• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 1998년도 가을 학술발표논문집 Vol.25 No.2 (3)
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• pp.74-76
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• 1998

본 논문에서는 유닉스 파일 시스템에서의 버퍼캐쉬 크기에 따라 사용자 데이터와 메타데이터의 버퍼 캐쉬 히트율을 분석하였다. 그리고 메타 데이터가 유닉스 운영체제 파일 시스템의 성능에 미치는 영향을 분석하고 이를 기반으로 버퍼 캐쉬의 동적 특성과 성능의 장애 요인들을 분석하였다. 유닉스 운영체제에서 사용되는 사용자 데이터와 메타데이터에 대한 버퍼 캐쉬의 동적인 동작을 분석하기 위하여 trace-driven방법을 이용하였으며 이를 위하여 시뮬레이터를 작성.사용하였다. 파일 시스템은 특정 유닉스 버전에 영향을 받지 않기 위해 USF[1]에 기초하였고, 작업부하(workload)로는 Sprite- trace 데이터 중 allspice 서버에서 추출한 데이터를 사용하였다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2004년도 가을 학술발표논문집 Vol.31 No.2 (1)
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• pp.4-6
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• 2004

본 논문에서는 원격 캐쉬를 추가시킨 분산 메모리 구조 다중 프로세서 시스템의 성능 향상을 위해 새로운 원격 캐쉬 교체 정색을 제안한다. 일반적으로 다중 계층 내포성(MLI)을 치키는 다중 계층 메모리 구조에서 LRU 교체 정책을 사용할 경우, 상위 계층 캐쉬의 LRU 정보와 하위 계층 캐쉬의 LRU 정보가 서로 상이함으로 인해 하위 계층 캐쉬에서의 교체가 상위 계층에서 사용 중인 캐처 라인의 교체를 발생시켜 전체 시스템의 성능을 저하시키는 원인이 된다. 이러한 LRU 캐쉬 교체 정책의 단점을 보완하고자 각 노드 당 프로세서들의 원격 메모리 접근 지역성을 이용한 원격 캐쉬 교체정책의 사용으로 상위 캐쉬의 유용한 캐쉬 라인의 접근 실패율을 감소시킴으로써 다중 프로세서 시스템의 성능 향상을 꾀한다. 프로그램 기반 시뮬레이터를 통해 제안한 원격 캐쉬 교체 정책을 적용하였을 때, 기존의 LRU 교체 정책과 비교하여 무효화 수와 캐쉬 접근 실패가 평균 5%. 최대 10% 감소하였다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2009년도 춘계학술발표대회
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• pp.1045-1046
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• 2009

본 논문에서는 이산 이벤트 시뮬레이터인 SMPL을 이용하여 노변 네트워크에서의 데이터 처리에 따르는 데이터 캐쉬 성능분석기를 구현한다. 구현된 성능분석기는 SMPL의 요청 도착과 서비스 사건 처리를 기본 골격으로 하여 실제 차량의 궤적 데이터에 기반한 데이터 요청 생성부와 큐잉 정책과 캐쉬 정책을 선택할 수 있는 정책 처리부 등으로 구성된다. 이 분석기는 서비스율, 해당 정책, 캐쉬의 크기 등의 수행인자를 설정하여 이에 따르는 큐 길이의 분포, 캐쉬의 히트율, 요청 처리시간의 분포 등을 측정할 수 있도록 한다. 추정된 성능 요소를 기반으로 노변 네트워크에 기반한 차량 텔레매틱스 시스템에서 RSU(RoadSide Unit)의 배치, 성능 요구사항 분석, 새로운 큐잉 정책과 캐쉬 정책의 설계 등 다양한 응용이 가능하다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제14권12호
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• pp.9-16
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• 2009

