• 정보처리학회논문지A
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• 제9A권4호
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• pp.405-412
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• 2002

임베디드 시스템은 일반 PC(Personal Computer)나 워크스테이션에 비해 느린 CPU와 작은 메모리 공간을 사용하고 있다. 따라서 임베디드 운영체제는 제한된 자원을 효과적으로 사용하도록 설계되어져야 한다. 그런데 임베디드 리눅스의 가상 메모리 관리 기법에서 페이지 폴트가 발생할 경우 스왑 디바이스로 페이지를 이동하는 과정에서 성능 저하가 발생한다. 본 논문에서는 가상 메모리 기법의 효율성을 놀이며 메모리 공간의 효율성을 향상시킬 수 있는 가상 메모리 압축 기법을 구현하였다. 가상 메모리 압축 기법은 임베디드 리눅스의 가상 메모리 관리 기법에서 스왑핑이 발생할 경우 스왑 디바이스로 이동하는 페이지들을 압축하여 이동시킴으로서 스왑핑에서 발생하는 성능저하를 감소시키며, 압축된 스왑 디바이스의 운영으로 메모리의 공간 효율성을 높인 수 있다. 또한 본 논문에서는 메모리 내의 소량의 데이터 압축에 적합한 알고리즘을 고안하여, 압축률의 효율성과 시스템 성능을 향상시키고자 하였다.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제26권2호
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• pp.242-260
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• 1999

실시간 데이터압축 기법은 저장 시스템의 용량과 저장 시스템간의 대역폭을 동시에 증가시킴으로써 프로세서-메모리, 메모리-디스크간의 성능 격차를 줄이기 위한 새로운 대안으로 연구되어 왔다. 하지만 압축데이타를 복원하는데 소요되는 시간은 압축 기법의 장점을 상쇄시킬 만큼 큰 오버헤드로 작용한다. 본 논문에서는 이러한 복원 오베헤드를 줄이기 위해 선택적 압축 기법과 복원 오버헤드 감춤 기법들을 적용한 선택적 압축 메모리 시스템을 제안하고 선택적으로 압축된 데이터를 효과적으로 접근하기 위한 캐쉬 구조와 메모리 운용방법을 제시한다. 제안된 선택적 압축 메모리 시스템의 성능은 분석적 모델과 트레이스 구동 방식의 실험을 통해 평가된다. 실험 결과에 따르면 선택적 압축 메모리 시스템의 성능은 데이터의 압축율과 응용 프로그램의 데이터 접근 유형에 따른 압축 블록의 참조율 및 복원 오버헤드를 줄이기 위해 장착된 복원 버퍼의 접근 성공률에 따라 좌우됨을 알 수있다. 복원 버퍼는 대부분의 벤치마크 프로그램들에 대해서 기존의 복원 오버헤드를 70% 이상 줄여 주며 이 경우 일반적인 메모리 시스템에 비해 최대 20%까지의 성능 향상을 보인다. 뿐만 아니라 선택적 압축 기법은 평균 47% 의 데이터 이동시간의 감소와 10%의 온 칩 캐쉬 접근 실패 횟수의 감소 효과를 제공한다.

• 방송과미디어
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• 제15권4호
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• pp.123-134
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• 2010

차세대 비디오 코덱인 HEVC (High Efficiency Video Coding)는 높은 코딩 성능과 상대적으로 낮은 처리 복잡도를 제공하기 위해 표준화 과정을 통해 여러 가지 코딩 툴들을 검증하고 있다. 이 중 메모리압축기술은IBDI 적용에 따른 참조 메모리 크기 및 메모리 대역폭 증가를 줄이거나 또는 8 비트 연산일지라도 초고해상도를 다루는 HEVC 특성상 ME, MC 과정에서 발생하는 메모리 대역폭을 줄이기 위해 고안된 기술이다. 본 기고는 다양한 메모리 압축 기술들을 소개하고 코딩 성능 측면, 계산 복잡도 측면, 그리고 메모리 대역폭 감소 측면에서 각 기술들을 비교하고 향후 메모리 압축 기술의 전개방향에 대해 설명하고자 한다.

