플래시 메모리는 현재 휴대용 기기 뿐 아니라 개인용 컴퓨터와 서버용 컴퓨터에서 널리 사용되고 있다 하드디스크를 위한 버퍼 캐시 교체 정책인 LRU(Least Recently Used)와 LFU(Least Frequently Used)는 플래시 메모리의 특성을 전혀 고려하지 않아 플래시 메모리에 적합하지 않다. 기존에 연구되었던 CFLRU(Clean-First LRU)와 그 변형인 CFLRU/C, CFLRU/E, DL-CPLRU/E는 플래시 메모리의 특성을 고려하였지만 hit ratio가 LRU와 LFU에 비하여 좋지 않다. 본 논문에서는 기존의 버퍼 캐시 교체 정책들을 보완하는 새로운 버퍼 캐시 교체 정책을 제안한다. 이 버퍼 캐시 교체 정책은 LFU를 기반으로 하고 플래시 메모리의 특성을 고려하였다. 그리고 이 새로운 버퍼 캐시 교체 정책을 기존 플래시 메모리 버퍼 캐시 교체 정책과 hit ratio와 flush 횟수를 비교하여 성능을 평가한다.
공유 디스크(Shared Disk: SD) 클러스터는 온라인 트랜잭션 처리를 위해 다수 개의 처리 노드들을 연동하는 방식으로, 모든 노드는 디스크 계층에서 데이터 베이스를 공유한다. 빈번한 디스크 액세스를 피하기 위하여 각 노드는 자신의 메모리 버퍼에 최근에 액세스한 페이지들을 캐싱한다. 이때 동일한 페이지가 여러 노드의 메모리 버퍼에 동시에 캐싱될 수 있으므로 각 노드가 최신의 내용을 액세스하기 위해서는 캐싱된 페이지의 일관성이 유지되어야 한다. SD 클러스터에서 기존에 제안된 대부분의 캐쉬 일관성 기법들은 버퍼 교체 알고리즘으로 LRU를 가정하였다. 이와는 달리 본 논문에서는 SD 클러스터의 특징을 고려한 네 가지의 버퍼 교체 알고리즘들을 제안하고 성능을 평가한다. 클러스터 구성과 데이터베이스 부하를 다양하게 변경하면서 실험을 수행하였고, 제안한 알고리즘은 LRU에 비해 최대 5배까지 성능이 향상됨을 확인할 수 있었다.
본 논문에서는 임베디드 RISC 코어의 성능 및 전력 소모 개선을 위해 동적 분기예측 구조, 4원 집합연관 캐쉬 구조, ODC 연산을 이용한 클록 게이팅 기법을 제시한다. 동적 분기 예측 구조는 분기 명령에 대해 다음에 실행될 명령에 대한 예측 주소를 저장하는 BTB (Branch Target Buffer)를 사용한다. 4원 집합연관 캐쉬는 네 개의 메모리 블록을 한 개의 캐쉬 블록에 사상되는 구조로서 직접사상 캐쉬에 비해 접근 실패율이 낮고 라인 교체 방식으로 Pseudo-LRU 방식을 채택하여 LRU 정보를 저장하는 비트 수를 감소시킨다. ODC를 이용한 클록게이팅 기법은 논리합성 개념인 무관조건의 입출력 ODC 조건을 찾아 클록 게이팅 로직을 삽입함으로써 동적 소비전력을 줄인다. 제시한 구조들을 임베디드 RISC 코어인 OpenRISC 코어에 적용하여 성능을 측정한 결과, 기존 OpenRISC 코어 대비 실행시간이 약 29% 향상 되었고, Chartered $0.18{\mu}m$ 라이브러리를 이용하여 동적 전력을 측정한 결과, 기존 OpenRISC 코어 대비 소비전력이 16% 이상 감소하였다.
오늘날 대부분의 스마트카드는 자바카드 플랫폼을 채택한 자바카트가 표준안으로 자리매김 하고 있다. 자바카드 기술은 이식성, 플랫폼 독립성, 높은 보안성 기능을 스마트카드에 제공한다. 그러나 자바카드는 일반 스마트카드에 비해 자바 언어 상의 특성으로 인해 실행속도 저하의 단점을 갖고 있다. 실행속도에 영향을 끼치는 요소는 자바 카드가 데이터를 저장하는 방식과 자바카드 설치기가 애플릿을 설치하는 방식 때문이다. 본 논문에서는 자바카드 프로그램의 적재와 실행의 속도를 개선시키기 위한 방안으로 자바카드에서 EEPROM에 데이터에 대한 저장, 갱신, 삭제하는 과정들을 처리 속도가 빠른 RAM을 이용하여 자바카드의 속도를 개선할 수 있다. 이를 위해 자바카드에서 RAM을 활용한 방법으로 자바카드 환경에 맞는 선반입 LRU-OBL 버퍼 캐쉬 기법을 제시한다. 자바카드에서 생성되는 모든 데이터들을 데이터 특성에 따라 버퍼 캐쉬에서 관리함으로써 EEPROM에 대한 기록 횟수를 최대한 줄여 자바카드의 프로그램 적재 및 실행속도를 향상시킨다.
메타 검색 엔진에서 캐쉬의 사용은 사용자의 응답시간을 향상시킬 수 있다. 본 논문에서는 메타 검색 엔진의 구조와 동작을 보이고, 메타 검색 엔진을 위한 인기도 기반의 새로운 캐쉬 대체 방법을 제안한다. 인기도는 사용자들이 검색 엔진에 요청한 단어들의 출현 빈도수를 정규화한 값으로, 캐쉬 대체를 위한 기준치로 이용된다. 본 논문에서는 인기 검색어 수집 방법, 인기도 산출방법을 기술하고, 인기도를 기반으로 하는 새로운 알고리즘을 제안한다. 또한 실제 사용자가 검색 엔진에 입력한 자료를 바탕으로, 전통적인 캐쉬 대체 기법인 LRU, LFU 알고리즘과 제안된 알고리즘을 성능 평가하였다. 본 성능 평가에서는 제안된 알고리즘이 대다수의 경우 우수한 성능을 나타내었다.
