• 정보보호학회지
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• 제31권1호
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• pp.25-39
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• 2021

마이크로아키텍처 데이터 샘플링 공격 중 하나인 Zombieload 공격은 마이크로코드 어시스트를 이용하여 물리 코어를 공유하는 다른 논리 코어가 접근하는 데이터를 읽는 공격이다. 마이크로코드 어시스트는 페이지 폴트 과정에서 로드 명령어를 수행할 때 발생하므로, Zombieload 공격은 시그널 핸들러 또는 TSX로 페이지 폴트를 처리 또는 억제한다. 그러나 시그널 핸들러에서 발생하는 잡음과 TSX를 지원하는 프로세서 수의 부족이 Zombieload 공격의 효율을 감소시킨다. 본 논문에서는 페이지 폴트를 RSB를 이용한 잘못된 추측 실행으로 처리하여, 기존의 한계점을 개선한 새로운 Zombieload 공격을 제안한다. 제안한 공격의 성능을 평가하기 위해, 실험을 통해 기존의 Zombieload 공격과 성능을 비교한다. 끝으로 제안한 공격을 막기 위해 여러 가지 방어 기법을 제시한다.

• 정보처리학회논문지A
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• 제8A권4호
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• pp.319-330
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• 2001

가상 메모리 시스템에서 프로세스가 현재 물리 메모리에 없는 페이지에 접근하게 되면 페이지 폴트가 발생하고, 이를 처리하기 위하여 예측할 수 없는 지연을 초래하는 페이지 폴트 핸들러가 동작하게 된다. 따라서 가상 메모리 시스템은 실시간 태스크의 제한 시간 실패율을 높여주는 요인이 될 수 있으므로 실시간 시스템에서 사용하기 어렵다. 뿐만 아니라, 새로운 태스크가 동적으로 유입되는 범용 운영체제 환경에서 가상 메모리 시스템은 태스크의 집중적인 페이지 폴트로 인하여 일시적인 과부하 상태에 빠질 수 있다. 본 논문에서는 집중적으로 발생하는 페이지 폴트에 의한 일시적인 과부하를 효율적으로 처리할 수 있는 RBPFH(Rate-Based Page Fault Handling) 알고리즘을 제시하고 있다 알고리즘의 특징은 현재 시스템의 자원을 모니터링하면서 페이지 폴트가 제한된 범위를 초과하지 않도록 분산시키는 방법을 사용하고 있으며, 페이지 폴트 처리 비율을 조정해줌으로써 동적으로 시스템의 부하가 변하는 상황을 고려하고 있다. RBPFH 알고리즘은 리눅스 운영체제에서 구현하였으며, 실험을 통하여 멀티미디어와 같은 연성 실시간 태스크를 지원하는데 있어서 유용하게 사용될 수 있음을 확인하였다. 실험 결과 RBPFH는 태스크의 제한 시간 실패율을 10%∼20% 감소시키고, 평균 지연 시간을 50%∼60% 감소시켜주었다.

• 정보과학회 논문지
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• 제42권12호
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• pp.1486-1494
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• 2015

스마트폰과 같은 모바일 기기가 널리 보급됨에 따라 사용자들은 모바일 기기 응용들을 사용하면서 빠른 응답성을 제공받기를 바란다. 하지만 모바일 기기 응용들은 종종 사용자가 기대하는 수준의 응답성을 제공하지 못한다. 응답성을 저해하는 주 원인들 중 하나는 과도한 페이지 폴트 발생에 따른 대화형 태스크 수행의 지연이다. 이는 대화형 태스크의 상주 페이지(resident page)들이 비대화형 태스크와의 페이지 캐시 경쟁에 의해 더욱 빈번히 희생될 페이지(victim page)으로 선정되어 스토리지로 쫓겨나기 때문이다. 이 논문은 이러한 문제를 해결하기 위해 프레임워크 지원 선별적 페이지 보호 기법을 제시한다. 제안한 기법은 프레임워크 레벨에서 대화형 태스크를 식별하고 이를 커널에 전달하여 페이지 replacement 시에 대화형 태스크의 페이지를 보호하고, 사용자 입력 처리 중에 발생하는 페이지 폴트를 줄인다. 실험 결과 제안된 기법은 기존 시스템에 비해 페이지 폴트 횟수를 37% 감소시켰고, 응답시간을 11% 단축할 수 있었다.

• 정보처리학회논문지A
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• 제11A권3호
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• pp.157-162
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• 2004

본 논문에서는 가상 메모리 압축 알고리즘으로 CAMD 알고리즘을 제안한다. CAMD 알고리즘은 페이지 폴트가 일어났을 때 이들 페이지들을 스왑 디바이스로 이동시키지 않고 주기억장치 내의 압축된 캐시 영역을 할당하여 압축된 페이지를 저장한다. 이렇게 함으로써 스왑 디바이스로 이동하는 시간과 횟수를 감소시켜서 페이지 폴트 응답시간을 줄이며 주기억장치에 저장되는 페이지들의 공간 활용도를 높일 수 있다. 메모리 내의 데이터는 일반적인 압축 알고리즘에서 다루는 데이터와는 다른 특징들을 가지고 있어서 메모리 내의 주소 값이나 배열 데이터와 값은 요소들을 고려하여 압축될 때의 효율성을 높일 수 있다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제22권1호
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• pp.65-70
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• 2022

