• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제26권3호
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• pp.301-312
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• 1999

본 논문에서는 명령어 수준의 병렬성을 다루는 세 가지 프로세서 모델을 정의하고 각 모델별로 명령어 파이프라인을 운용하는 방법에 다른 실행사이클의 변화를 연구하였다. 본 논문에서 고려한 세가지 모델은1) 긴 명령어 인출시 캐시미스가 발생하면 명령어 파이프라인이 정지되는 전통적인 VLIW 구조, 2) 전통적인 VLIW 구조와 같이 긴 명령어 인출시 캐시미스가 발생하면 명령어 파이프라인이 정지되나 실시간에 긴 명령어를 실행 유니트로 스케줄링할 수있으므로 목적 코드에서 LNOP를 제거할 수 있는 구조 및 3)2)의 구조에서 긴 명령어를 인출하는 과정에서 캐시미스가 발생하더라도 LNOP을 분석 유니트로 제공하여 명령어 파이프라인을 계속 진행시키는 구조의 세 가지이다. 연구결과, 세 번째 구조에서 발생되는 LNOP 의 수는 첫 번째 구조와 두 번째 구조에 비하여 적어서 동일한 응용 프로그램을 처리하는데 필요한 실행사이클의 수가 가장 짧았다. 여러 가지 벤치 마크들에 대한 모의 실험에서도 세 번째 구조가 다른 구조의 프로세서에 비하여 실행사이클의 수가 가장 짧음을 확인할 수 있었다.

• 한국통신학회논문지
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• 제35권6B호
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• pp.948-953
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• 2010

본 논문에서는 슈퍼스칼라 구조를 가진 시스템의 명령어 캐시에서 효율적으로 소프트오류를 검출할 수 있는 기법을 제안한다. 명령어 캐시로 주로 사용되는 고속 정적 RAM(Random Access Memory)에 적용할 수 있으며 1D 패리티와 인터리빙을 통해 기존 기법들과 비교하여 더 적은 메모리 오버헤드로 연집오류를 검출할 수 있다. 정적 RAM에서는 소프트오류의 발생만을 확인하고 검출된 소프트오류의 정정은 명령어 캐시의 캐시 미스와 같이 처리하여 하위 메모리로부터 명령어들을 다시 인출하는 방식이다. 이를 통해 명령어 캐시의 성능에 영향을 주지 않으면서 연집오류를 검출하고 정정할 수 있으며 최대 4$\times$4의 윈도우 내에서 발생된 연집오류를 검출 할 수 있다. 제안된 방식을 이용하면 256비트 $\times$ 256비트 크기의 메모리에서 기존의 4-way 인터리빙 기법에서 검출에 필요한 패리티 크기의 25%만으로도 동일한 4비트의 연집오류를 검출 할 수 있다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제10권3호
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• pp.64-71
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• 2010

최근에는 프로세서의 고성능화에 따라 명령어 캐시와 데이타 캐시를 분리하는 구조의 설계가 일반적이다. 본 논문에서는 혼합 지연모델을 갖는 비동기식 명령어 캐쉬구조를 제안하며, 데이타 패스에는 지연무관인 회로모델을 적용하고 메모리 에는 번들지연모델을 도입하였다. 요소기술로는 명령어 캐시는 CPU, 프로그램 메모리와 4-상 핸드쉐이크(hand-shake) 프로토콜로 데이터를 전달하고, 8-K바이트, 4상 연관의 맵핑 구조를 가지며 Pseudo-LRU 엔트리 교체알고리즘을 채택하였다. 성능분석을 위하여 제안된 명령어 캐시를 게이트레벨로 합성하고 32비트 임베디드 프로세서와 연동하는 플랫폼을 구축하였다. 구축한 플랫폼에서 MI벤치마크 프로그램을 테스트하여 99%의 캐시히트율과 레이턴시가 68% 감소하는 결과를 얻었다.