본 연구는 현장 운영데이터 분석을 통한 도시철도차량 도어장치의 RAM(신뢰성, 가용성, 유지보수성) 성능 평가 사례를 다룬다. 이를 위하여 도어장치의 고장을 분류하고 정의하며, 각 고장 범주별 신뢰도를 운영 데이터를 통해 분석한다. 유지보수성 평가를 위해서 유지보수 전문가를 통해 LRU(Line Replaceable Unit)를 분류하고 LRU별 교환시간의 추정하여 도어시스템의 평균수리시간을 추정한다. 도어시스템의 가용도는 분석된 신뢰도 및 유지보수성을 기반으로 분석한다. 본 연구에서 제시하는 도어 시스템의 RAM 평가 사례는 도어시스템의 적절한 RAM 요구조건의 수립과 운영단계의 RAM 성능 향상을 위한 정책 수립으로 이어질 수 있을 것으로 기대된다.
항공기 내 장비의 장착 위치 결정은 환경조건, 감항성, 정비성 등 고려해야 할 사항이 많아 정량적인 기준을 세우기 힘들다. 또한 장비의 숫자 증가에 따라 설계안은 기하급수적으로 늘어나기 때문에 제한된 일정 내에 검토하기 위하여 설계자의 경험에 많이 의존하여 설계가 진행되고 있다. 본 논문에서는 설계안을 비교할 수 있는 정량적인 기준을 만들기 위하여 장비의 위치에 따른 와이어링 하네스 길이 및 중량을 계산하는 방법과 유전 알고리즘을 이용하여 와이어링 하네스의 중량과 장비들의 CG를 최적화하는 방법을 제안하였다. 그리고 최적설계와 실제설계를 비교하여 최적화 결과가 유용함을 확인하였다.
낸드 플래시 메모리에서 가비지 콜렉션은 블록의 유효한 데이터들을 새로운 블록으로 옮기고 오래된 블록을 지우는 과정이다. 가비지 콜렉션에 의해 옮겨지는 페이지들은 작업의 양과 형태에 따라 오랫동안 유효한 페이지로 존재하기도 하고 그렇지 않은 경우도 있다. 본 논문에서는 반도체 디스크(Solid State Drive, 이하 SSD)에서 가비지 콜렉션이 비효율적으로 일어나는 경우를 정의하고 비효율적 가비지 콜렉션 과정으로 인한 비용을 줄이는 캐시 방출 기법을 소개한다. 이 기법을 시뮬레이션 해본 결과 작업 형태가 순차적일 때 LRU 캐시 알고리즘과 같이 사용되면 가비지 콜렉션에 의해 옮겨지는 페이지를 12%, 전체 쓰기 연산 횟수를 9%까지 줄일 수 있었고 블록 단위 LRU 알고리즘과 사용했을 때도 보다 좋은 성능을 보였다.
인터넷이 급속도로 발전되면서 트래픽이 폭발적으로 증가하여 현재 라우터에 많은 부담을 주고 있다. 반면 스위칭 기술은 라우팅보다 빠르게 데이터를 전송할수 있다. 그 결과 라우터 병목 현상을 해결하고자 IP 라우팅이 스위칭 기술을 접목한 레이블 스위칭 네트웍이 출현하게 되었다. 레이블 스위칭 기술중 데이터 기반 레이블 스위칭에서 매우 중요한 것은 캐쉬 테이블 관리이다. 캐쉬 테이블에는 흐름 분류를 위한 정보와 레이블 스위칭을 위한 정보를 저장하고 있는데 캐쉬 테이블 크기는 라우터자원에 의해 제약을 받으므로 캐쉬 대체기법이 필요하게 된다. 따라서 효율적이 캐쉬테이블 관리를 위해 인터넷 트래픽 특성을 고려한 캐쉬 대체 기법에 관한 연구가 필요하다. 본 논문에서는 인터넷 트래픽 특성을 고려해 LFC 기법과 LRU 기법의 단점을 보완한 L2A 캐쉬 대체 기법을 제안한다. L2A 기법은 기본적인 FIFO , LFC, LRU 기법보다 나은 성능을 보이며 특히 캐쉬 크기가 작을 경우에도 타 기법에 비해 탁월한 성능을 유지한다.
실시간 시스템의 중요성이 높아짐에 따라 실시간 시스템의 성능 향상을 위한 다양만 방법들이 연구기어 왔다. 된 논문에서는 실시간 시스템에서 가상 페이지 시스템을 통해 메모리를 관리할 때 기존의 LRU 방식에 의한 메모리 교체 방법 대신 실시간 프로세스 스케줄링과 유사한 실시간 메모리 교체 기법을 제안하였다. 실시간 메모리 교제 기법은 가장 오래 전에 사용된 페이지를 먼저 교체하는 LRU 방식의 메모리 교체 기법 대신 실시간 프로세스의 마감 시간 또는 주기를 기반으로 페이지를 교체함으로써 시간제약성을 준수할 가능성을 높인다. 시뮬레이션을 통해 성능을 평가만 결과 실시간 메모리 교체 기법을 통해 실시간 프로세스의 마감 시간 성공 가능성이 높아짐을 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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