• 대한임베디드공학회논문지
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• 제13권3호
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• pp.125-131
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• 2018

STT-RAM is attracting as a next generation Non-volatile memory for replacing cache memory with low leakage energy, high integration and memory access performance similar to SRAM. However, there is problem of write operations as the other Non_volatile memory. Hybrid cache memory using SRAM and STT-RAM is attracting attention as a cache memory structure with lowe power consumption. Despite this, reducing the leakage energy consumption by the STT-RAM is still lacking access to the Dynamic energy. In this paper, we proposed as energy management method such as a way-selection approach for hybrid L2 cache fo SRAM and STT-RAM and memory selection method of write/read operation. According to the simulation results, the proposed hybrid cache memory reduced the average energy consumption by 40% on SPEC CPU 2006, compared with SRAM cache memory.

• 한국통신학회논문지
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• 제25권4B호
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• pp.783-787
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• 2000

현재 사용되고 있는 개인용 컴퓨터의 중앙처리장치로서 주종을 이루고 있는 마이크로프로세서는 256KB, 혹은 512KB의 L2(Second Level) 캐쉬를 Direct Mapping, 32B 라인사이즈, 그리고 Write Allocation을 채택하지 않는 형태로 사용하고 있는데, 이러한 L2 캐쉬에서 Mapping 방식을 8-way Set Associative Mapping Procedure로 바꾸고, 라인사이즈를 늘려서 128B 이상으로 변경하고, 그리고 Write Allocation을 채택하였을 경우 그 적중률(Hit Ratio)이 약간의 하드웨어적 추가 비용만으로 2.5% 정도 개선됨을 확인하였다.

• 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.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제14권2호
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• pp.453-461
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• 2010

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.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제10권6호
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• pp.72-79
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• 2010

본 논문에서는 32bit 비동기 임베디드 프로세서용 쓰기 버퍼 기능을 갖는 데이터 캐시 구조를 제안하고 성능을 검증하였다. 데이터 캐시는 비동기 시스템에서 메인 메모리 장치와 프로세서 사이의 데이터 처리속도 향상을 목적으로 한다. 제안된 데이터 캐시의 메모리 크기는 8KB, 매핑 방식으로는 4 words(16byte)의 라인 크기를 가지며, 사상 기법으로는 4 way set associative, 교체 알고리즘으로는 pusedo LRU방식을 사용하였으며, 쓰기 정책을 위한 dirty 레지스터와 쓰기 버퍼를 적용시켰다. 설계한 데이터 캐시는 $0.13-{\mu}m$ CMOS공정으로 합성하였으며, MI벤치마크 검증 결과 평균 히트율은 94%이고 처리 속도가 46% 향상되었다.

• 정보통신설비학회논문지
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• 제10권2호
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• pp.74-79
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• 2011

The goal of this research is to reduce dynamic and static power consumption for a low power cache system. The proposed cache can achieve a low power consumption by using a drowsy and a way prediction mechanism. For reducing the static power, the drowsy technique is used at 4-way set associative cache. And for reducing the dynamic energy, one among four ways is selectively accessed on the basis of information in the Way-Line Prediction Unit (WLPU). This prediction mechanism does not introduce any additional delay though prediction misses are occurred. The WLPU can effectively reduce the performance overhead of the conventional drowsy caching by waking only a drowsy cache line and one way in advance. Our results show that the proposed cache can reduce the power consumption by about 40% compared with the 4-way drowsy cache.

• 한국정보과학회논문지:데이타베이스
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• 제31권3호
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• pp.287-296
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• 2004