최신의 멀티코어 프로세서를 설계할 때에는 성능과 함께 전력 효율성이 반드시 고려되어야 한다. 본 논문에서는 싱글 코어 프로세서의 명령어 캐쉬에서 소비되는 전력을 줄이기 위해 사용되는 대표적 기법중 하나인 필터 캐쉬 구조를 멀티 코어 프로세서에 적용하기 위한 새로운 방안을 제시하고자 한다. 명령어 캐쉬는 프로세서 전체에서 소비되는 전력의 상당 부분을 차지하고 있기 때문에, 변형 필터 캐쉬 구조를 이용한 저전력 명령어 캐쉬 설계는 멀티 코어 프로세서의 전력 소비를 줄이는데 있어서 중요한 역할을 담당할 수 있다. 제안하는 변형 필터 캐쉬 구조는 멀티코어 프로세서에서 필터 캐쉬에 대한 희생 캐쉬를 추가함으로써 1차 명령어 캐쉬에 대한 접근 횟수를 감소시키는 방법을 이용하여 명령어 캐쉬에서 소비되는 총전력을 줄일 수 있다. 제안하는 명령어 캐쉬 구조의 효율성을 분석하기 위한 모의 실험 도구로 SimpleScalar시뮬레이터와 CACTI를 사용한다. 모의실험 결과, 제안하는 기술은 멀티코어 프로세서의 명령어 캐쉬에서 소비되는 전력을 기존의 필터 캐쉬 구조와 비교하여 최대 3.4% 감소시킬 수 있음을 확인할 수 있다. 더욱이 제안하는 구조는 기존의 필터 캐쉬 구조에 비해 보다 우수한 성능을 보여준다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제19권7호
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• pp.113-130
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• 2014

본 논문은 SSD를 캐쉬로 사용하는 하이브리드 저장장치에서 캐쉬에 저장할 데이터를 찾기 위한 BLOCS 기법을 제안한다. 시퀀스 패턴 마이닝을 사용하는 BLOCS 기법은 파일시스템에서 호출하는 섹터들의 연관성을 발생한 순서를 고려하여 빈번히 요청되는 섹터들의 집합을 생성한다. 비교 분석을 위해 탐색거리(DIST) 기반 기법과 요청 빈도(FREQ) 기반 기법 그리고 빈도와 크기의 곱(F-S) 기반 기법을 제안하였다. 제안한 캐슁 기법을 평가하기 위해 하이브리드 캐슁 시뮬레이터를 개발하여 적중률과 응답시간 정보를 얻는다. 부팅 시 발생하는 I/O의 흐름자료와 10개의 응용프로그램들의 실행 시나리오에서 발생한 I/O 흐름자료를 수집하여 캐쉬 시뮬레이터의 입력으로 사용하였다. 실험 결과 부팅 흐름자료에서 제안한 BLOCS 기법이 61%의 적중률을 나타내서 적중률이 가장 낮았던 거리 우선 기반 기법에 비해 15% 더 높은 적중률을 보였다.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제28권4호
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• pp.188-195
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• 2001

본 논문에서는 PC 클러스터 기반 CC-NUMA 시스템을 제안하고, 시뮬레이션을 통하여 성능을 분석하였다. PC 클러스터 기반 CC-NUMA 시스템은 PC의 PCI slot에 CC-NUMA 카드를 장착함으로써 구현되며 공유메모리, 네트워크 캐쉬, 네트워크 제어 모듈을 포함한다. CC-NUMA 시스템은 PCI 버스상에 존재하는 메모리를 공유대상으로 하며, 공유메모리와 네트워크 캐쉬사이의 일관성은 IEEE SCI 표준에 의해 유지된다. CC-NUMA 시스템을 시뮬레이션 하기 위해 실행주도 시뮬레이터인 Limes를 수정하여 사용하였으며, 캐쉬 일관성 유지 알고리즘으로 SCI의 typical set을 구현하였다. 또한 기존 시스템과의 비교를 위해서 네트워크 캐쉬를 활용하지 않는 Dolphin사의 PCI-SCI 카드에 기반한 NUMA 시스템을 시뮬레이션 하였다. CC-NUMA 시스템의 성능을 측정하기 위하여 다양한 실험을 수행하였으며, 실험결과 CC-NUMA 시스템이 NUMA 시스템에 비해서 성능향상이 우수함을 알 수 있었다. 또한, CC-NUMA 시스템이 최적의 성능을 발휘하는 파라미터의 값을 도출하였으며, 이를 CC-NUMA 시스템의 실제 구현에 반영하였다.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제26권4호
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• pp.420-431
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• 1999

