• Title/Summary/Keyword: page replacement

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CAWR: Buffer Replacement with Channel-Aware Write Reordering Mechanism for SSDs

  • Wang, Ronghui;Chen, Zhiguang;Xiao, Nong;Zhang, Minxuan;Dong, Weihua
    • ETRI Journal
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    • 제37권1호
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    • pp.147-156
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    • 2015
  • A typical solid-state drive contains several independent channels that can be operated in parallel. To exploit this channel-level parallelism, a variety of works proposed to split consecutive write sequences into small segments and schedule them to different channels. This scheme exploits the parallelism but breaks the spatial locality of write traffic; thus, it is able to significantly degrade the efficiency of garbage collection. This paper proposes a channel-aware write reordering (CAWR) mechanism to schedule write requests to different channels more intelligently. The novel mechanism encapsulates correlated pages into a cluster beforehand. All pages belonging to a cluster are scheduled to the same channels to exploit spatial locality, while different clusters are scheduled to different channels to exploit the parallelism. As CAWR covers both garbage collection and I/O performance, it outperforms existing schemes significantly. Trace-driven simulation results demonstrate that the CAWR mechanism reduces the average response time by 26% on average and decreases the valid page copies by 10% on average, while achieving a similar hit ratio to that of existing mechanisms.

플래시 메모리상에서 시스템 소프트웨어의 효율적인 버퍼 페이지 교체 기법 (An Efficient Buffer Page Replacement Strategy for System Software on Flash Memory)

  • 박종민;박동주
    • 한국정보과학회논문지:데이타베이스
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    • 제34권2호
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    • pp.133-140
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    • 2007
  • 플래시 메모리는 오늘날 다양한 형태로 우리 생활의 일부를 차지하고 있다. 이동식 저장매체, 유비쿼터스 컴퓨팅 환경과 휴대전화기, MP3플레이어, 개인정보단말기(PDA) 등의 모바일 제품 등에 광범위하게 사용되고 있다. 이처럼 많은 분야에서 사용되는 주된 이유는 플래시 메모리가 저전력, 비휘발성, 고성능, 물리적 안정성, 휴대성 등의 장점을 갖기 때문이다. 더불어 최근에는 기가바이트급 플래시 메모리도 개발되어 하드디스크의 자리를 대체할 수 있는 상황에 이르렀다. 하지만, 플래시 메모리는 하드디스크와 달리 이미 데이타가 기록된 섹터에 대해 덮어쓰기가 되지 않는다는 특성을 갖고 있다. 데이타를 덮어쓰기 위해서는 해당 섹터가 포함된 블록을 지우고(소거) 쓰기 작업을 수행해야 한다. 이로 인해 플래시 메모리의 데이타 읽기/쓰기/소거에 비용이 하드 디스크와 같이 동일한 것이 아니라 각각 다르다[1][5][6]. 이러한 특성이 고려되지 않은 기존의 OS, DBMS 등과 같은 시스템 소프트웨어에서 사용되는 교체 기법은 플래시 메모리 상에서 비효율성을 가질 수 있다. 그러므로 플래시 메모리상에서는 플래시 메모리의 특성을 고려한 효율적인 버퍼 교체 기법이 필요하다. 본 논문에서는 플래시 메모리의 특성을 고려한 버퍼 페이지 교체기법을 제안하며, 제안된 기법과 기존 기법들과의 성능 평가를 수행한다. 지프분포와 실제 워크로드를 사용한 성능평가는 플래시 메모리의 특성을 고려한 버퍼 페이지 교체 기법의 필요성을 입증한다.

