• 정보과학회 컴퓨팅의 실제 논문지
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• 제24권3호
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• pp.129-137
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• 2018

낸드 플래시 메모리 기반의 NVMe(Non-Volatile Memory express) SSD(Solid State Drive)는 멀티 I/O 큐 환경을 제공하는 PCIe 인터페이스 기반에 NVMe 프로토콜을 사용하는 저장장치이다. NVMe SSD는 Multi-core 시스템에서 병렬 I/O 처리가 가능하고 SATA SSD에 비해 대역폭이 크며 대용량의 저장 공간을 제공하기 때문에 데이터 센터, 클라우드 컴퓨팅 등에 사용될 차세대 저장장치로 주목받고 있다. 하지만 가상화 시스템에서는 소프트웨어 I/O 스택의 병목으로 인하여 NVMe SSD의 성능을 충분히 활용하지 못하고 있다. 특히, Xen과 KVM과 같이 호스트 시스템의 I/O 스택을 사용하는 경우에는, 호스트 시스템과 가상머신의 중복된 I/O 스택을 통해서 입출력이 처리되기 때문에 성능 저하가 크게 발생한다. 본 논문에서는 NVMe SSD에 직접 접근하는 기술을 KVM 가상화 시스템에 적용함으로써 가상 머신 I/O의 성능을 향상시키는 Direct-AIO (Direct-Asynchronous I/O)엔진을 제안한다. 그리고 QEMU 에뮬레이터에 제안한 엔진을 개발하고 기존의 I/O 엔진과의 성능 차이를 비교 및 분석한다.

• 방송공학회논문지
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• 제23권5호
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• pp.606-613
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• 2018

본 연구는 대규모 영상처리를 위한 메모리 확장을 위한 외장 메모리 확장장치 구현에 관련된 내용으로, 이는 영상처리를 위한 그래픽 워크스테이션에 장착되는 PCI(Peripheral Component Interconnect) Express Gen3 x8 인터페이스를 가지는 외장 메모리 어댑터 카드와 외장 DDR(Dual Data Rate) 메모리로 구성된 외장 메모리 보드로 구성되며, 메모리 어댑터 카드와 외장 메모리 보드간의 연결은 광 인터페이스를 통하여 이루어진다. 외장 메모리 억세스를 위해서는 Programmable I/O 방식과 DMA(Direct Memory Access) 방식을 모두 사용할 수 있도록 하여 영상 데이터의 효율적 송수신이 이루어지도록 하였다. 본 연구 결과의 구현은 Altera Stratix V FPGA(Field Programmable Gate Array)와 40G 광 트랜시버가 장착된 보드를 사용하였으며, 1.6GB/s의 대역폭 성능을 보여주고 있다. 이는 4K UHD(Ultra High Definition) 영상 한 채널을 담당할 수 있는 규모이다. 향후 본 연구를 계속 진행하여 3GB/s 이상 대역폭을 보이는 연구결과를 보일 예정이다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제15권7호
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• pp.730-735
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• 2004

본 논문에서는 WCDMA단말기 직접변환 수신기에서 DC 오프셋 발생원인과 DC 오프셋에 의한 시스템 성능열화에 대해 언급하고, QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)변조 방식에서 DC오프셋 값에 의한 성능 열화를 시뮬레이션을 통해 확률 오류에 대한 $E_{b}/N_{o}$ 값으로 나타내었다. DC 오프셋 제어 회로를 추가한 단말기 직접변환 RF 트랜시버 보드를 구현하여 WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access) 테스트 베드를 구축하고, DC 오프셋 변화량에 따른 복조기 수신 성능을 $E_{c}/I_{o}$ 값을 이용하여 평가 및 분석하였다. 분석 및 시스템 시험 결과를 통해 시스템 성능열화 방지를 위한 DC 오프셋 관련 최소 성능 요구규격을 제시하였다.