이 논문은 병렬 공유 메모리 시스템의 성능을 정확하게 평가할수 있으며 MIT의 Proteus 시뮬레이터의 기능을 확장한 시뮬레이터인 Trojan 에 대해 언급한다. 이 논문에서 언급되는 trojan 의 주요한 기능으로는 다음과 같다. 첫째, Trojan 은 프로세스 기반 응용 프로그램(예를 들어 SPLASH)과 쓰레드 기반 응용 프로그램들(예를 들어 SPLASH2) 에 대해 효율적 시뮬레이션을 제공한다. 둘째, 수행 구동 시뮬레이터 중에 처음으로 가상 메모리 시뮬레이션 기능이 구현되었다. 실제 운영체제의 가상 메모리 시스템과 하드웨어 시스템과의 상호작용 및 가상 메모리 시스템의 성능을 평가할수 있게 되었다. 기존의 공유 메모리 시뮬레이터들은 공유 메모리를 참조하기위해서 시뮬레이터 자체가 제공하는 문법에 맞게 변경해야만 하는 단점이 있다. 이 논문에서처럼 Trojan 시뮬레이터는 캐쉬동작, 네트웍통신양, 다주프로세서 시스템 설계,그리고 병렬 공유 응용 프로그램동작 및 성능 연구에 효율적이고 폭넓게 사용되고 있다.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제37권5호
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• pp.292-303
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• 2010

온칩(on-chip) 캐쉬는 외부 메모리로의 접근을 감소시키며 빈번하게 접근되기 때문에 내장형 시스템의 성능과 에너지 소비 측면에서 중요한 역할을 한다. 본 논문에서는 내장형 시스템에 맞추어 설계된 2-레벨 데이터 캐쉬 메모리 구조를 제안하고자 한다. 레벨1(L1) 캐쉬의 구성으로 작은 크기, 직접시장(direct-mapped) 그리고 바로쓰기(write-through)를 채용한다. 대조적으로 레벨2(L2) 캐쉬는 보통의 캐쉬 크기와 집합연관(set-associativity) 그리고 나중쓰기(write-back) 정책을 채용한다. 결과적으로 L1 캐쉬는 빠른 접근 시간을 가지며 (한 사이클 이내) L2 캐쉬는 전체 캐쉬의 미스율(global miss rate)을 낮추는데 효과적이다. 작은 크기의 L1 데이터 캐쉬로 인한 증가된 캐쉬 미스율(miss rate)을 줄이기 위해 ECP(Early Cache hit Predictor)기법을 제안하였다. 제안된 ECP기법은 L1 캐쉬 히트 예측을 통해서 요청된 데이터가 L1 캐쉬에 있는지 예측할 수 있으며 추가적으로, ALU를 필요로 하지 않고 빠르게 유효주소(effective address)계산을 할 수 있다. 또한, 두 캐쉬 계층간 바로쓰기(write-through) 정책에서 오는 빈번한 L2 캐쉬 접근으로 인한 에너지 소비를 줄이기 위해 지정웨이 쓰기(one-way write) 기법을 제안하였다. 제안된 지정웨이 쓰기 기법을 이용하면 바로쓰기 정책으로 인한 L1 캐쉬에서 L2 캐쉬로의 쓰기 접근시 태그(tag) 비교 과정을 거치지 않고 하나의 지정된 웨이를 바로 접근할 수 있다. 사이클 단위 정확도의 시뮬레이터와 내장형 벤치마크를 이용한 실험 결과 본 논문에서 제안한 2-레벨 데이터 캐쉬 메모리 구조는 평균적으로 3.6%의 성능향상과 50%의 데이터 캐쉬 에너지 소비를 감소 시켰다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제15권1호
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• pp.1-12
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• 2010

