• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2007년도 한국컴퓨터종합학술대회논문집 Vol.34 No.1 (B)
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• pp.289-293
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• 2007

낸드 플래시 메모리는 특성상 덮어 쓰기가 불가능하기 때문에 유효하지 않는 데이터가 저장된 더티(Dirty) 상태의 페이지를 삭제 연산을 통해 클린(Clean) 상태로 만든 후 데이터를 써야 한다. 더티 페이지가 낸드 플래시 메모리에 많이 존재하면 파일을 쓸 때 많은 블록을 삭제해야 하기 때문에 쓰기 지연 시간이 길어지는 문제가 발생한다. 따라서 본 논문에서는 일정한 쓰기 지연 시간을 보장하는 새로운 페이지 할당 및 회수 기법을 제안한다. 파일이 삭제될 때 더티 상태인 페이지를 삭제함으로써 클린 상태로 변경하여 낸드 플래시 메모리에 쓰기 지연 시간을 길게 만드는 더티 페이지가 없는 상태로 유지한다. 또한 삭제 연산은 블록 단위로 수행되므로 삭제할 블록의 유효한 페이지를 다른 블록으로 복사해야 하기 때문에, 페이지를 할당할 때 한 블록에 가급적 적은 개수의 파일을 저장하는 알고리즘을 제시한다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2013년도 춘계학술발표대회
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• pp.164-165
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• 2013

멀티프로세서에서 시스템의 병렬성을 향상시키기 위해서 멀티스레드 프로그램을 이용한다. 이러한 멀티스레드 프로그램은 스레드간 역할을 분담하여 작업을 진행하게 된다. 멀티스레드 프로그램에는 생산자-소비자 구조가 있다. 기존 메모리할당자들은 생산자-소비자 구조에 대한 연구가 진행되지 않고, 크리티컬 섹션이 긴 락을 사용하여 성능상에 문제가 있다. 우리는 이러한 문제점을 독특한 메모리 해제 방법을 통해 해결하였고, 실험을 통해 메모리 할당자의 속도가 향상되는 것을 검증하였다.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제7권3호
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• pp.136-142
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• 2006

공유 메모리 관리를 위한 기존의 방법들은 가상 큐 길이의 정적 제한을 통해 일정 크기의 버퍼 할당을 보장하려는 방식과 전체 버퍼 공간의 할당 측면에서 공유 버퍼의 이용률을 높이고자 하는 방식 등으로 나눌 수 있다. 완전공유 방식의 경우 낮은 트래픽 부하에서 높은 메모리 공유 효과를 보이나 트래픽 부하가 높아지면 특정 가상큐가 공유 메모리를 과다하게 점유하는 것을 방지하는 의미에서의 보호 효과를 거의 기대하기 힘들다. 반대로 정적 임계치 방식의 경우 트래픽 조건 변화에 따른 적절한 임계치 설정이 불가능하다. 본 논문에서는 공유 메모리의 공정 할당이라는 단순한 기능을 가지는 동적 임계치 방식을 확장하여 구현이 용이하고 높은 메모리 이용률과 서비스 품질기능 측면에서 우선 순위에 따른 차등 적인 패킷처리 기능을 갖는 가중형 동적 임계치 방식을 제안하고 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 그 성능을 확인하였다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제41권10호
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• pp.85-94
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• 2004

본 논문에서는 메모리 접근 연산을 레지스터 접근 연산으로 변환함으로써 레지스터를 할당하여 내장형 소프트웨어의 성능 향상을 도모할 수 있는 위한 레지스터 할당 기법을 제안한다. 제안된 방법에서는 프로파일링(Profiling)을 통하여 메모리 트레이스(trace)를 얻는다. 그리고 각 함수의 수행 횟수에 대한 프로파일링 결과로부터 높은 동적 호출 횟수를 가지는 대상 함수를 선정하여 제안된 레지스터 할당 기법을 적용한다. 이와 같이 최적화의 대상이 되는 함수의 수를 줄임으로써 전체적인 컴파일 시간을 줄일 수 있다. 최적화대상 함수의 메모리 트레이스를 탐색하여 레지스터 접근 연산으로 변경될 경우 수행 사이클을 줄일 수 있는 메모리 접근 연산을 찾는다. 찾아진 메모리 접근 연산에 대해서는 컴파일러의 중간단계 코드를 수정하여 프로모션 레지스터(promotion register)를 할당한다. 이와 같은 과정을 거쳐 메모리 접근 연산이 프로모션 레지스터에 대한 접근 연산으로 대체되고 이로부터 성능향상을 얻을 수 있다. 제안된 레지스터 프로모션 기법을 ARM과 MCORE 프로세서용 컴파일러에 적용한 후 MediaBench와 DSPStone 벤치마크를 이용하여 cycle count를 비교함으로써 성능을 측정하였다. 그 결과 ARM과 MCORE에 대하여 평균 14%와 18%의 성능향상을 얻을 수 있었다.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제37권5호
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• pp.272-284
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• 2010

