• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제33권5호
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• pp.306-315
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• 2006

컴퓨터 시스템의 1차 캐쉬 적중률은 시스템의 성능을 평가함에 있어 가장 중요한 요소 중 하나이다. 하위 메모리 구조로부터 1차 캐쉬로의 선인출은 1차 캐쉬의 적중률을 증가시키기 위해 사용되는 대표적인 기술 중 하나이다. 본 논문에서는 명령어 캐쉬의 선인출 효율은 높이고 선인출에 소모되는 비용은 감소시키는 재 접근 페이지 선인출 정책을 제안하고자 한다. 재 접근 페이지 선인출 정책은 수행되는 명령어들의 소속 페이지를 추적하여, 이 정보를 바탕으로 일정 횟수 이상 같은 페이지를 접근하는 경우에 한하여 선인출을 수행함으로써, 명령어 캐쉬로의 선인출 횟수는 줄이고 선인출 성공률은 향상시킨다. 또한, 일반적인 컴퓨터 시스템에서 하나의 2차 캐쉬 블록에 여러 개의 1차 캐쉬 블록이 포함되는 특성을 이용하여 미스 블록과 선인출 블록이 같은 2차 캐쉬 블록에 포함된 경우로 선인출을 한정함으로써 선인출에 소모되는 비용을 줄인다. 모의 실험에 따르면 제안하는 구조는 최대 6.7%의 성능향상을 보인다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2003년도 가을 학술발표논문집 Vol.30 No.2 (1)
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• pp.271-273
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• 2003

본 논문은 JFFS2 플래쉬 파일 시스템에 적합한 페이지 캐쉬 구조를 제안한다. JFFS2 플래쉬 파일 시스템은 공간활용을 높이기 위해 데이터를 압축 저장하므로 기존 리눅스의 페이지 캐쉬가 효과적으로 사용될 수 있다. 그러나 멀티미디어 파일과 같이 비압축과 순차읽기 특성을 보이는 데이터는 플래쉬 메모리의 빠른 읽기 속도와 낮은 캐쉬적중률로 인해 기존 페이지 캐쉬는 문제점을 보인다. 본 논문에서는 JFFS2 플래쉬 파일 시스템에서 사용하는 리눅스의 페이지 캐쉬를 기술하고 문제점을 분석한다. 그리고 기존 연구에서 제시된 저전력 소모를 위한 페이지 캐쉬 구조에 기반하여 throughput 향상을 위한 페이지 캐쉬 사용 기법을 제시하고 평가한다.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제32권11_12호
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• pp.663-674
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• 2005

계층적 메모리 구조를 사용하는 시스템에서 상위 캐쉬의 적중률은 전체 시스템의 성능을 결정하는 중요한 요소 중 하나이다. 시스템 설계 시 전력 효율성이 중요한 고려사항이 되고 있는 최근에는 전력 소모량이 많은 하위 캐쉬로의 접근을 줄이기 위해 상위 캐쉬의 적중률을 높이는 방안이 더욱 부각되고 있다. 본 논문에서는 선택적 희생 캐쉬를 이용하여 상위 캐쉬의 적중률을 높임으로써 저전력 고성능 시스템을 설계하는 방안을 제안하고자 한다. 희생 캐쉬는 직접 사상 1차 캐쉬에서의 충돌 미스로 인한 메모리 시스템의 성능 저하를 줄이기 위해 추가되는 모듈이다 제안하는 구조는 희생 캐쉬로의 데이타 할당 정책을 변형하여 재참조 가능성이 높은 데이타를 보다 오랜 시간동안 상위 캐쉬 내에 유지시킴으로써 상위 캐쉬의 적중률을 높이고, 이를 통해 접근 시간이 길고 전력 소모량이 많은 하위 캐쉬로의 접근 횟수를 줄이고자 한다. 참조 기반 희생 캐쉬는 1차 캐쉬에서 교체되는 데이타 중에서 프로세서에 의해 많이 참조되었던 데이타만을 골라서 할당한다. 교체 기반 희생 캐쉬는 1차 캐쉬에서 교체되는 데이타 중에서 충돌 미스가 자주 발생하는 위치에 할당되었던 데이타만을 골라서 할당한다. Wattch를 사용한 실험 결과 제안하는 구조는 기존의 희생 캐쉬 시스템보다 좋은 성능을 보일뿐 아니라, 전력 효율성도 높음을 알 수 있다.

