Direct cache-to-cache transfer has been studied to reduce the latency and bandwidth consumption related to the shared data in multiprocessor system. Even though these studies lead to meaningful results, they assume that caches consist of SRAM. For example, if the system employs the non-volatile memory, the one of the most important parts to consider is to decrease the number of write operations. This paper proposes a hybrid write avoidance cache coherence protocol that considers the hybrid cache architecture. A new state is added to finely control what is stored in the non-volatile memory area, and experimental results showed that the number of writes was reduced by about 36% compared to the existing schemes.
Various 3D-stacked DRAMs have been proposed to overcome the memory wall problem. Hybrid Memory Cube (HMC) is a true 3D-stacked DRAM with stacked DRAM layers on top of a logic layer. The logic die is mainly used to implement a memory controller for HMC, and it is connected through a high speed serial link called SerDes with a host that is either a processor or another HMC. In HMC, the serial link is crucial for both performance and power consumption. Therefore, it is important that the link is configured properly so that the required performance should be satisfied while the power consumption is minimized. In this paper, we propose a HMC system model included the high speed serial link to estimate performance accurately. Since the link modeling strictly follows the link flow control mechanism defined in the HMC spec, the actual HMC performance can be estimated accurately with respect to each link configuration. Various simulations are conducted in order to deduce the correlation between the HMC performance and the link configuration with regard to memory utilization. It is confirmed that there is a strong correlation between the achievable maximum performance of HMC and the link configuration in terms of both bandwidth and latency. Therefore, it is possible to find the best link configuration when the required HMC performance is known in advance, and finding the best configuration will lead to significant power saving while the performance requirement is satisfied.
Based on the super elastic properties of the shape memory alloy (SMA) and the inverse piezoelectric effect of piezoelectric (PZT) ceramics, a kind of hybrid semi-active control device was designed and made, its mechanical properties test was done under different frequency and different voltage. The local search ability of genetic algorithm is poor, which would fall into the defect of prematurity easily. A kind of adaptive immune memory cloning algorithm(AIMCA) was proposed based on the simulation of clone selection and immune memory process. It can adjust the mutation probability and clone scale adaptively through the way of introducing memory cell and antibody incentive degrees. And performance indicator based on the modal controllable degree was taken as antigen-antibody affinity function, the optimization analysis of damper layout in a space truss structure was done. The structural seismic response was analyzed by applying the neural network prediction model and T-S fuzzy logic. Results show that SMA and PZT friction composite damper has a good energy dissipation capacity and stable performance, the bigger voltage, the better energy dissipation ability. Compared with genetic algorithm, the adaptive immune memory clone algorithm overcomes the problem of prematurity effectively. Besides, it has stronger global searching ability, better population diversity and faster convergence speed, makes the damper has a better arrangement position in structural dampers optimization leading to the better damping effect.
모바일 디바이스는 데스크톱이나 서버 등 일반 컴퓨터 시스템과 마찬가지로 주기억장치와 스토리지와의 성능 차이를 완화시키기 위해 버퍼 캐시를 사용한다. 그러나 DRAM 은 저장된 데이터를 유지하기 위해 주기적인 refresh 연산을 수행함으로써 제한된 크기의 배터리 소모를 가속화하는 문제점을 가지고 있다. 본 논문에서는 모바일 디바이스 환경에서 배터리의 수명을 연장하기 위해 DRAM과 비휘발성 메모리인 PCM으로 구성된 하이브리드 메인 메모리 구조기반의 버퍼캐시 정책을 소개한다. 또한, PCM의 성능 및 내구성 특성을 최적화시키기 위해 프로세스 상태 기반의 새로운 버퍼 캐시 정책을 제안한다. 제안 기법은 포그라운드 및 백그라운드 애플리케이션이 사용하는 페이지를 서로 다른 방법으로 배치함으로써 소량의 DRAM으로도 포그라운드 애플리케이션의 빠른 응답성을 보장한다. 실험 결과, 제안 기법은 포그라운드 애플리케이션의 총 수행시간을 평균 58% 감소시켰으며 전력 소비량도 평균 23% 감소시키는 것을 확인하였다.
In this study, we developed the solution-processed PMMA-$HfO_x$ hybrid ReRAM devices to overcome the respective drawbacks of organic and inorganic materials. The performances of PMMA-$HfO_x$ hybrid ReRAM were compared to those of PMMA- and $HfO_x$-based ReRAMs. Bipolar resistive switching behavior was observed from these ReRAMs. The PMMA-$HfO_x$ hybrid ReRAMs showed a larger operation voltage margin and memory window than PMMA-based and $HfO_x$-based ReRAMs. The reliability and electrical instability of ReRAMs were remarkably improved by blending the $HfO_x$ into PMMA. An Ohmic conduction path was commonly generated in the LRS (low resistance state). In HRS (high resistance state), the PMMA-based ReRAM showed SCLC (space charge limited conduction). the PMMA-$HfO_x$ hybrid ReRAM and $HfO_x$-based ReRAM revealed the Pool-Frenkel conduction. As a result of flexibility test, serious defects were generated in $HfO_x$ film deposited on PI (polyimide) substrate. On the other hand, the PMMA and PMMA-$HfO_x$ films showed an excellent flexibility without defect generation.
