• 한국시뮬레이션학회논문지
• /
• 제12권2호
• /
• pp.35-44
• /
• 2003

The effectiveness of buffer cache replacement algorithms is critical to the performance of I/O systems. In this paper, we propose the degree of inter-reference gap (DIG) based block replacement scheme that retains merits of the least recently used (LRU) such as simple implementation and good cache hit ratio (CHR) for general patterns of references, and improves CHR further. In the proposed scheme, cache blocks with low DIGs are distinguished from blocks with high DIGs and the replacement block is selected among high DIGs blocks as done in the low inter-reference recency set (LIRS) scheme. Thus, by having the effect of the partitioning the cache memory dynamically based on DIGs, CHR is improved. Trace-driven simulation is employed to verified the superiority of the DIG based scheme and shows that the performance improves up to about 175% compared to the LRU scheme and 3% compared to the LIRS scheme for the same traces.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
• /
• 제22권3호
• /
• pp.9-16
• /
• 2017

In recent computing systems, LRU replacement policy has been widely used because it can be simply implemented and applicable to most programs. However, if the working set size of the program is bigger than the actual cache size, LRU replacement policy may occur thrashing problem. Thrashing problem means that cache blocks are consistently replaced without re-referencing in the cache. This paper proposes a new cache management scheme to solve the thrashing problem in the second-level cache. The proposed scheme measures per set reuse frequency using EAF structure to find thrashing sets. When the cache miss occurs, it tests whether the address of the missed block is stored or not. If the address of the missed block is stored, it means that the recently evicted block is re-requested, so the reuse frequency is predicted high. In this case, the corresponding counter of the set is increased. When the counter value is bigger than the threshold value, we assume that the corresponding set shows high reuse frequency. The proposed scheme assigns the set with high reuse frequency to the additional small size cache to keep the blocks in the cache for a long time. Our experimental results show that the proposed scheme improves the IPC by 3.81% on average.

• 정보과학회 논문지
• /
• 제42권8호
• /
• pp.972-978
• /
• 2015

비휘발성 메모리는 바이트 단위 접근과 비휘발성을 지원한다. 이러한 특성들은 비휘발성 메모리를 캐시, 메모리, 디스크와 같은 메모리 계층 구조 가운데 하나의 영역으로 사용을 가능케 한다. 비휘발성 메모리의 흥미로운 특성은 데이터 보존 기간이 실제로는 제한적인 기간을 가지고 있다는 것이다. 게다가 데이터 보존 기간과 쓰기 지연간의 트레이드오프가 존재 한다. 본 논문에서는 이를 활용하여 비휘발성 메모리를 파일 캐시로 사용하는 새로운 관리 기법을 제안한다. 제안하는 기법은 기존의 캐시 관리 기법과는 반대로 짧은 데이터 보존 시간으로 데이터를 저장하고 쓰기 성능을 개선한다. 제안하는 기법은 LRU 대비 평균 접근 지연 시간을 최대 31%, 평균 24.4%로 감소시킴을 보인다.