• 정보처리학회논문지A
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• 제11A권3호
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• pp.157-162
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• 2004

본 논문에서는 가상 메모리 압축 알고리즘으로 CAMD 알고리즘을 제안한다. CAMD 알고리즘은 페이지 폴트가 일어났을 때 이들 페이지들을 스왑 디바이스로 이동시키지 않고 주기억장치 내의 압축된 캐시 영역을 할당하여 압축된 페이지를 저장한다. 이렇게 함으로써 스왑 디바이스로 이동하는 시간과 횟수를 감소시켜서 페이지 폴트 응답시간을 줄이며 주기억장치에 저장되는 페이지들의 공간 활용도를 높일 수 있다. 메모리 내의 데이터는 일반적인 압축 알고리즘에서 다루는 데이터와는 다른 특징들을 가지고 있어서 메모리 내의 주소 값이나 배열 데이터와 값은 요소들을 고려하여 압축될 때의 효율성을 높일 수 있다.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제31권1_2호
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• pp.125-134
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• 2004

최근에 프로세서-메모리간 성능격차 문제를 완화하기 위하여 내장캐시의 접근실패율을 낮추고 메모리 대역폭을 확장하는 내장캐시 압축시스템이 제안되었다. 내장캐시 압축시스템은 데이타를 압축해 저장함으로써 내장캐시의 실질적 저장공간을 확장하고, 메모리 버스에서 데이타를 압축해 전송함으로써 실질적 메모리 대역폭을 확장한다. 본 논문에서는 이와 같은 내장캐시 압축시스템을 확장해 기존의 주 메모리 압축시스템과 병합해 설계한 이종 메모리 압축시스템을 제안한다. 주 메모리의 기억공간을 효율적으로 확장하고, 내장캐시의 접근실패율을 낮추고, 메모리 대역폭을 확장하고, 압축캐시의 복원시간을 줄이고, 설계 복잡도를 낮추기 위하여 몇 가지 새로운 기법들을 제시한다. 제안하는 시스템과 비교대상 시스템의 성능은 슈퍼스칼라 구조의 마이크로프로세서 시뮬레이터를 수정하여 실행기반 시뮬레이션을 통해 검증한다. 본 논문에서 사용한 실험방법은 기존의 트레이스기반 시뮬레이션과 비교해 보다 높은 정확도를 갖는다. 실험결과 주 메모리 확장에 따른 이득을 고려하지 않은 경우에 제안하는 시스템은 일반 메모리시스템에 비하여 수행시간을 내장캐시의 크기에 따라 최대 4-23%가량 단축한다. 제안하는 시스템의 데이타 메모리와 코드 메모리의 확장비율은 각각 57-120%와 27-36%이다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2010년도 한국컴퓨터종합학술대회논문집 Vol.37 No.1(B)
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• pp.363-367
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• 2010

임베디드 시스템 가상화는 PDA, 스마트 폰과 같은 장비에서 다양한 운영체제 및 응용프로그램이 동작하도록 컴퓨팅 자원에 대한 추상화를 제공한다. 반면 한정된 자원을 여러 가상 머신이 분할하여 사용함으로써 자원량의 제한이 더욱 심화된다. 특히, 메모리의 부족은 프로세스 실행에 반드시 필요한 자원으로 반드시 해결되어야 하는 문제이다. 본 논문은 메모리의 부족을 해결하기 위해 불필요한 메모리 공간에 대한 압축을 제안한다. 이는 가상화로 인한 메모리 분할과 프로세스의 메모리 상주 등의 이유로 인한임베디드 시스템 가상화 환경에서의 메모리 부족을 해결할 수 있다. 본 논문은 이 메모리 압축 기법을 기술하고, 실제 가상화된 임베디드 시스템에서 경험한 메모리 부족 문제를 보인다. 이를 통해 메모리 절약 기법의 당위성을 증명하고, 향후 가상 머신 모니터에서의 메모리 압축 기법의 구현과 성능 평가의 기초를 다진다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2010년도 추계학술발표대회
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• pp.1599-1602
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• 2010

가상화 기법은 PDA, 스마트 폰과 같은 임베디드 시스템에서 다양한 운영체제와 응용 프로그램들을 제공할 수 있게 한다. 그러나 임베디드 시스템은 매우 제한된 컴퓨팅 자원을 갖고 있기 때문에 많은 수의 가상 머신을 동작하기 어렵다. 특히, 프로세스 동작에 필수적인 메모리 공간의 부족은 반드시 해결되어야 하는 문제이다. 데스크탑과 같은 시스템은 페이지 스왑을 통해 이를 해결하지만, 디스크가 없는 임베디드 시스템은 해결이 쉽지 않다. 본 논문은 메모리 공간 부족 문제를 해결하기 위해 불필요한 메모리 공간의 압축을 이용한 여유 공간의 추가 확보 기법을 제안한다. 페이지 압축을 통해 페이지 스왑하는 것과 유사한 효과를 얻을 수 있게 한다. 이는 가상화로 인한 메모리 분할과 불필요한 프로세스의 메모리 상주 등의 이유로 인한 임베디드 시스템 가상화 환경에서의 메모리 부족 문제를 해결할 수 있다. 본 논문은 기능 구현에 앞서 임베디드 시스템과 가상화 환경에 맞춘 메모리 압축 스왑 기법을 디자인한다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2005년도 가을 학술발표논문집 Vol.32 No.2 (1)
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• pp.871-873
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• 2005