최근 고속 스토리지의 활성화로 인해 하드디스크를 전제로 설계된 메모리 관리 시스템에 대한 재고가 필요한 시점에 이르렀다. 본 논문은 고속 스토리지 환경에서 메모리 접근 시간이 페이지 크기에 민감한 점을 관찰하고, 그 이유가 페이지 폴트율보다 TLB 미스율이 메모리 접근시간에 미치는 영향력이 커졌기 때문임을 확인하였다. 또한, TLB 미스율과 페이지 폴트율이 페이지 크기 변화에 따라 상충관계를 나타냄을 확인하고 이를 모델링하는 함수를 설계하였다. TLB 미스율의 경우 파워 피팅을 통한 모델링을 하였으며, 페이지 폴트율의 경우 2개의 항을 가진 지수 피팅을 통한 모델링을 하였다. 검증 실험을 통해 설계된 모델 함수에 의한 예측치가 실제 결과값을 잘 반영함을 확인하였다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제22권6호
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• pp.57-62
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• 2022

최근 상변화메모리와 같은 고속 스토리지 매체의 출현으로 느린 디스크 스토리지에 적합하게 설계된 메모리 관리 기법에 대한 재고가 필요한 시점에 이르렀다. 본 논문에서는 상변화메모리를 가상메모리의 스왑장치로 이용하는 시스템을 위한 새로운 페이지 교체 정책을 제안한다. 제안하는 방식은 페이지 교체 정책이 전통적으로 추구하던 페이지 폴트 횟수 절감뿐 아니라 스왑 장치에 발생하는 쓰기량 절감을 동시에 추구한다. 이는 상변화메모리의 쓰기 연산이 느리고 쓰기 횟수에 제한이 있다는 점에 착안한 것이다. 구체적으로 살펴보면 메모리 부하가 높은 경우 페이지 폴트를 줄이는 데에 초점을 맞추고 메모리 공간에 여유가 있을 경우 스토리지 쓰기량을 줄이는 적응적인 방식을 채택한다. 이를 통해 제안하는 정책이 메모리 시스템의 성능을 저하시키지 않으면서 스토리지 쓰기량을 크게 절감함을 다양한 워크로드의 메모리 참조 트레이스를 재현하는 시뮬레이션 실험을 통해 보인다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2003년도 가을 학술발표논문집 Vol.30 No.2 (1)
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• pp.385-387
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• 2003

본 논문에서는 이질적인 클러스터 컴퓨팅시스템 에서 CPU와 메모리 자원을 효율적으로 사용하는 작업 부하 균등화 정책을 제안한다. 이 정책의 특징은 CPU부하 상태와 수행중인 작업의 메모리 요구량을 고려하여 작업을 동적으로 할당하는 것이다. 먼저 각 노드는 CPU와 메모리 사용량에 따라 과부하 상태가 아니면 작업을 할당받아 수행한다. 그리고 수행중인 작업의 메모리 요구량이 가용 메모리 크기를 초과하여 페이지 폴트가 발생하면 수행 중인 작업을 다른 노드로 이주시킴으로써 메모리 과부하에 따른 페이지 폴트 발생을 줄이고, 작업의 대기 시간과 수행시 간을 단축한다. 본 논문에서는 시뮬레이션을 통하여 제안한 작업부하 균등화 정책이 기존의 CPU 기반정책에 비해 시스템의 성능향상 면에서 유리함을 검증한다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2010년도 추계학술발표대회
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• pp.1721-1724
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• 2010

멀티코어의 등장과 병렬 프로그래밍의 확산으로 lock-free 동기화 기법에 대한 관심과 필요성이 더욱 커지고 있지만, 대부분의 lock-free 동기화 기법들이 구현 복잡도와 동작시 오버헤드로 인해 실제 활용되는 사례는 미비하다. 하지만, RCU(Read-Copy Update) 기법의 등장으로 다양한 운영체제에서 이를 구현하여 활용하고, 최근에는 게임 서버와 같은 응용 프로그램에서도 이를 활용하려는 시도가 늘어나고 있지만, 기존에 제안된 URCU(Userspace RCU) 기법들은 메모리 순서오류 문제 해결을 위한 메모리 장벽 호출 및 reader와 updater 간의 IPC 등으로 충분한 성능을 보여주지 못하고 있다. 이에 본 논문에서는 페이지 폴트를 이용한 URCU 기법을 제안하고, 이를 구현하여 기존의 URCU 기법들과 실험을 통하여 평가하였다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2004년도 봄 학술발표논문집 Vol.31 No.1 (A)
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• pp.145-147
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• 2004

점진적 검사점은 검사점 사이의 변경된 상태만을 기록하는 방식으로 검사점 오버헤드를 줄이는 기법으로 알려져 있다. 본 논문에서는 효율적인 점진적 검사점인 Ickpt의 설계 내용과 함께 리눅스 커널 2.4.20에서 구현하는 기법에 대해 설명한다. Ickpt는 리눅스 운영체제에서 제공하는 페이지 쓰기 결함을 이용하여, 변경된 페이지만을 새로운 검사점에 저장한다. Ickpt의 실험 결과는 비점진적 검사점을 사용한 것에 비하여 상당히 오버헤드를 줄일 수 있음을 보여준다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2000년도 제13회 춘계학술대회 및 임시총회 학술발표 논문집
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• pp.220-225
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• 2000

리눅스는 무료로 사용 및 배포가 가능한 유닉스 계열의 운영 체제이다. 본 논문에서는 리눅스 커널의 최신 버전 소스 중 메모리에 관련된 부분만을 페이징, 컨텐트와 메모리와의 메핑, 그리고 페이지 폴트와 페이징 폴트에 따른 스와핑에 관한 부분으로 나누어 분석하고 메모리상에서만 리눅스 운영체제가 동작할 수 있는 방안을 제시한다.