• 제목/요약/키워드: Cache coherency

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HARP의 Data Coherency 유지에 관한 연구

  • 이규호
    • ETRI Journal
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    • 제10권3호
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    • pp.62-72
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    • 1988
  • HARP(High-performance Architecture for Risc-type Processor)는 한국전자통신연구소에서 개발하고 있는 고유 모델의 RISC형 32비트 CPU이다. HACAM은 HARP의 캐쉬 메모리 및 MMU를 1칩의 VLSI로 구현한 것으로서 virtual cache 구조를 갖는다. Virtual cache 시스팀에서는 synonym문제가 수반되는데, 이 문제는 multitasking을 하는 single CPU 시스팀에서도 발생하지만, multiprocessor 시스팀에서는 데이터 coherency 문제와 함께 해결하여야 되기 때문에 더욱 어렵다. 본 논문에서는 HACAM이 virtual cache 구조로 구현하게 된 배경 및 이의 타당성을 논하였고, 아울러 virtual cache 구조를 갖기 때문에 발생하는 synonym 문제를 설명하고, 이의 해결 방안을 제시하였다.

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ESTEREL을 이용한 Cache Coherency Protocol의 정형 설계 및 검증 (Formal Design and Verification of Cache Coherency Protocol by ESTEREL)

  • 김민숙;최진영
    • 한국정보과학회:학술대회논문집
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    • 한국정보과학회 2002년도 봄 학술발표논문집 Vol.29 No.1 (A)
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    • pp.40-42
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    • 2002
  • 캐쉬 일관성 유지 프로토콜은 공유 메모리 다중 프로세서 시스템의 정확하고 효율적인 작동에 중요하다. 시스템이 점점 복잡해짐에 따라 시뮬레이션 방법만으로는 프로토콜의 정확성을 확인하기는 어렵다. 본 논문에서는 CC-NUMA용 디렉토리 기반 캐쉬 일관성 프로토콜인 RACE 프로토콜을 정형기법 도구인 ESTEREL을 이용하여 프로토콜이 안정적으로 동작함을 검증하였다.

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ARM 캐시 일관성 인터페이스를 이용한 안드로이드 OS의 스크린 잠금 기능 부채널 공격 (Side-Channel Attack of Android Pattern Screen Lock Exploiting Cache-Coherent Interface in ARM Processors)

  • 김영필;이경운;유시환;유혁
    • 정보보호학회논문지
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    • 제32권2호
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    • pp.227-242
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    • 2022
  • 안드로이드 OS의 패턴 스크린 잠금 기능은 가장 일반적으로 사용되는 사용자 인증 기법이다. 현재 사용되는 패턴 스크린 잠금 기법은 패턴의 종류에 따라 약 39만개의 조합이 가능하며, 잘못된 입력 시 입력 지연 등의 기법이 적용되어 무작위 대입 공격으로는 쉽게 공격하기 어렵다. 이 논문에서는 ARM 기반의 멀티코어 시스템에서 사용하는 하드웨어의 구성 요소 중 캐시 일관성 인터페이스가 패턴의 종류를 파악할 수 있는 부채널이 될 수 있음을 보인다. 이러한 하드웨어 부채널을 이용하여 스크린 잠금 패턴의 꺾임 횟수와 전체 길이를 유추할 수 있으며, 이를 통해 공격의 효율성이 매우 높아질 수 있음을 제시한다.

MPSoC 플랫폼의 버스 에너지 절감을 위한 버스 분할 기법 (Bus Splitting Techniques for MPSoC to Reduce Bus Energy)