• 한국컴퓨터정보학회:학술대회논문집
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• 한국컴퓨터정보학회 2017년도 제55차 동계학술대회논문집 25권1호
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• pp.143-144
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• 2017

최근 그래픽 처리 장치는 DRAM에 대한 접근을 줄이고자 여러 메모리 계층을 사용하고 있다. GPGPU의 L2 캐쉬는 요청 데이터의 타입에 따라 별도로 접근하는 L1 메모리와 다르게 레이턴시가 긴 DRAM에 접근하기 전에 모든 데이터 타입이 접근 가능한 캐쉬이다. 본 논문에서는 애플리케이션에서 명시하는 다양한 데이터 타입에 대하여 접근 및 적재를 허용하는 L2 캐쉬를 오직 텍스쳐 데이터만을 허용하도록 하여 변화하는 성능을 분석하고자 한다. 본 실험을 위해 텍스쳐 데이터 이외의 데이터 타입은 L2 캐쉬를 바이패스하여 바로 DRAM에 접근하도록 구조를 변경한다. 실험을 통한 분석 결과 텍스쳐 데이터만을 허용하는 경우 대부분의 벤치마크에서 성능 감소가 발생하여 기존 구조대비 평균 5.58% 감소율을 확인하였다. 반대로, 본 논문의 실험 환경에서의 L2 캐쉬의 적중률이 낮은 애플리케이션인 needle은 불필요한 L2 접근을 바이패스 함으로써 전체적인 성능 증가를 이끌어낸 것으로 분석된다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2002년도 추계학술발표논문집 (하)
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• pp.1753-1756
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• 2002

주기억장치 상주형 색인구조에서는 2차 캐쉬 실패가 성능에 매우 큰 영향을 미친다. 기존에 제안된 주기억장치 상주형 색인구조들은 2차 캐쉬 실패를 고려하긴 했지만 여전히 트리의 각 레벨을 접근할 때는 2차 캐쉬실패가 발생한다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 인식하고 트리 순회시 각 레벨을 방문할 때도 캐쉬 실패가 발생하지 않는 주기억장치 색인구조를 제안한다. 제안하는 색인구조는 다음 레벨에서 방문할 가능성이 있는 노드들을 프리페칭하여 다음 레벨을 방문할 때도 캐쉬 실패가 발생하지 않도록 한다. 또한, 기본적인 구조는 노드그룹 개념을 이용하여 노드의 팬-아웃을 증가시키는 CSB+-트리에 기반하지만 CSB+-트리의 다점인 분할 비용의 증가문제를 해결하기 위한 방법을 제안한다. 시뮬레이션을 통해 기존의 색인구조와 비교하여 제안하는 색인구조의 우수성을 보인다.

• 한국컴퓨터산업학회논문지
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• 제5권1호
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• pp.57-64
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• 2004

처리기와 디스크의 속도 차가 커지고 있어 I/O subsystem이 컴퓨터 시스템의 성능향상에 병목 현상을 일으키게 된다. 이러한 처리기와 디스크와의 속도 차를 극복하기 위한 한 방법으로 캐쉬가 사용되고 있다. 캐쉬를 사용하면 디스크 블록에 대한 접근 횟수를 줄일 수 있어 전체 시스템의 성능을 향상시킬 수 있다. 본 논문에서는 버퍼 캐쉬와 디스크 캐쉬를 가지는 시스템에서 서로 독립적으로 캐쉬가 관리되어 다수의 디스크 블록이 중복되게 유지되는 문제를 해결하기 위하여 디스크 블록의 중복을 최소화함으로 시스템의 성능을 개선하는 캐쉬 관리 기법을 제안하였다 시뮬레이션을 통하여 제안된 기법을 적용하였을 경우 디스크 블록에 대한 평균 접근 지연시간이 감소됨을 확인하였다.