WWCLOCK: 플래시 메모리의 비대칭적 입출력 비용을 고려한 페이지 교체 알고리즘 (WWCLOCK: Page Replacement Algorithm Considering Asymmetric I/O Cost of Flash Memory)

  • 박준석;이은지;서현민;고건
    • 한국정보과학회논문지:컴퓨팅의 실제 및 레터
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    • 제15권12호
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    • pp.913-917
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    • 2009
  • 낸드 플래시 메모리는 하드디스크와 달리 읽기 입출력과 쓰기 입출력이 소모하는 시간 및 전력량이 다르며 그 비율은 SLC, MLC, SSD 등 다양한 형태에 따라 상이하다. 특히 최근에는 내장 메모리 장치와 함께 외장 메모리 카드 또는 USB 메모리를 동시에 사용하는 경우도 증가하고 있어서, 버퍼 캐시 교체 알고리즘을 설계하는 데 있어서 페이지의 재참조 확률뿐 만 아니라 접근 장치와 참조 종류에 따른 입출력 비용을 함께 고려해야 한다. 본 논문은 페이지의 참조 빈도(frequency), 최근성(recency) 정보와 함께 인기와 쓰기의 입출력 비용을 직접적으로 고려하는 WWCLOCK (Write-Weighted CLOCK) 알고리즘을 제안한다. WWCLOCK은 입출력 비용이 다른 다양한 2차 저장 장치에 대해 적용 가능하며, CLOCK에 가까운 낮은 시간 및 공간 복잡도를 갖고 있다. 트레이스 기반 시뮬레이션을 통해 제안된 알고리즘이 LRU 알고리즘에 비해 전체 입출력 실행 시간을 평균 36.2% 감소시킴을 보인다.

2WPR: Disk Buffer Replacement Algorithm Based on the Probability of Reference to Reduce the Number of Writes in Flash Memory

  • Lee, Won Ho;Kwak, Jong Wook
    • 한국컴퓨터정보학회논문지
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    • 제25권2호
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    • pp.1-10
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    • 2020
  • 본 논문에서는 향상된 히트율과 더 적은 낸드 플래시 메모리 쓰기 연산을 할당하는 디스크 버퍼 교체 정책을 소개한다. 플래시 메모리는 높은 집적도, 높은 신뢰성 및 비휘발성이라는 특징을 가지고 있어 최근 많은 곳에서 사용되고 있다. 하지만 삭제 이후 쓰기 연산 문제, 비대칭적인 연산 속도와 짧은 수명 등의 한계점도 가지고 있다. 이런 문제를 개선하기 위해 본 논문에서는 2WPR 정책을 소개한다. 2WPR 정책은 디스크 버퍼의 각 페이지마다 이후 재참조될 가능성, 각 지역성 및 쓰기 연산에 대한 가중치 분석을 통해 교체할 페이지를 선택한다. 제안된 새로운 정책은 기존 디스크 버퍼 관리 정책에 비해 히트율을 최대 10%까지 향상시킬 수 있으며 플래시 메모리에 대한 쓰기 연산을 최대 5%까지 감소시킬 수 있었다.

단일사용자 다중프로그래밍 환경에서 비례배분이 가능한 페이지대치 알고리즘 (A Proportional Page-replacement Algorithm for Single-user Multi-programming System)

  • 서의성;박도현;오승택;이준원
    • 한국정보과학회:학술대회논문집
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    • 한국정보과학회 2002년도 봄 학술발표논문집 Vol.29 No.1 (A)
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    • pp.73-75
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    • 2002
  • 컴퓨터 시스템의 성능이 발전하면서 동시에 실행되는 프로그램의 수도 증가하게 되었다. 이로 인해 자원을 두고 경쟁하는 프로세스들의 우선순위에 따라 분배되는 자원의 양을 세밀하게 조절하는 기능이 필요하게 된다. 우선순위에 따른 자원의 비례배분 알고리즘에 대한 연구가 많이 있었고, 이를 바탕으로 대부분의 자일을 관리하는 운영체계들도 개발되었다. 하지만 가상메모리 자일에 대해서는 자원의 할당량의 모호함과 프로세스가 사용할 메모리 필요량이 예측불가능하기 때문에 적은 연구가 이루어졌을 뿐이다. 본 논문에서는 프로세스가 단위 작업을 수행할 때 발생하는 페이지폴트의 양이 프로세스의 우선순위에 반비례하는 것으로 가상 메모리에 대한 비례배분 개념을 정의 하고, 프로세스 마다 메모리에 대한 요구 형태가 다른 환경에서 이를 가능하게 하는 페이지대치 알고리즘을 제안한다. 제안한 페이지대치 알고리즘을 리눅스 커널상에 구현한다. 구현된 페이지대치 알고리즘을 사용하면 우선순위가 높긴 프로세스가 우선순위가 낮은 프로세스에 비해서 페이지폰트를 적게 발생하고, 그 발생량은 반비례 관계에 있음을 보인다.