  • 정준목;김진효;김지홍
    • 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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    • 제33권9호
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    • pp.699-708
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    • 2006
  • 버스 분할 기법은 통신이 많은 모듈들을 가까이 배치하고 필요한 버스 단편만 사용함으로 버스 에너지 소비를 줄인다. 그러나 MPSoC와 같은 다중 프로세서 플랫폼에서는 캐시 일관성을 유지하기 위하여 모든 프로세서에서 버스 트랜잭션을 알아야 하므로, 기존의 버스 분할 기법을 적용할 수 없다. 본 논문에서는 공유 메모리 기반의 MPSoC 플랫폼에서 버스 에너지를 절감시키기 위한 버스 분할 기법을 제안한다. 제안된 버스 분할 기법은 비 공유 메모리와 공유 메모리의 버스를 분할함으로써, 캐시 일관성을 유지하며 비 공유 메모리를 참조할 때 소비하는 버스 에너지를 최소화시킨다. 또한, 태스크별 버스 트랜잭션 횟수를 기반하여 태스크를 할당함으로써, 공유 메모리를 참조할 때 소비하는 버스 에너지를 절감시키는 캐시 일관성을 고려한 태스크 할당 기법을 제안한다. 시뮬레이션을 통한 실험에서 제안된 버스 분할 기법은 비 공유 메모리 참조시의 버스 에너지를 최대 83%까지 절감시키며, 태스크 할당 알고리즘은 공유 메모리 참조시의 버스 에너지를 최대 36%까지 절감시키는 효과가 있음을 보여준다. 그럼으로 다중 프로세서 시스템에서도 버스 분할 기법을 적용하여 버스 에너지 절감 효과를 볼 수 있으며, 캐시 일관성을 고려한 태스크 할당 기법을 통해 추가적으로 버스 에너지를 절감할 수 있음을 보여준다.

단일 공유 메모리를 가지는 다중 프로세서 시스템의 원격 캐시 일관성 유지 프로토콜 (A Remote Cache Coherence Protocol for Single Shared Memory in Multiprocessor System)

  • 김성운;김보관
    • 전자공학회논문지CI
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    • 제42권6호
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    • pp.19-28
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    • 2005
  • 다중 프로세서 구조는 컴퓨터 성능을 향상시키기 위한 좋은 방법이다. 물리적으로 분산된 메모리를 단일 공유 메모리 공간으로 제공하는 CC-NUMA(Cache Coherent Non-Uniform Memory Access) 시스템은 다중 프로세서 컴퓨터 시스템으로 널리 사용된다. CC-NUMA는 공유 메모리 지원을 위해 풀맵 디렉토리를 가지며, 빠른 원격 메모리 접근을 위해 원격 캐시 메모리를 사용한다. 본 논문은 CC-NUMA 시스템을 구성할 수 있는 프로세싱 노드 구조와 이러한 구조에 적합한 캐시 일관성 유지 프로토콜을 제안하여, 대량의 프로세서를 이용한 다중 프로세서 시스템의 구성을 용이하게 한다. 끝으로 제안된 프로토콜에 따른 시스템 구현 결과도 제시한다.

계층 클러스터 구조를 위한 캐쉬 일관성 프로토콜의 설계 및 구현 (A Design and Implementation of Cache Coherence Protocol for Hierarchical Cluster Architecture)

  • 박신민;최창훈;김성천
    • 한국통신학회논문지
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    • 제19권7호
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    • pp.1282-1295
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    • 1994
  • 본 논문에서는 계층 버스 구조를 기반으로 하는 계층 클러스터 다중프로세서 시스템(hierarchical cluster multiprocessor system)을 제안하고, 이 구조에 효율적인 캐쉬 일관성 프로토콜을 설계 및 구현한다. 계층 클러스터 구조는 클러스터 수의 증가에 따라 버스 계층을 추가함으로써 기존의 단일 버스 시스템에서의 병목 현상(bottleneck)을 없애주어 시스템 확장이 용이하게 된다. 제안된 캐쉬 프로토콜은 일반적인 N-레벨 (N>2) 계층 클러스터 구조에 적용할 수 있도록 설계되었다. 이를 시스템 버스에 구현하기 위하여 기존의 팬디드 프로토콜을 확장하였고 캐쉬 일관성 동작들을 확장된 팬디드 프로토콜상에서 설명한다.

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대규모 다중프로세서 시스템의 캐시 동일성 유지 기법 조사 (Survey on Cache Coherency Schemes for Large Scale Multiprocessor Systems)

  • 기안도;한우종;윤석한
    • 전자통신동향분석
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    • 제9권3호
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    • pp.69-96
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    • 1994
  • 본고에서는 캐시 동일성 유지 기법들을 분류하여 그 특성들을 개략적으로 살펴본 후 대규모 다중프로세서를 위해 제안된 것 중 몇몇 특색있는 것들을 살펴본다.

