• 한국정보과학회논문지:컴퓨팅의 실제 및 레터
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• 제16권6호
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• pp.678-682
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• 2010

압축파일시스템은 비용효율성을 높이기 위해 모바일 장치 개발에 자주 사용된다. 그러나 압축파일시스템은 비압축파일시스템에 비해 읽기 성능이 떨어진다는 단점이 있다. 압축파일시스템의 읽기성능저하의 원인 중 하나는 커널 의 미리읽기 기법이다. 주된 이유는 압축파일시스템의 압축해제 오버헤드로 인해 미리읽기 미스패널티가 너무 크기 때문이다. 이 문제를 해결하기 위해 본 논문에서는 커널의 미리읽기 기법을 고려한 압축파일시스템의 읽기기법을 제안한다. 제안된 기법은 bulk read를 통해 저장장치의 성능을 향상시키는 동시에 선택적 압축해제를 통해 압축파일 시스템의 압축해제 오버헤드를 줄인다. 우리는 리눅스 기반 시스템에서 널리 사용되는 압축파일시스템인 CramFS를 수정하여 제안된 기법을 구현하였으며 성능측정 실험을 통해 제안된 기법이 압축파일시스템의 메이저 페이지 폴트 처리 시간을 약 28%까지 단축시킬 수 있음을 보였다.

• 한국정보과학회논문지:컴퓨팅의 실제 및 레터
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• 제9권4호
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• pp.410-419
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• 2003

리눅스와 같은 범용 운영체제의 버퍼 캐시(buffer cache)는 전역적(global) 블록 교체 및 미리읽기(read ahead) 정책 등을 사용하여 파일 블록을 관리한다. 따라서, 참조의 지역성(locality)을 가지지 않고 다양한 소비율(consumption rate)을 갖고 있는 멀티미디어 데이타의 경우 캐시 시스템의 적중률이 낮을 뿐만 아니라 미리읽기의 특성으로 인하여 필요보다 과도하게 버퍼를 소비하기도 한다. 본 논문에서는 리눅스 상에서 멀티미디어 데이타를 위한 새로운 버퍼 할당 기법을 설계하고 구현하였다. 제안된 방법에서는 멀티미디어 파일마다 독립적인 미리읽기 캐시를 유지하며 미리읽기 그룹의 크기를 소비율에 비례하도록 동적으로 조절한다. 이는 공정한 자원 분배가 이루어지도록 하며, 버퍼의 소비량을 최적화되도록 한다. 본 논문에서는 구현된 시스템과 최신의 리눅스 커널 2.4.17 버전 상에서 각각 소비되는 버퍼 수와 캐시 적중률을 실험을 통하여 비교함으로써 시스템의 성능을 평가한다.

• 사물인터넷융복합논문지
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• 제8권4호
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• pp.9-15
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• 2022

낸드 플래시 메모리는 저전력 소비와 빠른 데이터 처리 속도 때문에 다양한 저장 장치의 미디어로 사용되고 있다. 그러나 데이터의 읽기 처리 속도가 쓰기 처리 속도와 비교하여 약 10배 빠른 비대칭 속도의 특징이 있기 때문에 속도차이를 개선하기 위한 다양한 연구가 진행되고 있다. 특히 플래시 전용 버퍼 관리 정책은 대부분 쓰기 속도를 개선하기 위해 연구되어 왔다. 그러나 최근에 다양한 목적으로 사용되고 있는 플래시 메모리로 구성된 SSD(solid state disk)는 쓰기 성능보다 읽기 성능에 취약한 문제가 있다. 본 논문에서는 낸드 플래시 메모리로 구성된 SSD에서 쓰기 성능보다 읽기 성능이 더 좋지 않은 이유를 밝히고 이를 개선하기 위한 버퍼 관리 정책을 연구한다. 본 논문에서 제안하는 버퍼 관리 정책은 읽기 데이터의 패턴을 분석하고 미래에 요청될 데이터를 낸드 플래시 메모리에서 미리 읽어두는 정책을 적용하여 플래시 기반 저장 장치의 속도를 개선하는 방법을 제안한다. 또한, 시뮬레이션을 통해 미리 읽기 정책의 효과를 증명한다.

