• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제29권4호
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• pp.232-243
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• 2002

TLB(translation lookaside buffer) 성능 향상을 위한 전형적인 방법으로 TLB로 하여금 더 많은 엔트리 수를 지원하는 방법, 페이지 크기를 증대시키는 방법, 그리고 다중 페이지 크기를 지원하는 방법이다. 현재 TLB 성능을 높이기 위한 가장 좋은 방법으로 다중 페이지 크기를 지원하는 연구가 효과적이다. 다중 페이지 크기를 지원하는 방법들 중에서 가장 적합한 것은 운영체제나 컴파일러로부터 일정한 정보를 받아서 가장 적합한 페이지 크기를 TLB에 할당하는 것이다. 그러나 운영체제의 시스템 영역에서 는 이러한 방식이 가능하나 사용자 영역에서는 현실적으로 이러한 방식을 지원하기 어렵기 때문에 우리는 사용자 영역까지 운영체제의 지원 없이 이중 페이지를 지원할 수 있는 새로운 TLB 구조를 제안하고자 한다. 고성능을 보장하기 위한 방법으로 이중페이지를 하드웨어 방식으로 지원하는 방식을 제시하고, 또한 저전력의 효과를 높이기 위하여 하나의 완전 연관 TLB를 두 개의 서버 TLB로 나누는 방식을 사용하였다. 이러한 두 가지 방식을 내장형 프로세서에 적합하도록 하나로 집적화 하여 저전력과 고성능의 효과를 모두 얻을 수 있었다. 시뮬레이션 결과에 따르면 적은 엔트리만을 사용하고도 높은 성능 향상효과를 얻을 수 있으며 또한 완전 연관 TLB에 비해 거의 50%이상 소비전력을 줄이는 효과를 얻을 수 있다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제15권1호
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• pp.1-12
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• 2010

지난 수십 년 동안 프로세서의 성능은 크게 발전하여 왔다. 하지만, 공정 기술의 발달에 기인한 프로세서의 급속한 성능 향상은 최근 들어 몇 가지 문제점들에 직면하고 있다. 반도체 공정 기술이 크게 발전하면서 회로 집적도가 급속도로 높아짐에 따라서 단위 면적당 소모되는 전력량의 증가와 그에 따른 열섬 현상이 대표적인 문제점으로 인식되고 있다. 이와 같은 최근 상황에서, 최신의 프로세서를 설계할 때에는 전력 효율성 향상과 온도 제어 기술이 반드시 함께 고려되어야만 한다. 본 논문에서는 프로세서에서 소비되는 전력의 상당 부분을 차지하고 있는 명령어 캐쉬의 전력 효율성을 향상시키기 위해 사용되는 대표적인 기법 중 하나인 필터 캐쉬 구조에서 발생하는 필터 캐쉬의 온도 상승 문제를 해결하기 위한 기법을 제안함으로써 저전력과 저온도 유지를 동시에 해결하고자 한다. 제안하는 변형 필터 캐쉬 구조는 세 가지로 분류된다. 프로세서가 명령어를 요청 시 필터 캐쉬와 메인 캐쉬를 선택적으로 접근하도록 하는 바이패스 필터 캐쉬 구조, 동일한 크기의 필터 캐쉬를 하나 더 추가하여 기존의 필터 캐쉬와 추가한 필터캐쉬를일정시간동안 번갈아 접근하도록하는 중복필터캐쉬구조, 그리고기존의필터캐쉬를두 개의독립된 필터 캐쉬로 분할하여 요청 명령어에 따라선택적으로 접근되도록 하는 분할필터 캐쉬 구조이다. 본논문에서는 제안된 변형 필터 캐쉬 기법들의 효율성을 정확하게 측정하기 위하여 Wattch 시뮬레이터와 Hotspot을 사용하여 모의실험을 수행한다. 모의실험결과, 본 논문에서 제안하는 세 가지 기법 중 분할 필터 캐쉬 구조가 저온도 필터 캐쉬유지에 가장 적합한 구조임을 확인할 수 있다.