• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제37권3호
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• pp.172-183
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• 2010

가상 메모리 시스템(VM)에서 페이지 부재로 발생하는 디스크 I/O를 감소시키기 위해 페이지 선반입 기법을 사용한다. 이 기법은 부재 페이지와 함께 추가적인 페이지들을 한 번의 디스크 I/O로 미리 읽는다. 그런데, 4.4BSD와 같은 운영체제의 VM은 응용 프로그램의 페이지 참조 패턴을 고려하지 않고 항상 가능한 많은 페이지들을 선반입하고자 한다. 이 방법은 선반입된 페이지들 중 일부만 사용하는 참조패턴에서 디스크 참조 시간을 증가시키며, 유용한 페이지들을 메모리에서 내보내는 메모리 오염을 야기한다. 이런 문제를 해결하기 위해 본 논문은 적응적 페이지 선반입 제어 기법(APC)을 제안한다. APC는 선반입 페이지들 중에서 메모리에 존재하는 동안 참조된 페이지들의 비율을 프로세스 단위로 주기적으로 측정하고, 이 비율을 사용하여 4.4BSD VM이 선반입하고자 하는 페이지의 개수를 조절한다. 그래서 실행도중 페이지 참조 패턴이 바뀌더라도 적절한 수의 페이지를 선반입할 수 있다. 성능 검증을 위해 APC를 4.4BSD 기반의 FreeBSD 6.2에 구현하였으며, SOR, SMM, FFT 벤치마크를 통해 성능을 측정하였다. 성능 측정 결과 APC는 기존 BSD VM보다 벤치마크의 실행 시간을 최대 57% 단축하였다.

• 정보처리학회논문지A
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• 제14A권4호
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• pp.235-244
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• 2007

메인메모리와 저장장치사이의 속도차이에 대한 소프트웨어적 보완 기법으로서 캐싱 및 선반입 정책이 대부분의 시스템에서 사용되고 있다. 본 논문에서는 프로그램의 페이지 참조 패턴을 고려하지 않은 리눅스 커널의 캐싱 및 선반입 정책을 개선하고자 NAND 플래시 메모리용 파일시스템 계층에서 동작하는 Flash Cache Core Module(FCCM)을 YAFFS 상에서 설계 및 구현하였다. FCCM은 커널의 안정성과 호환성을 지원하기위해 커널과 독립적인 구조를 가지며, 플래시 메모리의 특성을 고려한 Dirty-Last 메모리 교체 기법과 페이지의 히트 여부에 따른 선반입 페이지 대기큐를 구현하였다. FCCM은 리눅스의 캐시 및 선반입 정책과 비교해 I/O 횟수와 요구되는 선반입양이 각각 최대 55%(평균 20%) 및 최대 55%(평균 24%)까지 감소했다.

• 한국정보과학회논문지:컴퓨팅의 실제 및 레터
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• 제15권2호
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• pp.77-88
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• 2009

휴대용 저장장치로 각광 받고 있는 NAND 플래시 메모리의 용량이 커지면서 기존의 파일시스템과 플래시 메모리 컨트롤러 간의 중간 매개체 역할을 해주는 FTL(Flash Translation Layer)의 주소 변환 및 수명 관리 기법이 점차 중요해지고 있다. 본 논문에서는 연속적인 논리 주소 요청이 물리 주소가 인접한 경우의 값을 기록하는 연속성 카운터를 제안하여 주소 변환 횟수를 감소 시켰으며 이와 함께 자주 쓰이는 주소의 페이지들을 미리 주 메모리에 선반입하여 플래시 메모리의 입출력 성능을 향상시켰다. 또한 쓰기 빈도가 높은 주소를 예측하고 잦은 쓰기를 방지하기 위해 2비트 쓰기 예측과 비동기 쓰기 기법을 제시하여 쓰기 성능과 플래시 메모리의 수명을 향상 시켰다. 실험 결과 본 논문에서 제안하는 CFTL(Clustered Flash Translation Layer)이 기존 FTL들보다 주소 변환 성능이 최대 20%, 쓰기 시간을 최대 50% 이상 감소시켰다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2006년도 하계종합학술대회
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• pp.777-778
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• 2006

In this thesis, we design and implement a Flash Cache Core Module (FCCM) which operates on the YAFFS NAND flash memory. The FCCM applies memory replacement policy and prefetching policy based on the page reference pattern of applications. Also, implement the Clean-First memory replacement technique considering the characteristics of flash memory. In this method the decision is made according to page hit to apply prefetched waiting area. The FCCM decrease I/O hit frequency up to 37%, Compared with the linux cache and prefetching policy. Also, it operated using less memory for prefetching(maximum 24% and average 16%) compared with the linux kernel.

• 정보처리학회논문지D
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• 제13D권4호
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• pp.463-476
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• 2006

R-tree는 일반적으로 트리 노드의 크기를 디스크 페이지의 크기와 같게 함으로써 I/O 성능이 최적화 되도록 구현한다. 최근에는 주메모리 환경에서 CPU 캐시 성능을 최적화하는 R-tree의 변형이 개발되었다. 이는 노드의 크기를 캐시 라인 크기의 수 배로 하고 MBR에 저장되는 키를 압축하여 노드 하나에 더 많은 엔트리를 저장함으로써 성능을 높였다. 그러나, 디스크 최적 R-tree와 캐시 최적 R-tree의 노드 크기 사이에는 수십-수백 바이트와 수-수십 킬로바이트라는 큰 차이가 있으므로, I/O 최적 R-tree는 캐시 성능이 나쁘고 캐시 최적 R-tree는 디스크 I/O 성능이 나쁜 문제점을 가지고 있다. 이 논문에서는 CPU 캐시와 디스크 I/O에 모두 최적인 R-tree, PR-tree를 제안한다. 캐시 성능을 위해 PR-tree 노드의 크기를 캐시 라인 크기보다 크게 만든 다음 CPU의 선반입(prefetch) 명령어를 이용하여 캐시 실패 횟수를 줄이고, 트리 노드를 디스크 페이지에 낭비가 적도록 배치함으로써 디스크 I/O 성능도 향상시킨다. 또한, 이 논문에서는 PR-tree에서 검색 연산을 수행하는데 드는 캐시 실패 비용을 계산하는 분석 방법을 제시하고, 최적의 캐시와 I/O 성능을 보이는 PR-tree를 구성하기 위해, 가능한 크기의 내부 단말 노드, 중간 노드를 갖는 PR-tree 생성하여 성능을 비교하였다. PR-tree는 디스크 최적 R-tree보다 삽입 연산은 3.5에서 15.1배, 삭제 연산은 6.5에서 15.1배, 범위 질의는 1.3에서 1.9배, k-최근접 질의는 2.7에서 9.7배의 캐시 성능 향상이 있었다. 모든 실험에서 매우 작은 I/O 성능 저하만을 보였다.