• 한국정보과학회논문지:컴퓨팅의 실제 및 레터
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• 제14권2호
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• pp.226-230
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• 2008

선반입은 I/O 성능 향상을 위해 널리 사용되는 기법 중의 하나이다. 하지만 어떤 참조패턴에 대해서는 선반입을 수행하면 오히려 전체 수행시간이 증가하는 경우가 보고된 바 있다. 본 논문은 기존의 선반입 기법에 쉽게 적용될 수 있는 프레임 IPRP(Improving Prefetching Effects by Exploiting Reference Patterns)를 제안한다. IPRP는 참조패턴을 자동으로 탐지하고 기존의 선반입을 참조패턴의 특성에 따라 조정하여 개선하고자 한다. IPRP를 리눅스 미리 읽기 선반입에 적용한 성능평가에서 리눅스 미리 위기 선반입이 수행시간을 $40%{\sim}70%$ 정도 증가시키는 악영향을 발휘할 때 IPRP를 적용할 경우 악영향을 완전히 방지했다. 리눅스 미리 읽기 선반입이 성능 향상을 가져오는 경우에도 리눅스 미리 읽기와 유사한 성능을 가전 왔다. 이 결과를 통해 IPRP가 기존의 선반입을 효율적으로 보완 및 개선할 수 있음을 알 수 있다.

• 정보과학회 논문지
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• 제43권6호
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• pp.627-635
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• 2016

로그 구조 파일 시스템에서는 쓰기 작업을 처리할 때 새로운 블록들이 순차적으로 할당된다. 그러나, 다수의 프로세스가 번갈아가며 동기적 쓰기 작업을 요청할 경우, 파일 시스템 상에서는 각 프로세스가 생성한 파일이 단편화될 수 있다. 이 파일 단편화는 읽기 요청을 처리할 때 다수의 블록 I/O를 발생시키기 때문에 읽기 성능을 저하시킨다. 게다가, 미리 읽기 기능은 한 번에 요청되는 데이터의 양을 증가시킴으로써 성능 저하를 더욱 심화시킨다. 이에, 본 논문에서는 파일 단편화 문제를 해결하기 위해 로그구조 파일 시스템의 새로운 클리닝 기법을 제안한다. 제안 기법은 로그 구조 파일 시스템의 클리닝 과정 중 유효 데이터 블록을 아이노드 번호 순으로 정렬함으로써 한 파일의 데이터 블록들을 인접하게 재배치한다. 실험 결과, 제안한 클리닝 기법이 클리닝 전에 비해 약 60%의 파일 단편화를 제거하였고, 그 결과로 미리 읽기 기능을 적용했을 때 읽기 성능을 최고 21%까지 향상시키는 것을 확인하였다.

• 정보과학회 컴퓨팅의 실제 논문지
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• 제22권2호
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• pp.95-100
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• 2016

빅데이터, 클라우드 컴퓨팅 시대가 오면서 데이터 사용량이 점점 증가하고 있고 이러한 빅데이터를 신속히 처리하기 위한 시스템들이 개발되고 있다. 그 중 데이터를 저장하기 위한 시스템으로 분산 파일 시스템이 널리 사용되고 있다, 이러한 분산 파일 시스템 중에는 글러스터 파일 시스템(GlusterFS)이 있다. 또한 기술의 발달로 고성능 장비인 Nand flash SSD (Solid State Drive)의 가격이 하락함에 따라서 데이터센터로 도입이 증가되는 추세이다. 따라서 GlusterFS에서도 SSD를 도입하려고 하지만, GlusterFS는 하드디스크를 기반으로 설계되었기 때문에 SSD를 이용했을 시 구조적인 문제로 성능 저하가 발생하게 된다. 이러한 구조적인 문제점들에는 I/O-cache, Read-ahead, Write-behind Translator들이 있다. 랜덤 I/O에 장점이 있는 SSD에 맞지 않는 기능들을 제거함으로써, 4KB 랜덤 읽기의 경우 255%까지의 성능 향상 결과와, 64KB 랜덤 읽기의 경우 50%까지의 성능 향상 결과를 얻었다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제15권6호
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• pp.181-186
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• 2015