플래시 메모리는 하드 디스크와 여러 면에서 다른데 특히 덮어쓰기가 되지 않는다는 것이 가장 큰 차이점이다. 그로 인해 대부분의 플래시 메모리 파일 시스템들은 파일을 수정할 때 not-in-place 수정 기법을 사용하고 있다. 그 과정에서 가끔 플래시 메모리 파일 시스템들은 가용 공간의 확보를 위해 무효 페이지들이 많은 블록들의 유효 페이지들을 다른 블록으로 옮기고 블록들을 쓸 수 있는 빈 페이지로 만들어 주는 작업인 블록 클리닝 작업을 수행한다. 블록 클리닝 작업은 플래시 메모리의 성능을 직접적으로 좌우하는 요소이다. 그래서 이 논문은 유효 페이지와 무효 페이지를 동시에 가진 블록의 수를 최소화하여 블록 클리닝 비용을 줄일 수 있는 효율적인 페이지 할당 기법을 제안한다. 그리고 실험 결과는 원래의 YAFFS에 비해 블록 클리닝 비용이 확연하게 줄어들었음을 보여 준다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2002년도 가을 학술발표논문집 Vol.29 No.2 (2)
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• pp.655-657
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• 2002

메모리 반납(deallocation) 명령어는 프로그램에게 할당된 힙 셀(heap cell)을 반납하는 명령어로 힙 사용량을 낮추어 주지만, 잘못된 반납으로 인해 심각한 오류를 일으킬 수 있다. 본 논문에서는 재귀적인 자료구조(recursive data structure),를 안전하게 반납하는 명령어를 삽입하는 알고리즘을 제시한다. 메모리의 모양새를 분석하고 나중에 쓰이지 않을 힙 셀들을 추정하여 반납 명령어를 삽입한다. 분석시 요약 수준을 적절히 조절함으로써 빠르면서도 정확하게 분석한다. 또한, 실행시간에 부가적인 정보를 전달하여 일찍 힙 셀을 반납할 수 있도록 한다. 제시한 알고리즘으로 메모리 반납을 하지 않는 프로그램에 반납 명령어를 삽입하여 전체 메모리 할당량의 5.2-98.7%를 반납할 수 있었다.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제32권9호
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• pp.457-464
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• 2005

본 논문에서는 임의의 좌표를 기준으로 17가지 접근방식을 지원하는 3차원 메모리 시스템을 제안한다. 제안하는 메모리 시스템은 메모리 모듈 할당 함수와 주소 할당 함수를 토대로 선 접근방식 13가지, 사각형 접근방식 3가지, 육면체 접근방식 1가지 등 모두 17가지 접근방식을 제공한다. 즉, 임의의 좌표에서 임의의 간격을 갖고 17가지 접근방식 중 어떠한 접근방식 내에서도 다수개의 데이타에 동시접근하는 기능을 제공한다. 이를 위해 제안하는 메모리 시스템은 메모리 모듈 선택 회로, 읽기/쓰기를 위한 데이타 라우팅 회로, 주소 계산 및 라우팅 회로들로 구성된다. 본 논문에서 제안하는 메모리 시스템은 응용 프로그램에 따라 쉽게 확장될 수 있으며, 메모리 시스템에 저장된 데이타를 개발자와 프로그래머가 논리적인 3차원 배열로 간주하여 처리할 수 있도록 데이타의 하드웨어 독립성을 지원한다 또한 제안한 메모리 시스템은 다양한 접근방식 내의 다수개의 데이타에 동시접근 할 수 있기 때문에 볼륨 렌더링이나 볼륨 클리핑 등과 같은 다양한 3차원 응용 분야 및 다중해상도를 지원하는 프레임 버퍼를 위한 시스템 구조의 메모리 시스템으로써 적합하다.

• 한국컴퓨터정보학회:학술대회논문집
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• 한국컴퓨터정보학회 2019년도 제59차 동계학술대회논문집 27권1호
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• pp.415-418
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• 2019