• 정보과학회 컴퓨팅의 실제 논문지
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• 제23권9호
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• pp.564-571
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• 2017

프로세스 구동시마다 캐시 이미지를 메모리로부터 버스트 로딩하여 초기 캐시 실패를 줄이는 방법은 프로그램의 시작으로부터 초기화 부분의 지연을 줄이고 에너지 소모를 줄이는 데 효과적이다. 하지만 로딩에 사용하기 위한 적절한 캐시 이미지는 컴파일러와 인스톨러 등 소프트웨어적인 접근 방법을 이용하여 적절한 캐시 이미지를 생성하는 과정이 필요하며, 동적인 수행 특성을 보이는 프로세스의 경우 비효율적이다. 본 논문은 이러한 손실에 주목하여, 하드웨어를 부가하여 캐시 이미지를 동적으로 생성하고 관리하는 방법을 제안하고자 한다. 시뮬레이션 결과에 따르면 제안한 방법을 사용할 경우 프로그램의 캐시 필요량에 따른 적절한 이미지 크기를 유지할 수 있어 기존의 캐시 이미지 로딩 기법을 더욱 효율적으로 개선할 수 있었다.

• 전기전자학회논문지
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• 제1권1호
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• pp.101-110
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• 1997

실시간에 VLIW 명령어를 스케줄링하는 SVLIW 프로세서 구조는 실행 중 LNOP(긴 NOP 명령어)를 삽입하여 자원 충돌이나 자료 종속 문제를 스스로 해결할 수 있다. 따라서 SVLIW 프로세서에서는 메모리나 캐시에 적재되는 목적 코드로부터 LNOP 명령어를 제거할 수 있다. 그러므로 SVLIW 프로세서에서는 같은 크기의 캐시를 가진 VLIW 프로세서에 비하여 프로그램의 실행 도중에 발생하는 캐시 미스의 발생 빈도가 적어진다. 캐시 미스가 적게 발생하면 결국 평균 메모리 참조 시간이 짧아지므로 프로그램을 수행하는데 걸리는 실행 사이클의 수가 적어지게 된다. 이러한 특징은 한편 명령어 파이프라인 단계를 늘림으로 인한 영향을 상쇄할 수 있기 때문에 전체적으로 성능을 향상시킬 수 있다. 본 논문에서는 두 가지 프로세서 구조에서 어떤 응용 프로그램을 수행할 때 소요되는 실행 사이클을 예측하는 모델을 확립하고 이를 비교하였다. 또한, 시뮬레이션 결과로부터 캐시 미스가 발생하였을 때 메모리를 참조하는데 걸리는 시간이 길어질수록 SVLIW 프로세서에서의 실행 사이클이 VLIW 프로세서의 경우에 비하여 짧아지는 것을 확인할 수 있었다.

• 전자공학회논문지CI
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• 제46권5호
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• pp.1-13
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• 2009

캐시 에너지의 소비 전력을 줄이기 위해 필터 캐시가 제안되었다. 이와 같은 필터 캐시의 사용으로 인해 50% 이상의 전력 사용 감소 효과를 가져왔으나, 상대적으로 시스템 성능은 평균 20% 가량 감소되었다. 필터 캐시의 사용으로 인한 이 같은 성능 감소를 최소화하기 위해서, 여러 가지 형태의 필터 캐시 예측가 제안 되었다. 본 논문에서는 기존에 제안된 주요 필터 캐시 예측 모델들을 소개하며, 각각의 방식에 있어서의 핵심 특징 및 해당 방식의 문제점을 분석한다. 분석 결과, 필터 캐시의 참조 실패를 야기하는 기존 방식의 중요한 문제점을 확인하였으며, 이를 바탕으로 본 논문에서는 개선된 형태의 새로운 필터 캐시 예측기 모델을 제안한다. 제안된 방식은 MSB라 불리는 참조 비트를 고안하여 이를 기존의 필터캐시와 BTB에 새롭게 활용한다. 본 논문에서 제안된 방식의 성능을 검증하기 위해 SimpleScalar 시뮬레이터와 MiBench 응용 프로그램을 활용하여 모의실험을 수행하였다. 실험 결과 제안된 방식은 기존 방식 대비, 필터 캐시 예측 실패율, 필터 캐시 활용률 및 전력 소모량 시간 지연 등 모든 면에서 평균 5%의 성능 향상을 가져 왔다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2001년도 가을 학술발표논문집 Vol.28 No.2 (3)
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• pp.10-12
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• 2001

