문에서는 HACAM이 virtual cache 구조로 구현하게 된 배경 및 이의 타당성을 논하였고, 아울러 virtual cache 구조를 갖기 때문에 발생하는 synonym 문제를 설명하고, 이의 해결 방안을 제시하였다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
• /
• 한국정보과학회 2002년도 가을 학술발표논문집 Vol.29 No.2 (1)
• /
• pp.733-735
• /
• 2002

DNA fragment assembly 프로그램인 Phrap에서는 exact match를 찾기 위해 정렬된 k-글자 테이블 자료구조를 사용한다. 이것은 접미사 배열의 간단한 형태로서, DNA fragment assembly와 같은 응용에서는 접미사 배열보다 더 유용한 자료구조이다. 본 논문에서는 k-글자 테이블을 정렬하는 Manber-Myers, Quicksort, Radix sort 알고리즘을 살펴보고, 실험을 통해 그 중에서 가장 뛰어난 성능을 가지는 것이 Quicksort 알고리즘임을 보였다 또한 k-글자 테이블의 정렬 문제에 있어서는, 캐쉬-메모리 아키텍쳐에 최적화되어 계산복잡도 속에 숨어있는 상수를 최소화하는 것이 중요한 문제임을 밝힌다.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제39권2호
• /
• pp.191-197
• /
• 2015

본 연구에서는 분산 메모리시스템에서의 압력 방정식의 병렬해법을 위하여 MPI(Message Passing Interface)와 하이브리드 병렬기법을 사용하였다. 두 모델은 영역분할 기법을 활용하며, 하이브리드 기법은 성능이 양호한 두 가지 영역분할에 대해 수행하였다. 두 병렬기법의 성능을 비교하기 위해서 다양한 문제 크기에 대해 최대 96개의 쓰레드를 사용하여 속도향상을 측정하였다. 병렬 성능은 캐쉬 메모리에 따른 문제의 크기 및 MPI 통신, OpenMP 지시어의 부하에 대해 영향을 받음을 확인하였다. 문제의 크기가 작은 경우에는 쓰레드가 증가할수록 MPI 통신 및 OpenMP 지시어 부하에 대한 비율이 상대적으로 크기 때문에 병렬 성능이 좋지 않으며, MPI 통신 부하보다는 OpenMP 지시어 부하가 상대적으로 크므로 MPI 병렬 기법의 병렬 성능이 더 우수하다. 문제의 크기가 큰 경우에는 캐쉬 메모리의 활용도가 높고 MPI 통신 및 OpenMP 지시어 부하에 대한 비율이 낮아 병렬 성능이 좋으며, OpenMP 지시어보다 MPI 통신에 의한 부하가 더 지배적이어서 하이브리드 병렬 성능이 MPI 병렬 성능보다 더 양호하다.

• 한국멀티미디어학회논문지
• /
• 제13권7호
• /
• pp.1023-1043
• /
• 2010

최근 메인 메모리의 용량 증가와 가격하락으로 데이터베이스 시스템에서 사용하고 있는 색인 전체를 메인 메모리상에 상주시키는 것이 가능해지고 있다. 그러나 CPU와 메인 메모리의 연산속도와 메인 메모리의 접근 속도의 차이는 해마다 커지고 있다. 이러한 접근 속도 차이로 생기는 문제를 해결하기 위한 많은 연구가 진행 중에 있다. 이러한 연구 중 캐시 인식 트리는 데이터 압축을 통해서 캐시 미스를 줄이고, 메인 메모리의 접근 비용을 감소시킬 수 있다. 기존의 캐시 인식 트리는 데이터의 특성과 관계없이 오직 한 가지 방법의 압축방법을 사용하는 한계가 있다. 본 논문에서는 이러한 한계를 극복 할 수 있는 방법을 제안한다. 첫 번째로, 데이터의 특성을 설명 할 수 있는 압축 지역성의 개념을 제안한다. 두 번째로, 데이터의 특성에 따라 최대한 캐시 미스를 줄일 수 있도록 여러 가지 압축 방법을 지원하는 DC-Tree를 제안한다. 캐시 미스 수 측면에서 DC-Tree는 B+-Tree, Simple prefix DC-Tree, pkB-Tree에 비해 각각 1.7배, 1.5배, 1.3배의 성능 향상을 보였다. 본 논문에서 제안한 DC-Tree는 사업 데이터베이스 시스템에 적용 할 수 있을 것으로 예상되며, 실제 응용에서도 성능 향상을 보일 수 있을 것이다.