• 정보처리학회논문지A
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• 제13A권2호
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• pp.101-110
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• 2006

대용량의 데이터 처리가 요구되는 내장형 시스템에서 메모리의 비중은 아주 중요하며, 특히 제한적인 메모리를 최적으로 이용하기 위하여 응용의 특성을 활용하는 온칩(on-chip) 메모리 구조의 설계가 필요하다. 본 논문에서는 멀티미디어 응용을 위한 내장형 시스템에서 저전력을 위하여 작은 용량으로 설계되었으나 우수한 성능을 보이는 데이터 캐쉬(data cache)가 제안된다. 제안되는 캐쉬는 컴파일러의 도움 없이 구조적인 특징과 간단한 동작 메커니즘만을 이용하여 해당 응용의 데이터 지역성(data locality)을 효과적으로 반영할 수 있도록 작은 블록 크기를 지원하는 4KB 용량의 직접사상 캐쉬(direct-mapped cache)와 큰 블록을 지원하는 1KB 용량의 완전연관 버퍼(fully-associative buffer)로 구성되어 진다. 전체 5KB의 작은 캐쉬 용량으로 인한 성능 저하를 보완하기 위하여 멀티미디어 응용의 알고리즘 특성을 기반으로 응용 적응적인 다중 블록 선인출(adaptive multi-block prefetching) 기법과 효과적 블록 필터링(effective block filtering) 기법이 제안되었다 시뮬레이션 결과에 따르면 제안된 5KB 캐쉬는 기존의 16KB 4-way 집합연관 캐쉬와 동등한 성능을 보이면서 소비 전력 면에서는 40% 이상의 감소를 보이고 있다.

• 대한임베디드공학회논문지
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• 제6권6호
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• pp.383-391
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• 2011

As we know the effects of cache memory research, instruction and data caches can be separated for higher performance with Harvard CPUs. In this paper, we shows the efficiency of buffer system in the instruction and data flash storage medium. And we analyzed characteristics of the data and instruction flash and evaluated the performance. Finally, we propose the best buffer structure with an optimal block size and buffer size for the instruction and data flash.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제32권2호
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• pp.75-84
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• 2005

이 연구는 공간적/시간적 지역성의 효과론 이용하기 위하여 SRAM 버퍼를 사용하는 고성능 NAND-Type 플래쉬 메모리 패키지의 설계에 관한 것이다. 제안된 SRAM 버퍼를 내장한 새로운 NAND형 플래쉬 메모리 패키지 구조는 크게 세 부분으로 구성되어 있다. 즉, 작은 블록 크기의 완전 연관 희생 버퍼(victim buffer)와 큰 블록 크기를 지원하는 완전 연관 공간 버퍼(spatial buffer), 그리고 동적 페칭 유닛(dynamic fetching unit)으로 구성되어 있다. 제안하는 새로운 NAND 형 플래쉬 메모리 패키지는 기존의 NAND형 플래쉬 메모리 구조와 비교할 때 매우 뛰어난 성능 향상 및 저 전력 소비를 이끌어낼 수 있다. 시뮬레이션 결과에 따르면 제안된 NAND 플래쉬 메모리 패키지는 기존의 NAND 플래쉬 메모리와 비교하여 접근 실패율에서는 70%, 평균 메모리 접근 시간에서는 67%의 감소 효과를 보여준다. 더욱이 주어진 크기(e.g., 3KB)의 SRAM 버퍼를 이용한 제안된 패키지는 여덟 배 크기의 직접 사상 버퍼(e.g., 32KB)를 이용한 패키지 및 두 배 크기의 완전 연관 버퍼(e.g., 8KB)를 이용한 패키지보다도 평균 접근 실패율 및 평균 메모리 접근 시간에서 더욱 우수한 성능 향상을 이끌어낼 수 있다.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제35권6호
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• pp.293-303
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• 2008