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메모리 참조 패턴 및 페이지 교체 기법 (Memory Reference Patterns and Page Replacement Policies)

  • 이승훈;최종무;조성제;조유근
    • 한국정보과학회:학술대회논문집
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    • 한국정보과학회 2000년도 가을 학술발표논문집 Vol.27 No.2 (3)
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    • pp.50-52
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    • 2000
  • 페이징 기법의 효율성은 어떠한 페이지 교체 기법을 쓰느냐에 따라 결정된다. LRU 기법은 작업 부하의 변화에 잘 적응하여 많은 경우 좋은 성능을 보인다. 그러나 참조의 횟수에 대한 정보를 이용하지 못한다. LFU 기법은 지역성을 가지는 참조 패턴이 발견되면 좋은 성능을 발휘한다. 그러나 작업 부하가 변하는 경우 이에 적응하지 못한다. 여러 응용에 대해 참조 패턴을 분석하여 보면 참조되는 페이지는 최근성과 참조 횟수에 의해 가치가 결정되며, 따라서 LRU나 LFU 기법 한 가지만으로 페이지 교체 정책을 최적화 시킬 수 없다. 본 논문에서는 LRU 기법과 LFU 기법을 결합한 새로운 교체 기법을 제안한다. 이 교체 기법에서는 LRU 리스트와 LFU 리스트를 결합하여 사용함으로써 참조 시간뿐만 아니라 참조 횟수를 이용하여 페이지들을 교체한다. 트레이스 기반 모의 실험에서는 제안 기법의 순수 LRU 기법보다 나은 성능을 보일 때가 있다.

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Functional Properties of Enzymatically Modified Egg Yolk Powder Produced by Phospholipase $A_2$ Treatment

  • Kim, Mi-Ra;Shim, Jae-Yong;Park, Ki-Hwan;Imm, Jee-Young
    • Food Science and Biotechnology
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    • 제17권6호
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    • pp.1289-1293
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    • 2008
  • Fresh egg yolk (EY) was enzymatically modified using phospholipase $A_2$ ($PLA_2$) to produce an enzymatically modified-egg yolk powder (EM-EYP). The EM-EYP offered significantly higher emulsifying activity, emulsion stability, protein solubility, and mayonnaise stability than the control EYP. By employing $PLA_2$ in the enzymatic modification process, structural changes occurred in the phospholipids and lipoproteins of the yolk, and cleavage of apo-high density lipoprotein (HDL) components (Mw 105 kDa) was detected by sodium dodecyl sulfate-polyaerylamide gel electrophoresis (SDS-PAGE). Based on its functional properties, EM-EYP has great potential as a replacement for fresh EY in the production of processed food products such as mayonnaise.

NAND 플래시 메모리용 파일 시스템 계층에서 프로그램의 페이지 참조 패턴을 고려한 캐싱 및 선반입 정책 (Caching and Prefetching Policies Using Program Page Reference Patterns on a File System Layer for NAND Flash Memory)

  • 박상오;김경산;김성조
    • 정보처리학회논문지A
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    • 제14A권4호
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    • pp.235-244
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    • 2007
  • 메인메모리와 저장장치사이의 속도차이에 대한 소프트웨어적 보완 기법으로서 캐싱 및 선반입 정책이 대부분의 시스템에서 사용되고 있다. 본 논문에서는 프로그램의 페이지 참조 패턴을 고려하지 않은 리눅스 커널의 캐싱 및 선반입 정책을 개선하고자 NAND 플래시 메모리용 파일시스템 계층에서 동작하는 Flash Cache Core Module(FCCM)을 YAFFS 상에서 설계 및 구현하였다. FCCM은 커널의 안정성과 호환성을 지원하기위해 커널과 독립적인 구조를 가지며, 플래시 메모리의 특성을 고려한 Dirty-Last 메모리 교체 기법과 페이지의 히트 여부에 따른 선반입 페이지 대기큐를 구현하였다. FCCM은 리눅스의 캐시 및 선반입 정책과 비교해 I/O 횟수와 요구되는 선반입양이 각각 최대 55%(평균 20%) 및 최대 55%(평균 24%)까지 감소했다.