와이드 이슈 슈퍼스칼라 프로세서에서 값 예측기는 한 명령어의 결과를 미리 예측하여 명령들 간의 데이터 종속관계를 극복하고 실행함으로써 명령어 수준 병렬성(Instruction Level Parallesim ILP)을 향상시키는 기법이다. 본 논문에서는 명령어 수준 병렬성을 이용하여 성능을 향상시키기 위하여 데이터 값을 미리 예측하여 병렬로 이슈하고 수행하는 값 예측기의 성능을 비교분석 한다. 먼저 값 예측기 종류별로 성능을 측정한다 그리고 테이블의 갱신시점, 트레이스 캐시 유무 및 명령윈도우 크기에 따른 값 예측기의 성능영향을 평가분석 한다. 성능분석 결과 최근 값 예측기가 간소한 하드웨어 구성에도 불구하고 우수한 성능을 보였다. 그리고 예측테이블 갱신시점과 트레이스캐시의 사용이 값 예측기의 성능향상에 영향을 주었다.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제31권11호
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• pp.658-672
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• 2004

멀티미디어 응용 프로그램은 방대한 양의 데이타를 실시간으로 고속 처리해야 한다. 적재/저장과 같은 메모리 참조 명령어는 프로세서의 고속 수행을 방해하는 주요인이다. 메모리 참조 속도를 향상시키기 위하여, 다음에 참조될 것으로 예상되는 데이타를 미리 캐시로 인출함으로써, 캐시 미스율과 전체 수행시간을 감소시키는 캐시 선인출 방법이 활용되고 있다. 본 연구에서는 기존의 참조예측표(RPT: Reference Prediction Table)를 사용하는 방법을 개선한 데이타 캐시 선인출 방법을 제시한다. 동일한 명령어가 참조하는 데이타의 주소간격을 계산할 때 캐시의 라인크기 단위의 주소간격을 사용하고, 규칙적인 주소간격에 불규칙한 간격이 하나 포함하더라도 선인출 효과를 유지할 수 있도록 선인출 알고리즘을 개선하였다. 일반적으로 많이 사용되는 멀티미디어 프로그램에 대하여 실험한 결과, 기존의 RPT 방식에 비하여 버스 사용량은 약 0.03% 증가한 반면에 캐시 미스율은 평균적으로 29% 정도 향상되었다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2003년도 가을 학술발표논문집 Vol.30 No.2 (1)
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• pp.217-219
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• 2003

멀티미디어 응용 프로그램은 방대한 양의 데이터를 실시간으로 고속 처리해야 한다. 적재/저장과 같은 메모리 참조 명령어는 프로세서의 고속 수행에 방해가 되는 주요인이다. 본 논문에서는 메모리 참조 속도를 향상시키기 위해 멀티미디어 데이터의 주소간격이 규칙적으로 참조되는 특성을 활용하여 다음에 참조될 데이터를 미리 캐시로 선인출 함으로써 실행시 캐시 미스율을 줄이고 또한 전체 수행시간을 줄이는 효과적인 방법을 제안한다. 제안한 방법은 캐시 미스율을 줄이는 방법으로서 데이터 선인출 기법을 사용하는데 주소간격을 이동한 기존 연구들에 비해 캐시 미스율에 있어서 평균적으로 27%향상되었다.

• 정보처리학회논문지A
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• 제9A권2호
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• pp.231-240
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• 2002

본 논문에서는 독립적으로 스케쥴링할 수 있는 VLIW 명령어들을 소개함으로써, 컴파일러와 프로세서에서의 스케줄링 작업을 더욱 균등하게 분배할 수 있는 프로세서 구조를 제안하였다. 제안한 APVLIW(Aggressively Packed VLIW) 프로세서의 목표는 자료종속성을 포함한 VLIW 명령어들을 독립적으로 스케줄링이다. APVLIW 프로세서는 기존의 VLIW 코드로부터 대부분의 NOP(No Operations)과 LNOP(Long NOPs) 명령어들을 제거함으로써 압축된 형태의 긴명령어 그룹을 생성한다. 본 논문에서 제안된 APVLIW 프로세서는 여러 개의 연산처리기와 동적 스케줄러의 쌍들과 자료종속성 정보를 사용하여 긴명령어내의 각 명령어를 독립적으로 스케줄링할 수 있다. 이러한 스케줄링 기법은 특히 루프를 포함한 프로그램을 실행할 때 효과적이다. 실험 결과를 통해서 캐시크기의 변화와 벤치마크 프로그램에 상관없이 APVLIW 프로세서가 VLIM 프로세서에 비하여 성능이 향상됨을 확인하였다.