• 한국정보과학회논문지:정보통신
• /
• 제28권2호
• /
• pp.251-261
• /
• 2001

인터넷이 급속도로 발전되면서 트래픽이 폭발적으로 증가하여 현재 라우터에는 많은 부하가 걸리고 있으며 스위칭 기술은 라우팅 보다 빠르게 데이터를 전송하면서 라우터 병목 현상을 줄일수 있다. 따라서 IP 라우팅에 스위칭 기술을 접목한 레이블 스위칭 네트워크가 출현하게 되었다. 레이블 스위칭 기술 중 데이터 기반 레이블 스위칭에서는 흐름 분류와 캐쉬 테이블 관리가 중요하다. 흐름 분류는 패킷을 스위칭으로 전송할 것인지 그렇지 않으면 기존 라우팅으로 전송할 것인지를 결정하는 부분인데 이러한 흐름 분류를 위한 정보와 레이블 스위칭을 위한 정보를 저장하는 곳이 캐쉬 테이블이다. 이런 캐쉬 테이블이 크면 클수록 많은 패킷을 스위칭 할 수 있고 스위칭 설정 비용을 줄일 수 있기 때문에 캐쉬 테이블은 클수록 좋으나 라우터 자원에 의해 제약을 받으므로 적절한 캐쉬 테이블 관리가 필요하다. 따라서 효율적인 캐쉬 테이블 관리를 위해 인터넷 트래픽 특성을 고려한 캐쉬 대체 기법에 관한 연구가 요구되어 진다. 본 논문에서는 레이블 스위칭을 위한 여러 캐쉬 대체 기법들을 소개하고 제안한다. 첫째로 스위칭 용량에 한계가 없을 경우 FIFO, LFC, LRU,기법을 평가하고 우선순위 LRU 가중치 우선순위 LRU 기법을 제안한다. 둘째로 스위칭 용량에 한계가 있을 경우 LFC-LFC, LFC-LRU, LRU-LFC, LRU-LRU 기법이 한계가있을 경우 LRU-가중치 LRU 기법이 가장 나은 성능을 보였다

• 한국인터넷방송통신학회논문지
• /
• 제15권6호
• /
• pp.129-134
• /
• 2015

본 논문에서는 스마트폰 앱의 파일 접근 중 상당 부분이 1회성 쓰기 참조라는 것을 분석하고 이러한 특성을 고려한 버퍼캐쉬 관리 기법을 제안한다. 버퍼캐쉬는 여러 번 참조되는 파일 데이터를 스토리지 접근 없이 메모리에서 처리하여 성능 개선을 도모하지만, 쓰기 참조가 발생한 경우에는 짧은 시간 내에 스토리지에 직접 반영하여 시스템 크래쉬에 대비한다. 제안하는 기법은 1회의 쓰기만 발생한 캐쉬 데이터의 경우 스토리지 반영 직후 버퍼캐쉬에서 쫓아내어 캐쉬의 공간 효율을 높인다. 다양한 스마트폰 앱에 적용한 시뮬레이션 실험 결과 제안하는 기법은 기존 버퍼캐쉬 관리 기법에 비해 캐쉬적중률을 5-33% 향상시키고, 전력소모를 27-92% 줄일 수 있음을 보인다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
• /
• 제20권11호
• /
• pp.31-38
• /
• 2015

Nowadays, large size flash memory drives with more than a couple of hundreds of gigabytes are common. This paper presents an efficient cache management scheme of flash translation layer, called TPC-FTL, for large size flash memory drives. Since flash drives of large size usually contain large size RAM, we can enhance the performance of page mapping cache by using more RAM for the cache. But if the size exceeds a threshold, the existing schemes are impractical for real devices, because the time for cache manipulation becomes too long. TPC-FTL manages the cache in translation page unit, not in logical page number unit used in existing schemes. Since a translation page covers a large number of logical page numbers (for example, 512 for 2KB size page), the number of cache elements can be reduced up to a practical level. A performance evaluation shows that average response time, an important performance measure, is better than existing schemes via the effect of utilizing spacial locality in addition to temporal locality.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
• /
• 제21권2호
• /
• pp.27-32
• /
• 2021