컴퓨팅 환경이 무선과 휴대용 시스템으로 변화하면서, 전력효율이 점점 중요해지고 있다. 특히 내장형 시스템일 경우에 더욱 그러한데 이중 메모리에서 소모되는 전력이 전체 전력소모의 두 번째 큰 요소가 되고 있다. 메모리 시스템에서의 전력소모를 줄이기 위해서 SDRAM의 저전력 모드를 활용할 수 있다. RDRAM의 경우 냅모드(nap mode)는 액티브 모드(active mode)의 5%이하의 전력만을 소모한다. 하지만 하드웨어 컨트롤러는 운영체제가 협조하지 않으면 이 기능을 효율적으로 활용하지 못한다. 이 논문에서는 SDRAM의 액티브 유닛(active unit)의 수를 최소화하는 방법에 초점을 맞춘다. 운영체제는 참조되지 않는 메모리를 저전력 모드에 놓음으로써 최소한의 유닛들만을 액티브 모드에 놓은 상태로 프로그램이 수행될 수 있도록 피지컬(physical) 페이지들을 할당한다. 이것은 PAVM(Power Aware Virtual Memory) 연구의 일반화된 시스템 전반에 대한 연구라고 할 수 있다. 우리는 모든 피지컬 메모리를 고려하고 있으며, 특히 평균적으로 전체 메모리의 절반을 사용하는 버퍼 캐시를 고려하고 있다. 버퍼 캐시의 용량과 그 중요성 때문에 PAVM 방식은 버퍼 캐시를 고려하지 않고는 완전한 해법이 되지 못한다. 이 논문에서 우리는 메모리의 사용처를 분석하고 저전력 페이지 할당 정책을 제안한다. 특히 프로세스의 주소공간에 매핑(mapping)된 페이지들과 버퍼 캐시가 고려된다. 이 두 종류의 페이지들간의 상호작용과 그 관계를 분석하고 저전력을 위해 이러한 관계를 이용한다.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제1권2호
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• pp.131-136
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• 2008

인터넷 네트워크를 통한 상호연결망에서 전체시스템의 성능향상을 위해서는 메시지 전송 지연시간을 줄이는 방법으로 수행된 연구는 정보와 데이터 유통경로로서 통신망이 네트워크로 구축된 접속 장치들로 중계기, 브리지, 라우터, 게이트웨이, TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol)프로토콜에 이르게 되었다. 여기서 TCP/IP 프로토콜 제 3계층인 사용자 데이터 프로그램 프로토콜(UDP)과 전송 제어 프로토콜(TCP)의 전송제어 계층에서 버퍼 캐시를 사용하지 않으므로 통신 속도를 줄일 수 있는 무 복사(zero-copy)로부터 소프트웨어 통신 지연시간을 다루어 통신 성능을 개선하려는 것이다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제18권9호
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• pp.11-19
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• 2013

프로세서와 메모리 시스템 사이의 속도 차이를 완화하기 위하여 오늘날의 컴퓨터 시스템은 대부분 캐시 시스템을 사용하고 있다. 하지만 소비 전력 측면에서 캐시 메모리는 전체 시스템 측면에서 큰 비중을 차지한다. 본 논문에서는 캐시 시스템의 전력을 줄이는 방안 가운데 하나로 지역 버퍼와 주소 압축을 통한 저전력 캐시 설계 기법을 제안한다. 주소 압축을 위해 사용되는 부분태그 캐시는 전력 소모량을 최소화하기 위해서 전체 태그를 쓰기보다는 태그의 작은 부분을 사용함으로써 소비 전력을 줄이도록 하는 기법이다. 본 논문에서는 기존의 여러 주소 압축 캐시 연구에서의 문제점들을 분석하여 그것을 보완할 수 있는 새로운 기법을 제안한다. 제안된 기법은 지역성이 높은 내장형 응용프로그램의 특징을 활용한 것으로, 지역 버퍼와 지역 실패 버퍼를 활용한 새로운 형태의 캐시 주소 압축 기법이다. 모의실험 결과, 제안된 기법은 전체적인 성능의 감소 없이 평균 18%의 에너지 감소를 보였다.

• 한국항행학회논문지
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• 제20권1호
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• pp.79-85
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• 2016

최근의 웹 환경은 스마트폰과 같은 모바일, 페이스북과 같은 소셜 네트워크의 증가로 인하여 네트워크의 트래픽이 급격히 증가하고 있다. 본 논문에서는 WAS(web application server)의 애플리케이션에서 기존 자바의 단점인 I/O의 블로킹(blocking)과 버퍼에 가비지 컬렉션 (garbage collection)으로 인한 CPU 성능 감소 등의 문제를 NIO (non-blocking IO)의 다이렉트 버퍼와 DMA (direct memory access)를 이용하여 기존 시스템의 웹 응답 속도를 향상시켰다. 우선순위 변동 등으로 상대적으로 데이터 순환이 많은 키값은 조작이 용이한 해시맵에 담아 캐시 우선순위 변경 알고리즘을 적용한다. 용량이 큰 응답 데이터는 속도가 빠른 다이렉트 버퍼에 분리 저장하여 성능을 높인다. 캐시 적중 시와 적중이 안 될 경우의 여러 상황에서의 실험을 통해 본 논문에서 제안한 NIO를 이용한 방법이 많은 성능 향상을 보여줌을 확인할 수 있다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제22권1호
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• pp.71-76
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• 2022