최근 이동 컴퓨팅 환경 하에서 위치를 기반으로 하는 다양한 서비스가 점차 증가하고 있다. 본 논문은 이동 컴퓨팅 환경에서 대량의 공간 데이타베이스를 기반으로 하는 위치 기반 서비스를 지원하기 위하여, 요청되는 질의들 사이에 존재하는 의미적으로 연관성이 있는 빈발 항목인 연관 클래스 집합을 제안하고, 이를 효과적으로 찾는 방법에 대해 소개한다. 이때 요청되는 질의들의 시간적 연관 관계, 그리고 이러한 서비스를 제공해 주는 공간 객체들 사이의 거리와 사용자의 접근 특성이 함께 고려된다 이러한 연구 결과는 이동 환경이 갖는 제약점을 극복하면서 효과적으로 위치 기반 서비스를 지원하는 바탕이 된다 즉 생성된 연관 클래스 집합은 이동 컴퓨팅 환경에서 지리 정보를 서비스 할 때 관련 자료를 추천하는 시스템에 활용할 수 있고, 지리 정보를 고려한 광고 방송이나 도시 개발 계획 둥에 이용할 수 있으며, 이동 사용자를 위한 클라이언트의 캐쉬 정책에 응용될 수 있다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2008년도 추계종합학술대회 B
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• pp.289-292
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• 2008

본 논문에서는 OpenRISC 프로세서의 성능 및 전력 소모 개선을 위해 동적 분기예측 기법, 사원 집합연관 캐시 구조, ODC를 이용한 클럭 게이팅 기법을 제안한다. 동적 분기 예측 기법은 분기 명령에 대해 다음에 실행될 명령에 대한 예측 주소를 저장하는 BTB를 사용하였다. 사원 집합연관 캐시는 네 개의 메모리 블록을 한 개의 캐시 블록에 사상되는 구조로 되어있어 직접사상 캐시에 비해 접근 실패율이 낮다. ODC를 이용한 클럭게이팅 기법은 논리합성 개념인 무관조건의 입출력 ODC조건을 찾아 클럭 게이팅 로직을 삽입함으로써 동적 소비전력을 줄일 수 있다. 테스트 프로그램을 이용하여 제안한 기법들을 적용한 OpenRISC 프로세서의 성능을 측정한 결과, 기존 프로세서 대비실행시간이 8.9% 향상 되었고, 삼성 $0.18{\mu}m$ 라이브러리를 이용하여 동적 전력을 측정한 결과, 기존 프로세서 대비 소비전력을 13.9% 이상 감소하였다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제27권7호
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• pp.9-16
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• 2022

오늘날, 4차산업혁명의 도래와 함께 사물인터넷(Internet of Things (IoT)) 시스템이 빠르게 발전하고 있다. 이러한 이유로, 고성능 및 대용량의 다양한 애플리케이션이 등장하고 있다. 따라서, 이러한 애플리케이션을 가지는 컴퓨팅 시스템을 위한 저전력 및 고성능 메모리가 필요하다. 본 논문에서는 컴퓨팅 시스템에서 가장 많은 에너지 소비가 발생하는 L1 캐시 메모리에 대한 효과적인 구조를 제안하였다. 제안된 캐시 시스템은 크게 L1 메인 캐시와 버퍼캐시로 구성되어 진다. 메인 캐시는 2-뱅크 시스템으로, 각 뱅크는 2-웨이 연관사상으로 구성된다. L1캐시에서 접근 성공이 발생하면 제안된 알고리즘에 따라 데이터가 버퍼캐시에 복사가 된다. 시뮬레이션 결과에 따르면, 제안된 L1 캐시 시스템은 기존 4웨이 연관사상 캐시 메모리에 비해 에너지-지연에서 약65%의 성능향상을 보였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제21권1호
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• pp.224-240
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• 1996

It is common sense for at least one or more levels of cache memory to be used in these day's computer systems. In this paper, the impact of the internal cache memory organization on the performance of the computer is investigated by using a simulator program, which is wirtten by authors and run on SUN SPARC workstation, with several real execution, with several real execution trace files. 280 cache organizations have been simulated using n-way set associative mapping and LRU(Least Recently Used) replacement algorithm with write allocation policy. As a result, 16-way setassociative cache is the best configuration, and when we select 256KB cache memory and 64 byte line size, the bus traffic ratio was decreased compared to that of the noncache system so that a single bus could support almost 7 processors without any delay and degradationof high ratio(hit ratio was 99.21%). The smaller the line size we choose, the little lower hit ratio we can get, but the more processors can be supported by a single bus(maximum 18 processors). Therefore, using a proper cache memory organization can make a single bus structure be able to support multiple processors without any performance degradation.