본 논문은 차세대 사물인터넷 디바이스를 위한 에너지 효율적인 캐시 및 메모리 관리 기법을 제안한다. 제안하는 기법은 전력 소모가 적은 상변화 메모리를 사물인터넷 디바이스의 메인 메모리로 채택하고 캐시 메모리의 관리 시 쓰기 연산에 취약한 상변화 메모리의 쓰기량을 최소화하는 방향으로 설계한다. 구체적으로 살펴보면 최종단 캐시 메모리에서 캐시 블록이 삭제되어 메인 메모리로 반영될 때, 캐시 블록을 구성하는 캐시 라인별 수정 여부를 추적하여 상변화 메모리에 쓰기 발생량을 적게 발생시키는 캐시 블록을 우선적으로 교체한다. 또한, 최종단 캐시 메모리에서 캐시 블록의 참조 비트와 캐시 라인의 수정 비트를 함께 고려함으로써 메모리 시스템의 성능은 훼손하지 않으면서 에너지 소모를 줄이는 방식을 사용한다. 스펙 벤치마크를 이용한 시뮬레이션 실험을 통해 제안한 기법이 상변화 메모리에 발생하는 쓰기량을 평균 34.6% 줄이고 전력 소모를 28.9% 줄이면서 메모리의 성능 저하는 발생시키지 않음을 보인다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
• /
• 제18권5호
• /
• pp.155-160
• /
• 2018

본 논문에서는 범용 시스템에서 널리 사용되는 버퍼캐쉬가 렌더링 소프트웨어 수행시 비효율적으로 동작한다는 것을 분석하고 이를 해결하는 렌더링 시스템용 버퍼캐쉬 관리 기법을 제안한다. 이를 위해 본 논문은 먼저 다양한 렌더링 파일 입출력 트레이스를 추출하여 렌더링의 고유한 입출력 패턴을 분석하였다. 그 결과 렌더링 파일 입출력은 주기가 긴 반복참조와 주기가 짧은 반복참조, 임의참조, 그리고 1회성 쓰기참조로 구성된다는 것을 발견하였다. 본 논문은 이러한 렌더링의 파일참조 특성을 고려하여 버퍼캐쉬 공간을 참조별로 할당하고 그에 맞는 관리 기법을 제안하여 기존 버퍼캐쉬 대비 평균 19%, 최대 55%의 성능을 개선시켰다.

• 한국콘텐츠학회논문지
• /
• 제14권11호
• /
• pp.28-38
• /
• 2014

본 논문에서는 소형 파일을 효율적으로 접근하기 위한 분산 캐시 관리 기법을 제안한다. 제안하는 기법은 다수의 소형 파일을 병합하여 청크에 저장함으로써, 네임 노드에서 관리해야 할 메타데이터 수를 감소시킨다. 또한, 클라이언트와 데이터 노드의 캐시를 사용하여 요청된 파일들의 정보를 유지함으로써 소형 파일 접근 비용을 줄인다. 이때, 클라이언트의 캐시에는 사용자가 요청한 소형 파일과 메타데이터가 유지되며, 각 데이터 노드의 캐시에는 여러 사용자들이 빈번하게 요청했던 소형 파일을 유지한다. 성능 평가를 통해 제안하는 분산 캐시 관리 기법이 기존 기법에 비해 소형 파일 접근 비용을 크게 감소시킴을 보인다.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
• /
• 제27권3호
• /
• pp.324-336
• /
• 2000

본 논문에서는 디스크 입출력 시스템의 성능을 향상시키기 위한 효율적인 버퍼 관리 기법을 제시한다. 본 기법은 사용자 수준의 정보 없이 블록의 속성과 미래 참조 거리간의 관계를 기반으로 각 응용의 블록 참조 패턴을 자동으로 발견하고, 발견된 참조 패턴에 적합한 최적 블록 교체 기법을 적용한다. 또한, 응용이 참조하는 블록이 버퍼 캐쉬에 없어 새로운 버퍼 블록이 요구될 때, 응용별로 블록 참조 패턴에 따라 버퍼 예상 적중률을 분석하여 이를 기반으로 전체 버퍼 캐쉬의 적중률이 극대화되도록 해 주는 버퍼 할당 기법을 제안한다. 이러한 모든 과정은 시스템 수준에서 자동으로 그리고 온라인으로 수행된다. 제시한 기법의 성능을 평가하기 위해 블록 참조 트레이스를 이용해 모의 실험을 수행하였다. 실험 결과 제시한 기법은 적은 오버헤드로 기존의 블록 교체 기법들보다 캐쉬 블록의 적중률을 크게 향상시켜 주었다.