본 연구에서는 분산 메모리시스템에서의 압력 방정식의 병렬해법을 위하여 MPI(Message Passing Interface)와 하이브리드 병렬기법을 사용하였다. 두 모델은 영역분할 기법을 활용하며, 하이브리드 기법은 성능이 양호한 두 가지 영역분할에 대해 수행하였다. 두 병렬기법의 성능을 비교하기 위해서 다양한 문제 크기에 대해 최대 96개의 쓰레드를 사용하여 속도향상을 측정하였다. 병렬 성능은 캐쉬 메모리에 따른 문제의 크기 및 MPI 통신, OpenMP 지시어의 부하에 대해 영향을 받음을 확인하였다. 문제의 크기가 작은 경우에는 쓰레드가 증가할수록 MPI 통신 및 OpenMP 지시어 부하에 대한 비율이 상대적으로 크기 때문에 병렬 성능이 좋지 않으며, MPI 통신 부하보다는 OpenMP 지시어 부하가 상대적으로 크므로 MPI 병렬 기법의 병렬 성능이 더 우수하다. 문제의 크기가 큰 경우에는 캐쉬 메모리의 활용도가 높고 MPI 통신 및 OpenMP 지시어 부하에 대한 비율이 낮아 병렬 성능이 좋으며, OpenMP 지시어보다 MPI 통신에 의한 부하가 더 지배적이어서 하이브리드 병렬 성능이 MPI 병렬 성능보다 더 양호하다.
International Journal of Internet, Broadcasting and Communication
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제12권1호
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pp.90-94
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2020
Artificial intelligence (AI) is software that learns large amounts of data and provides the desired results for certain patterns. In other words, learning a large amount of data is very important, and the role of memory in terms of computing systems is important. Massive data means wider bandwidth, and the design of the memory system that can provide it becomes even more important. Providing wide bandwidth in AI systems is also related to power consumption. AlphaGo, for example, consumes 170 kW of power using 1202 CPUs and 176 GPUs. Since more than 50% of the consumption of memory is usually used by system chips, a lot of investment is being made in memory technology for AI chips. MRAM, PRAM, ReRAM and Hybrid RAM are mainly studied. This study presents various memory technologies that are being studied in artificial intelligence chip design. Especially, MRAM and PRAM are commerciallized for the next generation memory. They have two significant advantages that are ultra low power consumption and nearly zero leakage power. This paper describes a comparative analysis of the four representative new memory technologies.
최근 사물인터넷, 지능형 시스템 등의 활성화로 실시간 임베디드 시스템의 전력 절감 기술이 중요해지고 있다. 본 논문은 멀티코어 이기종메모리 환경에서 실시간 시스템의 전력 소모량을 절감하는 P-GA (parallel genetic algorithm) 스케줄링 알고리즘을 제안한다. P-GA는 멀티코어를 위한 PF (proportional fairness) 알고리즘에 기반한 프로세서의 전압 및 주파수 동적 조절 기법에 차세대 비휘발성메모리 기술을 결합하여 시스템의 전력 소모를 더욱 줄인다. 특히, 유전 알고리즘을 사용하여 태스크별 수행 프로세서의 전압 및 주파수 모드와 메모리의 종류를 최적화하여 태스크 집합의 전력 소모량을 최소화한다. 시뮬레이션 실험을 통해 P-GA가 기존 방식 대비 최대 2.85배의 전력 소모량을 감소할 수 있음을 보인다.
한국어나 일본어와 같이 부분 어순 자유 언어에서는 규칙 기반 방법이 구 단위화에 있어서 매우 유용한 방법이며, 실제로 잘 발달된 조사와 어미를 활용하면 소수의 규칙만으로도 여러 가지 기계학습 기법들만큼 높은 성능을 보일 수 있다. 하지만, 이 방법은 규칙의 예외를 처리할 수 있는 방법이 없다는 단점이 있다. 예외 처리는 자연언어처리에서 매우 중요한 문제이며, 기억 기반 학습이 이 문제를 효과적으로 다룰 수 있다. 본 논문에서는, 한국어 단위화를 위해서 규칙 기반 방법과 기억 기반 학습을 결합하는 방법을 제시한다. 제시된 방법은 우선 규칙에 기초하고, 규칙으로 추정한 단위를 기억 기반 학습으로 검증한다. STEP 2000 말뭉치에 대한 실험 결과, 본 논문에서 제시한 방법이 규칙이나 여러 기계학습 기법을 단독으로 사용하였을 때보다 높은 성능을 보였다. 규칙과 구 단위화에 가장 좋은 성능을 보인 Support Vector Machines의 F-score가 각각 91.87과 92.54인데 비하여, 본 논문에서 제시된 방법의 최종 F-score 는 94.19이다.
본 논문에서는 복합재 구조물에 대하여 형상기억합금 선을 이용한 능동 형상 제어에 관한 연구를 수행하였다. 형상기억합금 선의 열-기계적인 특성을 실험적으로 측정하였으며, 복합재 보 시편의 표면에 볼트를 이용하여 형상기억합금 작동기를 고정하는 방법으로 하이브리드 복합재 구조물을 제작하였다 형상기억합금 작동기는 온도 상승에 의한 상변화에 의해 작동되며, 본 연구에서는 형상기억합금 작동기에 전력을 가하여 내부 저항을 통해 발생하는 열을 이용하여 구동하였다. 보다 빠르고 정확한 형상 및 변형 제어를 위하여 수치적 시뮬레이션을 통한 PID 되먹임 제어기를 설계하였으며, 형상기억합금 작동기에 적용하는 실험을 수행하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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