최근 사용자 대화형(user-interactive) 응용들은 OS에게 많은 양의 메모리를 빈번하게 요구한다는 특징을 보인다. 응용의 메모리 할당 요청이 발생하면 OS는 할당할 페이지의 초기화 작업을 필수적으로 수행하는데, 빈번하게 발생하는 페이지 초기화 작업이 응용의 성능을 저하시키고 있다. 기존 리눅스 기반 시스템은 페이지 초기화 지연을 단축하기 위해 CPU의 캐시에 매핑되어 있어서 초기 값을 빠르게 쓸 수 있는 페이지인 캐시-핫(cache-hot) 페이지를 우선적으로 할당한다. 하지만 기존 리눅스는 각 코어별로 캐시-핫 페이지를 인식하고 관리하며, 다른 코어가 관리하는 캐시-핫 페이지에는 접근할 수 없다. 이러한 정책 때문에 다른 코어가 공유 캐시(shared cache)에 매핑된 캐시-핫 페이지를 관리하고 있더라도, 이를 할당받지 못하고 캐시-콜드(cache-cold) 페이지를 할당받는 경우가 발생한다. 본 논문에서는 공유 캐시에 매핑된 것으로 추정되는 캐시-핫 페이지를 별도로 인식하고 공유 캐시에 매핑된 것으로 추정되는 캐시-핫 페이지를 모든 코어가 활용할 수 있게 하여, 응용이 캐시-핫 페이지를 할당받을 확률을 기존 기법보다 높이는 향상된 캐시-핫 페이지 할당 기법을 제안한다. 제안된 기법은 페이지 할당 요청이 발생하면 먼저 각 코어의 사유 캐시에 매핑된 것으로 추정되는 캐시-핫 페이지를 우선적으로 할당하고, 할당에 실패하면 공유 캐시에 매핑된 것으로 추정되는 캐시-핫 페이지를 할당한다. 이를 통해 캐시-핫 페이지를 할당받을 확률을 기존 기법보다 높이고, 결과적으로 평균 페이지 초기화 지연을 단축한다. 제안된 기법을 리눅스 커널 4.18.10버전 기반 환경에서 구현하여 실험한 결과, 평균 페이지 초기화 지연이 기존 리눅스 시스템과 비교하여 약 7% 단축되었다.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제34권11호
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• pp.599-609
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• 2007

플래시 메모리는 덮어 쓰기 제약이나, 쓰기와 삭제 연산의 단위가 다르다는 등의 특징을 가지고 있다. 따라서 플래시 메모리를 저장장치로 사용하는 파일 시스템은 블록 클리닝을 필요로 하며 이는 파일 시스템의 주된 병목으로 작용한다. 이에 따라 본 논문에서는 플래시 메모리 기반 파일 시스템의 병목 요소인 블록 클리닝에 따른 성능향상에 대해 연구한다. 우선 블록 클리닝에 영향을 끼치는 성능 인자로서 이용률, 무효율, 순수도를 정의하였다. 이 세 가지 인자를 통해 블록 클리닝 비용을 분석한 결과, 파일 시스템 수준에서 제어 가능한 인자인 순수도가 블록 클리닝 비용에 많은 영향을 끼침을 확인할 수 있었다. 따라서 순수도를 높게 유지하여 블록 클리닝 비용을 최소화함으로서 파일시스템의 성능을 향상 시킬 수 있는 MODA 할당 정책(modification-aware)을 설계하였고, 이를 내장형 보드와 YAFFS(Yet Another Flash File System)상에 구현하였다. 실험 결과 MODA는 YAFFS의 순차 할당 기법에 비해 블록 클리닝 시간을 평균 123% 단축 시켰다.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제36권6호
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• pp.543-556
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• 2009

최근 NAND 플래시메모리를 모바일시스템의 파일저장용 뿐 아니라 가상메모리의 스왑장치용으로 사용하려는 시도가 늘고 있다. 가상메모리의 페이지 참조는 시간지역성이 지배적이어서 LRU 및 이를 근사시킨 CLOCK 알고리즘이 널리 사용된다. 한편, NAND 플래시메모리는 읽기 연산에 비해 쓰기 연산의 비용이 높아 이를 고려한 페이지 교체 알고리즘이 필요하다. 본 논문에서는 가살메모리의 읽기/쓰기 참조 패턴을 독립적으로 분석하여 시간지역성이 강한 읽기 참조와 달리 쓰기 참조의 경우 시간지역성의 순위 역전 현상이 발생함을 발견하였다. 이에 근거하여 본 논문은 쓰기의 재참조 성향 예측을 위해 시간지역성뿐 아니라 쓰기 연산의 빈도를 함께 고려하는 페이지 교체 알고리즘을 제안한다. 새로운 알고리즘은 연산별 I/O 비용을 고려해서 메모리 공간을 읽기 연산과 쓰기 연산에 독립적으로 할당하고 참조 패턴의 변화에 적응해 할당 공간을 동적으로 변화시킨다. 알고리즘의 시간 오버헤드가 매우 적어 가상메모리 시스템에서 사용될 최적의 조건을 갖추고 있으며 파라미터 설정이 필요 없음에도 CLOCK, CAR, CFLRU 알고리즘에 비해 20-66% 정도의 I/O 성능을 향상시킴을 보였다.