고성능 PC 클러스터 링을 위한 SCI 기반 Network Cache Coherent NUMA 시스템의 설계 및 구현 (Design and Implementation of an SCI-Based Network Cache Coherent NUMA System for High-Performance PC Clustering)

  • 오수철;정상화
    • 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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    • 제31권12호
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    • pp.716-725
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    • 2004
  • 고성능 PC 클러스터 시스템을 구축하기 위해서는 네트워크 접근 시간을 최소화하는 것이 중요하다. SCI 기반 PC 클러스터 시스템에서는 각 노드에 네트워크 캐쉬를 유지함으로써 네트워크 접근 시간을 줄이는 것이 가능하다. 본 논문에서는 공유 메모리를 PCI 버스상에 위치시킴으로써 네트워크 캐쉬지원을 가능하게 하였으며, 이에 기반한 Network Cache Coherenet NUMA(NCC-NUMA) 시스템을 제안하고, 핵심 모듈인 NCC-NUMA 카드를 개발하였다. NCC-NUMA 카드는 각 노드의 PCI 슬롯(slot)에 plug-in되는 형태이며, 공유메모리, 네트워크 캐쉬, 공유메모리 제어 모듈 및 네트워크 제어 모듈을 포함한다. 공유메모리와 네트워크 캐쉬 사이의 일관성은 IEEE SCI 표준에 의해 유지된다. NCC-NUMA 시스템의 성능 측정을 위해 SPLASH-2 벤치마크를 수행하였으며, NCC-NUMA 시스템이 네트워크 캐쉬를 활용하지 않는 NUMA 기반 클러스터 시스템에 비해서 최대 56%의 성능향상을 보임을 알 수 있었다.

SCI 기반 PC 클러스터링을 위한 CC-NUMA 프로토타입 카드의 설계와 성능 (Design and Performance of a CC-NUMA Prototype Card for SCI-Based PC Clustering)

  • 오수철;정상화
    • 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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    • 제29권1호
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    • pp.35-41
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    • 2002
  • 고성능 PC 클러스터 시스템을 구축하기 위해서는 네트워크 접근시간을 최소화하는 것이 중 요하다. SCI 기반 PC 클러스터 시스템에서는 각 노드에 네트워크 캐쉬를 유지함으로써 네트워크 접근 시 간을 줄이는 것이 가능하다. 본 논문에서는 SCI 기반 PC 클러스터 시스템을 위해서 네트워크 캐쉬를 활용하는 CC-NUMA 카드를 제안한다. CC-NUMA 카드는 각 노드의 PCI 슬롯(slot)에 plug-in 되는 형태이며 공유메모리 네트워크 캐쉬 네트워크 제어 모듈을 포함한다. 네트워크 캐쉬는 클러스터 노드의 PCI 버스상에서 존재하는 공유메모리를 캐쉬하여 공유메모리와 네트워크 캐쉬 사이의 일관성은 IEEC SCI 표준 에 의해 유지된다. 본 연구에서는 SCI 기반 PC 클러스터 시스템의 성능을 측정하기 위하여 CC-NUMA 프로토타입 카드를 개발하였으며, 이를 기반으로 하여 클러스터 시스템을 구축하였다. 실험결과. CC- NUMA 카드를 장착한 클러스터 시스템이 네트워크 캐쉬를 활용하지 않는 NUMA 기반 클러스터 시스템 에 비해서 우수한 성능을 보임을 알 수 있었다.

데이터베이스 공유 시스템에서 B-트리 인덱스를 위한 캐쉬 일관성 제어 (A Cache Coherency Control for B-Tree Indices in a Database Sharing System)

  • 온경오;조행래
    • 한국정보과학회:학술대회논문집
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    • 한국정보과학회 2000년도 가을 학술발표논문집 Vol.27 No.2 (1)
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    • pp.36-38
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    • 2000
  • 데이터베이스 공유 시스템(Database Sharing System: DSS)은 고성능 트랜잭션 처리를 위해 다수 개의 컴퓨터를 연동하는 방식으로, 각 노드들은 디스크 계층에서 데이터베이스를 공유한다. DSS에서 각 노드는 빈번한 디스크 액세스를 피하기 위해 최근에 액세스한 데이터 페이지와 인덱스 페이지들을 자신의 지역 메모리 버퍼에 캐싱한다. 이때 노드가 항상 최신의 페이지를 사용할 수 있기 위해서는 지역 버퍼에 캐싱된 페이지들의 일관성을 지원하여야 한다. 본 논문에서는 데이터 페이지에 비해 빈번히 엑세스되는 인덱스 페이지의 정확성을 보장할 수 있는 캐쉬 일관성 제어 기법을 제안한다.

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