Physicochemical and textural properties of emulsions prepared from the larvae of the edible insects Tenebrio molitor, Allomyrina dichotoma, and Protaetia brevitarsis seulensis

  • Kim, Tae-Kyung;Yong, Hae In;Jung, Samooel;Sung, Jung-Min;Jang, Hae Won;Choi, Yun-Sang
    • Journal of Animal Science and Technology
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    • 제63권2호
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    • pp.417-425
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    • 2021
  • The use of edible insects to replace meat protein is important to ensure future global food security. However, processed foods using edible insects require development to enhance consumer perception. Here, we examined the physicochemical characteristics and rheological properties of emulsions prepared from different edible insect larvae. Three edible insect species (Tenebrio molitor, Allomyrina dichotoma and Protaetia brevitarsis seulensis) were used to prepare larval emulsions that were formulated with 65% of insect larvae, 20% of pork back fat, and 15% ice. The A. dichotoma emulsion had the highest pH and lightness, redness, and yellowness values, while the T. molitor emulsion had the lowest pH and lightness, redness, and yellowness values. The T. molitor emulsion had the highest hardness, gumminess, chewiness, and apparent viscosity values but the lowest springiness and cohesiveness values. According to the sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis (SDS-PAGE) analysis, T. molitor had the thickest bands, followed by P. brevitarsis seulensis. The differential scanning calorimetry distributions for the T. molitor and A. dichotoma emulsions showed one peak, while that of the P. brevitarsis seulensis emulsion had two peaks. The collective results suggest that T. molitor was the most suitable candidate (of the three tested species) for use as a meat replacement in terms of its physicochemical and rheological properties. It is important that such properties of insect-based emulsions are maintained using various technologies.

Increase of a Fibrinolytic Enzyme Production through Promoter Replacement of aprE3-5 from Bacillus subtilis CH3-5

  • Yao, Zhuang;Meng, Yu;Le, Huong Giang;Lee, Se Jin;Jeon, Hye Sung;Yoo, Ji Yeon;Kim, Jeong Hwan
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제31권6호
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    • pp.833-839
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    • 2021
  • Bacillus subtilis CH3-5 isolated from cheonggukjang secretes a 28 kDa protease with a strong fibrinolytic activity. Its gene, aprE3-5, was cloned and expressed in a heterologous host (Jeong et al., 2007). In this study, the promoter of aprE3-5 was replaced with other stronger promoters (Pcry3A, P10, PSG1, PsrfA) of Bacillus spp. using PCR. The constructed chimeric genes were cloned into pHY300PLK vector, and then introduced into B. subtilis WB600. The P10 promoter conferred the highest fibrinolytic activity, i.e., 1.7-fold higher than that conferred by the original promoter. Overproduction of the 28 kDa protease was confirmed using SDS-PAGE and fibrin zymography. RT-qPCR analysis showed that aprE3-5 expression was 2.0-fold higher with the P10 promoter than with the original promoter. Change of the initiation codon from GTG to ATG further increased the fibrinolytic activity. The highest aprE3-5 expression was observed when two copies of the P10 promoter were placed in tandem upstream of the ATG initiation codon. The construct with P10 promoter and ATG and the construct with two copies of P10 promoter in tandem and ATG exhibited 117% and 148% higher fibrinolytic activity, respectively, than that exhibited by the construct containing P10 promoter and GTG. These results confirmed that significant overproduction of a fibrinolytic enzyme can be achieved by suitable promoter modification, and this approach may have applications in the industrial production of AprE3-5 and related fibrinolytic enzymes.