최근 통신 빛 반도체 기술의 급격한 발전과 함께 소규모 기기에도 컴퓨팅 기능을 탑재하는 사물인터넷 시장이 부상하고 있다. 사물인터넷을 위한 저장장치는 전력소모와 물리적 크기에 제한이 있어 기존 HDD나 SSD 대신 NVRAM 기반의 스토리지가 사용될 것으로 전망되고 있다. 그러나 현재 사물인터넷 플랫폼 기술은 기존의 전통적인 스토리지를 타겟으로 설계되어 NVRAM 스토리지에서는 다양한 비효율성을 초래할 수 있다. 본 논문은 현재의 다양한 운영체제의 I/O 기법들의 효용성과 성능을 NVRAM 스토리지 환경에서 평가하고 분석하여 향후 사물인터넷을 위한 스토리지 기술에 대해 방향성을 제시한다.

• 전기학회논문지
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• 제62권10호
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• pp.1368-1375
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• 2013

The Smart Grid, which can monitor or diagnose the power grid in real time to operate efficiently, has been pushed ahead systematically as one of alternatives to solve these issues by combining the advanced Information Communication Technology and the electrical network. Hence, the electric company which introduces smart grid technology can read remotely the electrical meter readings by means of two-way communication between the meter and the central system. This enabled the customer and the utility to take part in reasonable electrical energy utilization. AMI became one of the core foundations in realizing the Smart Grid. It is hard to test the entire process of AMI system before the full deployment because it covers the broad objects from the customer to the utility operation system and requires mass data handling and management. Therefore, we design an efficient AMI network model and a simulator for performance evaluation required to simulate the network model similar to the real environment. This tool supports to evaluate the efficiency of the AMI network equipments and deployment. Additionally, it estimates the appropriate number of deployments and the proper capabilities.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제15권5호
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• pp.476-484
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• 2015

Due to the recent advances in non-volatile memory technologies such as PCM, a new memory hierarchy of computer systems is expected to appear. In this paper, we explore the performance of PCM-based swap systems and discuss how this system can be managed efficiently. Specifically, we introduce three management techniques. First, we show that the page fault handling time can be reduced by attaching PCM on DIMM slots, thereby eliminating the software stack overhead of block I/O and the context switch time. Second, we show that it is effective to reduce the page size and turn off the read-ahead option under the PCM swap system where the page fault handling time is sufficiently small. Third, we show that the performance is not degraded even with a small DRAM memory under a PCM swap device; this leads to the reduction of DRAM's energy consumption significantly compared to HDD-based swap systems. We expect that the result of this paper will lead to the transition of the legacy swap system structure of "large memory - slow swap" to a new paradigm of "small memory - fast swap."

• 한국통신학회논문지
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• 제28권9A호
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• pp.763-773
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• 2003

본 논문에서는 조건부 실행 비순차적 명령어 이슈 컴퓨터 시스템에서의 레지스터 리네이밍 방법을 제안한다. 레지스터 리네이밍은 읽기 후 쓰기 그리고 쓰기 후 쓰기 의존성을 제거하는 기술이다. 레지스터 리네이밍 방법을 사용하는 조건부 실행 비순차적 명령어 이슈 컴퓨터 시스템을 구현하기 위해서, 우리는 순차적 상태 물리적 레지스터와 미리보기 상태 물리적 레지스터들 양자를 모든 논리적 레지스터들이 공유할 수 있도록 포함하고 있는 레지스터 파일을 사용한다. 또한 본 논문에서 제안된 구조를 구현하기 위해서 순차적 상태 지시기, 리네이밍 상태 지시기, 물리적 레지스터 할당 지시기, 조건 예측 버퍼, 리오더 버퍼들을 구현한다. 이러한 모든 하드웨어를 이용해서, 레지스터 리네이밍 방법을 사용하는 조건부 실행 비순차적 명령어 이슈 컴퓨팅 시스템의 레지스터 리네이밍 및 순차적 상태의 추적을 가능하게 한다. 본 논문에서는 위의 하드웨어를 사용하여 기존 레지스터 리네이밍 방법에 비해서 적은 하드웨어 비용으로 내용 검색(associative lookup)을 제거하고 짧은 복구 시간을 제공하는 개량된 레지스터 리네이밍 방법을 제안한다.