• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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• 2010.11a
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• pp.1547-1550
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• 2010

근래의 가상화 기술에서 가상 메모리의 사용은 다양한 장점을 이끌어 내며 가상화의 중요한 구현 기술 중 하나로 인식되고 있다. 본 논문에서는 선행된 플랫 메모리 임베디드 시스템을 대상으로 하는 가상 머신 모니터에 가상 메모리를 구현한다. 제안된 가상 메모리 기술은 하나의 임베디드 시스템 상에 다수의 실시간 운영체제들을 동시 수행하는 것을 가능하게 하는 가상 머신 모니터의 본질적인 장점과 가상 메모리를 통해 예상할 수 있는 하부 시스템을 제안한다. 이를 통해 향후의 메모리 가상화를 통해 확장 가능한 연구 주제를 제안한다.

• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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• 2013.11a
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• pp.61-64
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• 2013

가상화는 가상의 자원이 물리적 자원에 접근할 수 있게 해주는 기술이며 VM(가상머신)을 다수 설치하여 VM의 수만큼 운영체제들을 이용할 수 있다. 이러한 가상화는 자원의 낭비를 막고 관리비용을 줄이기 위해 사용한다. 가상화 기술은 CPU, 메모리, I/O 가상화로 구분 지을 수 있으며 이 중 메모리 가상화 기술은 메모리 자원의 효율적인 사용을 가능하게 해준다. 여러 VM들이 실제 머신의 메모리보다 많은 메모리를 할당받아 사용하는 것이 가능한데 이것을 오버커밋 상태라고 한다. 중첩 가상화는 VM에 하드웨어 가상화 기법의 사용을 허용하게 하여 VM 위에 또 다른 VM이 동작할 수 있는 환경을 제공해준다. 이와 같은 (중첩) 가상화 환경에서의 메모리 접근은 일반적으로 하드웨어 지원을 통한 중첩 페이징 기법을 이용하여 메모리의 접근이 이루어진다. 본 논문에서는 오버커밋 발생 시 중첩 VM과 하이퍼바이저 VM의 성능 차이를 실험을 통하여 보여주고자 한다.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2004.04a
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• pp.940-942
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• 2004

자바가상기계의 메모리 할당에서 서로 다른 크기의 메모리 할당과 해제는 힙 영역과 자바 스택 영역에 심각한 외부 단편화를 발생시킨다. 자바가상기계에서 외부 단편화는 가비지 콜렉션의 발생을 증가시키고 메모리를 할당하기 위한 메모리 접근이 증가되는 고비용의 동작이 발생하므로 소규모 메모리에서 동작하는 임베디드 자바가상기계에서 성능저하가 발생하게 된다. 본 논문에서는 임베디드 자바가상기계에서 외부 단편화를 최소화하고 메모리를 효율적으로 관리하기 위한 한 가지 방안으로 고정크기 메모리 할당 방법에 대한 연구이다. 고정크기 메모리 할당 기법은 자바가상기계의 힙 영역에 가장 큰 객체의 크기를 기준으로 할당하고 자바 스택 영역에 가장 큰 스택 프레임을 기준으로 할당하도록 하여, 힙 영역과 자바 스택 영역에 외부 단편화를 최소화하도록 하는 메모리 할당 정책이다. 고정 크기 메모리 할당은 내부 단편화에 따른 메모리 낭비가 발생될 수 있지만, 외부 단편화는 최소화되기 때문에 가비지 콜렉션 발생 횟수를 감소시킬 수 있으며, 회수된 메모리 공간을 재구성하는 고비용을 제거 할 수 있다. 또한 할당 해제된 영역들은 Free-List로 연결되어 메모리 할당을 위한 메모리 접근을 최소화시키는 장점을 가진다.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2010.06b
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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.

• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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• 2010.11a
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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.

• Information and Communications Magazine
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• v.31 no.3
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• pp.22-31
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• 2014

최근 빅데이터 처리에 대한 요구가 급증하면서 매니코어 계산 장치의 개발이 활발히 진행되고 있어 계산 장치와 입출력 저장장치의 성능 격차는 과거보다 더욱 두드러지고 있다. 이런 상황에서 메모리 가상화 서비스 기술은 입출력 저장 장치의 성능 문제를 완화할 최적의 대안으로 주목받고 있다. 본고에서는 방대한 데이터를 처리해야 하는 응용 프로그램에게 입출력 저장 장치의 성능 한계를 극복하고 데이터 처리 비용을 최소화 할 수 있도록 원격 메모리를 이용한 대용량 가상 물리 메모리 제공 서비스를 지원하는 최근 메모리 가상화 서비스 기술 동향에 대해 알아본다.