• International journal of advanced smart convergence
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• 제9권3호
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• pp.253-259
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• 2020

Most of today's large-scale cloud systems and enterprise data centers are distributing resources to improve scalability and resource utilization. NVMe-over-Fabric protocol allows submitting NVMe commands to a remote NVMe SSD through RDMA (Remote Direct Memory Access) network. It is attracting attention recently because it is possible to construct a disaggregation storage system with low latency through the protocol. However, the current I/O stack of NVMe-over-Fabric has an inefficient structure for maintaining compatibility with the traditional I/O stack. Therefore, in this paper, we propose a new mechanism to reduce I/O latency and CPU overhead by modifying I/O path of NVMe-over-Fabric to pass through legacy block layer. According to the performance evaluation results, the proposed mechanism is able to reduce the I/O latency and CPU overhead by up to 22% and 24% compared to the existing NVMe-over-Fabrics protocol, respectively.

• 한국항행학회논문지
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• 제20권1호
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• pp.79-85
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• 2016

최근의 웹 환경은 스마트폰과 같은 모바일, 페이스북과 같은 소셜 네트워크의 증가로 인하여 네트워크의 트래픽이 급격히 증가하고 있다. 본 논문에서는 WAS(web application server)의 애플리케이션에서 기존 자바의 단점인 I/O의 블로킹(blocking)과 버퍼에 가비지 컬렉션 (garbage collection)으로 인한 CPU 성능 감소 등의 문제를 NIO (non-blocking IO)의 다이렉트 버퍼와 DMA (direct memory access)를 이용하여 기존 시스템의 웹 응답 속도를 향상시켰다. 우선순위 변동 등으로 상대적으로 데이터 순환이 많은 키값은 조작이 용이한 해시맵에 담아 캐시 우선순위 변경 알고리즘을 적용한다. 용량이 큰 응답 데이터는 속도가 빠른 다이렉트 버퍼에 분리 저장하여 성능을 높인다. 캐시 적중 시와 적중이 안 될 경우의 여러 상황에서의 실험을 통해 본 논문에서 제안한 NIO를 이용한 방법이 많은 성능 향상을 보여줌을 확인할 수 있다.

• 정보처리학회 논문지
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• 제13권2호
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• pp.48-59
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• 2024

하드웨어 자체적으로 가상화를 지원하는 기능들이 추가됨에 따라 다양한 작업 유형을 가진 사용자 어플리케이션들이 가상화 시스템에서 효율적으로 운용되고 있다. 가상화 지원 기능 중 SR-IOV는 PCI 장치에 대한 직접 접근을 통해 하이퍼바이저 또는 운영체제 개입을 최소화하여 시스템 성능을 높이는 기술로 베어-메탈 시스템 대비 비교적 긴 I/O 경로 및 사용자 영역과 커널 영역에 대한 빈번한 컨텍스트 스위칭 등 가상화 계층의 추가로 낮은 네트워크 성능을 가진 가상화 시스템에서 네트워크 I/O 가속화를 실현하게 해준다. 이러한 성능적 이점을 이용하기 위해 가상머신 또는 컨테이너와 같은 인스턴스에 SR-IOV를 접목할 시 최적의 네트워크 I/O 성능을 도출할 수 있는 네트워크 자원 관리 정책이 활발히 연구되고 있다. 본 논문은 I/O 가속화를 실현하는 SR-IOV의 네트워크 성능을 1) 네트워크 지연 시간, 2) 네트워크 처리량, 3) 네트워크 공정성, 4) 성능간섭, 5) 다중 네트워크와 같은 측면으로 세밀한 성능 평가 및 분석을 Virtio와 비교하여 진행한다. 본 논문의 기여점은 다음과 같다. 첫째, 가상화 시스템에서 Virtio와 SR-IOV의 네트워크 I/O 과정을 명확히 설명했으며, 둘째, Virtio와 SR-IOV의 네트워크 성능을 다양한 성능 메트릭을 기반으로 분석하였다. 셋째, 가상머신 밀집도가 높은 환경에서 SR-IOV 네트워크에 대한 시스템 오버헤드 및 이에 대한 최적화 가능성을 실험으로 확인하였다. 본 논문의 실험 결과 및 분석들은 스마트 팩토리, 커넥티드-카, 딥러닝 추론 모델, 크라우드 소싱과 같은 네트워크 집약적인 서비스들을 운용하는 가상화 시스템에 대한 네트워크 자원 관리 정책에 활용될 것으로 기대된다.