지난 수십 년 동안 프로세서의 성능은 크게 발전하여 왔다. 하지만, 공정 기술의 발달에 기인한 프로세서의 급속한 성능 향상은 최근 들어 몇 가지 문제점들에 직면하고 있다. 반도체 공정 기술이 크게 발전하면서 회로 집적도가 급속도로 높아짐에 따라서 단위 면적당 소모되는 전력량의 증가와 그에 따른 열섬 현상이 대표적인 문제점으로 인식되고 있다. 이와 같은 최근 상황에서, 최신의 프로세서를 설계할 때에는 전력 효율성 향상과 온도 제어 기술이 반드시 함께 고려되어야만 한다. 본 논문에서는 프로세서에서 소비되는 전력의 상당 부분을 차지하고 있는 명령어 캐쉬의 전력 효율성을 향상시키기 위해 사용되는 대표적인 기법 중 하나인 필터 캐쉬 구조에서 발생하는 필터 캐쉬의 온도 상승 문제를 해결하기 위한 기법을 제안함으로써 저전력과 저온도 유지를 동시에 해결하고자 한다. 제안하는 변형 필터 캐쉬 구조는 세 가지로 분류된다. 프로세서가 명령어를 요청 시 필터 캐쉬와 메인 캐쉬를 선택적으로 접근하도록 하는 바이패스 필터 캐쉬 구조, 동일한 크기의 필터 캐쉬를 하나 더 추가하여 기존의 필터 캐쉬와 추가한 필터캐쉬를일정시간동안 번갈아 접근하도록하는 중복필터캐쉬구조, 그리고기존의필터캐쉬를두 개의독립된 필터 캐쉬로 분할하여 요청 명령어에 따라선택적으로 접근되도록 하는 분할필터 캐쉬 구조이다. 본논문에서는 제안된 변형 필터 캐쉬 기법들의 효율성을 정확하게 측정하기 위하여 Wattch 시뮬레이터와 Hotspot을 사용하여 모의실험을 수행한다. 모의실험결과, 본 논문에서 제안하는 세 가지 기법 중 분할 필터 캐쉬 구조가 저온도 필터 캐쉬유지에 가장 적합한 구조임을 확인할 수 있다.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제31권12호
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• pp.704-715
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• 2004

최근의 단일 혹은 다중 프로세서 시스템은 일반적으로 계층적 메모리를 사용한다 이는 프로세서의 클럭 속도와 메모리로의 데이타 접근 시간의 증가로 인한 시스템 성능 저하를 막기 위한 노력 중 하나이다. 특히 프로세서와의 속도 차이를 줄이기 위해 사용되는 캐쉬는 이단계에서 삼단계에 이르는 다양한 형태의 계층을 포함하는 메모리 시스템으로 구성된다. 이 중에서도 특히 상위 캐쉬는 프로세서와 직접 인터페이스가 이루어지기 때문에, 해당 캐쉬의 적중률은 전체 시스템의 성능을 결정하는 중요한 요소가 된다. 이러한 상위 캐쉬의 하나로써, 희생 캐쉬는 일차 캐쉬의 충돌 미스(Conflict Miss)를 줄이기 위해 추가된 모듈이다. 이는 프로세서 입장에서 보면 절차상 일차 캐쉬와 동등한 관계에서 접근이 이루어진다. 본 논문에서는 이러한 상위 캐쉬의 관리 정책 중, 기존의 일차 캐쉬와 희생 캐쉬의 구현시 배제되어 왔던 프로세서의 재사용 정보를 이용하는 캐쉬 라인의 효율적인 관리 정책을 제안하고자 한다. 이 기법은 프로세서의 데이타 사용 빈도에 의한 캐쉬 교체 정책으로, 프로세서에 의해 특정 데이타가 얼마나 자주 접근되었는가에 따라, 사용 빈도수가 높은 데이타에 대해 캐쉬에 위치시키는 시간을 연장시키는 기법이다. 본 논문에서는 제안된 메모리 시스템의 성능을 평가하기 위해, 이를 프로그램 기반 시뮬레이터인 Augmint를 통해 모델링한 후, 시뮬레이션을 수행한다. 그리고 이를 기존의 단순한 회생 캐쉬 교체 정책과 비교하여 성능상의 차이점을 비교 분석한다. 실험 결과 제안된 LIVMR 기법은 최대 6.7%, 평균 0.5%의 성능 향상을 보였다.