최근 임베디스 시스템의 성능이 향상됨에 따라, 임베디드 시스템을 구성하는 CPU와 주변 장치들의 성능 격차를 해소하는 문제가 점차 중요해지고 있다. 그 중에서 시스템의 성능에 가장 큰 영향을 미치는 것이 CPU와 메모리간의 통신이다. 고성능 컴퓨터 시스템에서는 그동안 CPU와 메모리간의 성능 격차를 줄이기 위한 여러 가지 연구들이 활발하게 진행되었는데, 여러 가지 연구들 중에서 메모리를 압축하여 메모리의 기억공간을 효율적으로 확장하는 방법이 효과적으로 사용되고 있다. 임베디드 시스템에서도 이러한 기법을 적절하게 적용하면 메모리를 압축함으로써 동일 공간에 보다 많은 데이터를 저장할 수 있고, 버스를 이용하여 데이터를 전송할 때, 보다 많은 정보를 전송할 수 있게 된다. 또한, CPU와 메모리 간의 전송되는 정보의 크기를 줄일 수 있으므로 임베디드 시스템에서 전력소모의 대부분을 차지하고 있는 CPU와 메모리 간의 전력소모를 크게 줄일 수 있는 장점이 있다. 본 논문에서는 빈발 패턴 압축 기법을 적절하게 변형하여 임베디드 시스템을 위한 효율적인 메모리 압축 기법을 제시하고자 한다.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제32권4호
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• pp.177-185
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• 2005

최근 휴대용 정보기기의 사용이 급증함에 따라 NAND형 플래시메모리를 시스템의 보조기억장치로 사용하는 사례가 급증하고 있다. 하지만, 전통적인 보조기억장치인 하드디스크에 비해 NAND형 플래시메모리는 단위 공간당 비용이 수십배 가량 높아 저장 공간의 효율적인 관리가 필요하다 저장 공간을 효율적으로 사용하게 하는 대표적인 방법으로 데이타 압축 기법이 있다. 하지만, NAND형 플래시메모리에서는 압축 기법의 적용이 쉽지 않다. 이는 NAND형 플래시메모리가 페이지 단위 입출력만을 지원하여 압축 데이타가 플래시 페이지보다 작은 경우 내부 단편화 현상을 발생시켜 압축의 이득을 심각하게 감쇄시키기 때문이다. 이러한 문제를 해결하기 위해 본 논문에서는 작은 크기의 압축 데이타를 쓰기 버퍼를 통해 그룹화한 후 하나의 플래시 페이지에 저장하는 플래시 압축 계충을 설계하고 성능을 평가한다. 성능평가 결과 제안하는 플래시 압축 계층은 플래시메모리의 저장 공간을 $40\%$ 이상 확장하며 쓰기 대역폭을 크게 개선함을 확인할 수 있었다.

• 방송공학회논문지
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• 제16권2호
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• pp.339-349
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• 2011

고해상도 비디오에 대한 압축 성능 향상을 위해 내부 연산 비트 깊이를 증가시키는 IBDI (Internal Bit Depth Increase) 기법은 괄목할 만한 부호화 효율 증가 이득을 얻을 수 있었지만, 참조 영상을 저장하기 위해 소요되는 내부 메모리가 증가하는 문제가 발생한다. 따라서 IBDI 기법의 부호화 효율은 유지하면서 내부 메모리 증가 문제를 해결하기 위해 메모리 압축 기법이 제안되었다. 기존 메모리 압축 기법은 영상의 각 수행블록마다 일정량의 부가정보를 이용하여 메모리 압축을 수행함으로써, 부호화 효율은 유지하면서 내부 메모리를 성공적으로 줄일 수 있었다. 하지만 각각의 수행블록마다 발생하는 부가정보에 의해 메모리 압축 성능이 제한되는 한계가 존재한다. 따라서 본 논문에서는 기존 메모리 압축 방법의 한계를 극복하기 위해, 발생하는 부가정보량을 크게 줄일 수 있도록 선택적 수행블록 병합을 이용한 메모리 압축 방법을 제안하였다. 제안 방법을 통해 부호화 효율을 기존 메모리 압축 방법과 동일하게 유지하면서 메모리 압축에 의해 발생하는 부가정보량은 크게 감소하는 이득을 얻을 수 있었다.