• 한국도서관정보학회지
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• 제38권4호
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• pp.257-276
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• 2007

웹 사이트 내 색인은 권말색인의 기능과 유사한 역할을 한다. 웹 사이트에 접속한 후에 이용자에게 사이트 내의 특정 페이지나 보다 상세한 컨텐츠에 직접적인 접근을 제공하는 것이 웹 사이트 내 색인을 작성하는 목적이다. 웹 사이트 내 색인은 권말색인과 마찬가지로 자모순으로 배열되지만, 웹상에서는 소재위치를 표시하는 대신에 HTML의 태그에 의해서 색인 저록과 사이트의 컨텐츠가 하이퍼링크 되어 연결된다. 따라서 이 연구에서는 수작업 색인과 자동으로 표목을 생성한 후 수작업으로 통제한 색인, 두 가지 방식으로 웹 사이트내 색인을 작성하였다. 전통적인 문헌정보학의 정보조직 수단인 전말 색인과 유사한 웹 사이트 내 색인을 도서관과 같은 사이트에서도 적극적으로 활용하는 것이 바람직하다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2005년도 추계종합학술대회
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• pp.707-710
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• 2005

In this paper, we propose a new communication network for on-chip communication. The network is based on a direct sequence code division multiple access (DS-CDMA) technique. The new communication network is suitable for a parallel processing system and also drastically reduces the I/O pin count. Our network architecture is mainly divided into a CDMA-based network interface (CNI), a communication channel, a synchronizer. The network includes a reverse communication channel for reducing latency. The network decouples computation task from communication task by the CNI. An extreme truncation is considered to simplify the communication link. For the scalability of the network, we use a PN-code reuse method and a hierarchical structure. The network elements have a modular architecture. The communication network is done using fully synthesizable Verilog HDL to enhance the portability between process technologies.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2016년도 추계학술발표대회
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• pp.58-61
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• 2016

.PCI Express는 고속, 저전력 등의 특성으로 업계 표준으로서 많이 쓰이고 있는 프로세서와 주변 I/O 장치들을 연결하는 버스 기술이다. 또한, PCI Express는 인피니밴드와 이더넷과 더불어 고성능 컴퓨터나 컴퓨터 클러스터를 위한 시스템 인터커넥트 기술로 널리 쓰이고 있다. PGAS(partitioned global address space) 프로그래밍 모델은 컴퓨터 클러스터와 같은 다중 호스트 시스템에서 단측 RDMA(remote direct memory access)를 구현하는데 많이 이용된다. 본 논문에서는 PCI Express 기반 RDMA를 구현하기 위해 PGAS 프로그래밍 모델인 OpenSHMEM의 기존의 특징을 유지하여 PCI Express 기반 OpenSHMEM API를 설계 및 구현하였다. 구현한 OpenSHMEM API는 PCI Express의 NTB(non-transparent bridge) 기술로 2대의 PC를 연결한 시스템에서 매트릭스 곱셈 예제를 통하여 실험하였다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제10권6호
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• pp.2851-2873
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• 2016

Cloud storage as a service provides high scalability and availability as per need of user, without large investment on infrastructure. However, data security risks, such as confidentiality, privacy, and integrity of the outsourced data are associated with the cloud-computing model. Over the year's techniques such as, remote data checking (RDC), data integrity protection (DIP), provable data possession (PDP), proof of storage (POS), and proof of retrievability (POR) have been devised to frequently and securely check the integrity of outsourced data. In this paper, we improve the efficiency of PDP scheme, in terms of computation, storage, and communication cost for large data archives. By utilizing the capabilities of JAR and ZIP technology, the cost of searching the metadata in proof generation process is reduced from O(n) to O(1). Moreover, due to direct access to metadata, disk I/O cost is reduced and resulting in 50 to 60 time faster proof generation for large datasets. Furthermore, our proposed scheme achieved 50% reduction in storage size of data and respective metadata that result in providing storage and communication efficiency.