• 정보과학회 논문지
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• 제41권11호
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• pp.871-877
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• 2014

캐쉬 교체 기법은 캐쉬 미스를 감소시키기 위해서 개발되었다. 마이크로프로세서와 주기억장치의 속도 차이를 해결하기 위해서는 캐쉬 교체 기법의 성능이 중요하다. 일반적인 캐쉬 교체 기법으로는 LRU 기법이 있으며 대부분의 마이크로프로세서에서 캐쉬 교체 기법으로 LRU 기법을 사용한다. 그러나, 최근의 연구에 따르면 LRU 기법과 최적 교체(OPT) 기법 간의 성능 차이는 매우 크다. LRU 기법의 성능은 많은 연구를 통해서 검증되었지만, 캐쉬 사상방식이 높아질수록 LRU 기법과 OPT 기법의 성능 차이는 증가한다. 본 논문에서는 기존의 LRU 기법을 활용하여 캐쉬 성능을 향상시키는 캐쉬 교체 기법을 제안하였다. 제안된 캐쉬 교체 기법은 캐쉬 블록의 접근율에 따라 교체 대상을 선정하여 캐쉬 블록을 교체시킨다. 제안된 캐쉬 교체 기법은 512KB L2 캐쉬에서 기존의 LRU 기법과 비교하여 평균 15%의 미스율을 감소시켰고, 프로세서 성능은 4.7% 향상됨을 알 수 있다.

• 한국정보과학회논문지:데이타베이스
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• 제31권6호
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• pp.675-683
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• 2004

주기억장치 상주형 색인구조에서는 2차 캐쉬 실패가 성능에 매우 큰 영향을 미친다. 기존에 제안된 주기억장치 상주형 색인구조들은 2차 캐쉬 실패를 고려하긴 했지만 여전히 트리의 각 레벨을 접근할 때는 2차 캐쉬 실패가 발생한다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 인식하고 트리 순회 시 각 레벨을 방문할 때도 캐쉬 실패가 발생하지 알는 주기억장치 색인구조를 제안한다. 제안하는 색인구조인 lpCSB+-트리는 다음 레벨에서 방문할 가능성이 있는 노드들을 프리페치하여 다음 레벨을 방문할 때도 캐쉬 실패가 발생하지 않도록 한다. 또한, 기본적인 구조는 노드그룹 개념을 이용하여 노드의 팬-아웃을 증가시키는 CSB+-트리에 기반하지만 CSB+-트리의 단점인 분팔 비용의 증가문제를 해결하기 위한 방법을 제안한다. 성능평가를 통해 기존의 색인구조와 비교하여 제안하는 색인구조의 우수성을 보인다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제12권6호
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• pp.175-180
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• 2012

최근에 이르러, 수퍼스칼라 프로세서의 하드웨어 복잡도와 성능 한계의 문제를 극복하기 위하여 멀티코어 프로세서가 각종 컴퓨터 시스템에 상용화되어 널리 이용되고 있다. 이 때, 멀티코어 프로세서의 성능에 큰 영향을 미치는 것은 명령어 캐쉬와 데이터 캐쉬의 구성 방법과 용량이다. 본 논문에서는 캐쉬의 구조와 용량이 멀티코어 프로세서의 성능에 미치는 영향을 분석하기 위하여, 다양한 캐쉬의 구조와 용량으로 구성되는 2 개에서 16 개까지의 멀티코어 프로세서에 대하여 SPEC 2000 벤치마크를 입력으로 하여 모의실험을 수행하였다. 모의실험 결과, 명령어 캐쉬와 데이터 캐쉬의 구조를 2 차 연관도로 구성하고 각 용량을 64 KB로 설정할 때 하드웨어의 비용 대 성능 효과가 가장 높았다.

• 인터넷정보학회논문지
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• 제4권6호
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• pp.75-86
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• 2003

주기억장치 상주형 색인구조에서는 2차 캐쉬 실패가 성능에 매우 큰 영향을 미친다. 기존에 제안된 주기억장치 상주형 색인구조들은 2차 캐쉬 실패를 고려하긴 했지만 여전히 트리의 각 레벨을 접근할 때는 2차 캐쉬 실패가 발생한다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 인식하고 트리 순회 시 각 레벨을 방문할 때도 캐쉬 실패가 발생하지 않는 주기억장치 색인구조를 제안한다. 제안하는 색인구조인 IpCSB+-트리는 다음 레벨에서 방문할 가능성이 있는 노드들을 프리페치하여 다음 레벨을 방문할 때도 캐쉬 실패가 발생하지 않도록 한다. 또한, 기본적인 구조는 노드그룹 개념을 이용하여 노드의 팬-아웃을 증가시키는 CSB+-트리에 기반하지만 CSB+-트리의 단점인 분한 비용의 증가문제를 해결하기 위한 방법을 제안한다. 성능평가를 통해 기존의 색인구조와 비교하여 제안하는 색인구조의 우수성을 보인다.