버퍼 캐시는 스토리지의 느린 속도를 완충하는 중요한 역할을 하지만, 데이터의 유실을 막기 위한 주기적인 플러시 연산으로 인해 스마트폰에서 그 효과가 크게 떨어진다. 본 논문에서는 소량의 영속 메모리에 선택적인 플러시 정책을 적용하여 스마트폰 버퍼 캐시의 플러시 오버헤드를 크게 줄일 수 있음을 보인다. 이는 스마트폰 앱의 I/O 분석 결과 대부분의 파일 쓰기가 소량의 핫 데이터에 집중돼 있는 반면 상당 부분의 파일 데이터는 1회성 쓰기에 국한한다는 점에 근거한다. 제안하는 기법은 플러시 상황 발생 시 자주 수정되는 데이터를 영속 메모리로 우회 플러시하고 그렇지 않은 데이터만을 스토리지로 플러시한다. 이를 통해 스토리지 쓰기량을 크게 줄이는 동시에 영속 메모리의 공간 효율성을 높인다. 인기 있는 스마트폰 앱의 I/O 트레이스를 이용한 재현 실험을 통해 제안하는 기법이 스토리지 쓰기량을 평균 25.8%, 최대 37.8%까지 줄임을 보인다.

• 한국정보과학회논문지:데이타베이스
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• 제37권6호
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• pp.308-314
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• 2010

최근 들어, 플래시메모리의 가격이 지속적으로 낮춰지고, 플래시메모리 기반 SSD 컨트롤러 기술이 급격하게 발전하면서 중저가의 고성능 플래시 SSD가 시장에 널리 보급되고 있다. 하지만, 데이터베이스 분야에서 가격 동의 이유로 당분간 플래시 SSD가 하드디스크를 완전히 대체하기는 쉽지 않을 것이다. 대신 플래시 SSD의 빠른 성능을 캐시 용도로 활용하는 접근법이 현실적이고, 실제로 하드디스크와 플래시메모리를 하이브리드 형태로 사용하는 접근법들이 제시되었다. 본 논문에서는 기존의 접근법들과는 달리, 플래시 SSD를 데이터베이스의 버퍼에서 밀려나는 페이지들을 순차적으로 저장하고, 재 참조될 때 하드디스크 대신 플래시 SSD에서 읽혀지도록 하는 확장 버퍼 아키텍처를 제안한다. 플래시 SSD를 저장장치 레벨에서 캐시로 사용하는 기존 방법들에 비해, 플래시 SSD를 호스트 시스템에서 확장 버퍼로 사용함으로써 원기 측면에서 주 버퍼에서 밀려나는 웹 페이지(warm page)들에 대해 상당한 성능 개선을 이룰 수 있다. TPC-C 트레이스를 사용한 시뮬레이션 결과, 주 버퍼에 없는 페이지들이 확장 버퍼에서 찾아지는 적중률이 60%를 넘는 사실을 알 수 있었다. 이 확장 버퍼 아키텍처는, 동일한 비용을 지불하는 다른 접근법, 즉 DRAM을 버퍼로 추가하는 기법과 하드디스크를 추가하는 기법에 비해 가격 대비 성능 개선 효과가 높다.

• 한국정보시스템학회지:정보시스템연구
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• 제6권1호
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• pp.159-180
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• 1997

Database sharing system(DBSS) refers to a system for high performance transaction processing. In DBSS, the processing nodes are locally coupled via a high speed network and share a common database at the disk level. Each node has a local memory, a separate copy of operating system, and a DBMS. To reduce the number of disk accesses, the node caches database pages in its local memory buffer. However, since multiple nodes may be simultaneously cached a page, cache consistency must be ensured so that every node can always access the latest version of pages. In this paper, we propose efficient buffer invalidation schemes in DBSS, where the database is logically partitioned using primary copy authority to reduce locking overhead. The proposed schemes can improve performance by reducing the disk access overhead and the message overhead due to maintaining cache consistency. Furthermore, they can show good performance when database workloads are varied dynamically.