• Journal of KIISE:Computer Systems and Theory
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• v.34 no.12
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• pp.618-629
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• 2007

In this paper, we propose an effective memory test environment, called a virtualized kernel, for 64bit multi-core computing environments. The term of effectiveness means that we can test all of the physical memory space, even the memory space occupied by the kernel itself, without rebooting. To obtain this capability, our virtualized kernel provides four mechanisms. The first is direct accessing to physical memory both in kernel and user mode, which allows applying various test patterns to any place of physical memory. The second is making kernel virtualized so that we can run two or more kernel image at the different location of physical memory. The third is isolating memory space used by different instances of virtualized kernel. The final is kernel hibernation, which enables the context switch between kernels. We have implemented the proposed virtualized kernel by modifying the latest Linux kernel 2.6.18 running on Intel Xeon system that has two 64bit dual-core CPUs with hyper-threading technology and 2GB main memory. Experimental results have shown that the two instances of virtualized kernel run at the different location of physical memory and the kernel hibernation works well as we have designed. As the results, the every place of physical memory can be tested without rebooting.

• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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• 2013.11a
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• pp.21-22
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• 2013

가상화 기술은 하드웨어 위에서 여러 운영체제를 동작시키면서, 시스템의 활용률을 극대화 시키는 기술이므로 여러 분야에서 각광받고 있다. 가상화는 시스템 위험성 전파 등을 줄임으로써, 보안 노출을 막는 등 여러 장점들이 있다. 하지만, 게스트머신에서 하이퍼바이저로의 잦은 스위치는 가상화 성능을 떨어트린다. 또한, 다수의 가상머신에서 공유될 수 있는 페이지들에 대한 메모리 중복 문제도 존재한다. 우리는 가상화 환경에서 VMEXIT를 줄이고, 메모리를 절약할 수 있는 메모리 중복제거 기술을 제안하고, 이를 정성적으로 성능 평가를 진행하였다.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2003.10a
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• pp.232-234
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• 2003

자바가상기계는 힙 영역과 자바 스택 영역에 객체와 스택 프레임을 할당할 공간이 없을 때 가비지 콜렉션과 함께 이미 해제된 힙과 자바 스택 영역을 재사용 가능하도록 메모리 공간을 재구성하게 된다. 한편 메모리 단편화로 인해 객체 또는 스택 프레임을 더 이상 할당하지 못하는 경우 자바가상기계는 컴펙션을 수행하여 메모리 단편화를 제거하면서 메모리를 재구성한다. 하지만 자바가상기계에서 메모리 재구성은 가비지 콜렉션및 컴펙션과 함께 길고 예측할 수 없는 지연시간에 의해 내장형 자바가상기계의 성능을 저하시키는 단점을 가진다. 본 논문은 소규모 내장형 자바가상기계의 성능을 개선하기 위한 방안으로, 가변 크기를 가지는 객체와 스택 프레임을 고정 크기로 변환하여 메모리를 할당하는 고정 크기 메모리 할당에 대해 기술하고 있다. 고정 크기 메모리 할당은 메모리 전체 사용율은 떨어지지만 외부 단편화가 발생하지 않기 때문에 회수된 메모리 공간을 재구성하지 않고도 힙 영역과 자바 스택 영역에 객체와 스택 프레임을 할당 가능하다. 본 논문에서 기술한 고정 크기 메모리 할당 방식으로 객체와 스택 프레임을 할당하게 되면 가변 크기 메모리 할당 보다 약 10% ~ 30% 효율향상을 보였다.

• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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• 2013.05a
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• pp.86-87
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• 2013

최근 가상화 기술에 대한 많은 관심과 연구들로 인해 가상 머신은 물리(Native) 머신에 가까운 성능을 보이며 프로세서 및 메모리 자원을 제공하고 있다. 하지만 GPU 와 같은 그래픽 하드웨어에 대한 장치 가상화는 다른 가상화 기법에 비해 연구가 미흡한 상태로 가상화 환경에서의 영상처리에 걸림돌이 되고 있다. 가상화 환경에서의 영상처리는 기존의 X 윈도우 시스템을 이용하여 영상을 처리하는데, 이는 2D 영상처리에 최적화 되어 있어서 3D 영상을 처리하는데 성능의 한계 보일 뿐만 아니라 가상 머신에서 메모리가 중복으로 복사되면서 낮은 성능 보여주고 있다. 제안하는 장치 가상화 프레임워크는 기존의 메모리의 중복 복사를 제거하면서 성능을 향상 시킬 수 있다. 본 논문에서는 가상화 환경에서 GPU 성능 향상을 위한 장치 가상화 프레임워크를 제안하고 평가를 통해 본 기법의 타당성을 입증한다.