Kim, Jong-Min;Choe, Jong-Mu;Kim, Je-Seong;Lee, Dong-Hui;No, Sam-Hyeok;Min, Sang-Ryeol;Jo, Yu-Geun;Kim, Jong-Sang
Journal of KIISE:Computer Systems and Theory
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v.28
no.1_2
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pp.33-44
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2001
최근 버퍼 캐쉬의 성능을 향상시키기 위한 많은 블록 교체 기법들이 제안되었으며 이 중에서 작업 집합 (working set) 변화에 잘 적응하고 구현이 용이한 Least Recently Used (LRU) 블록 교체 기법이 널리 사용되고 있다. 그러나 LRU 블록 교체 기법은 블록들이 규칙적인 참조 패턴을 보이면서 순차 참조되거나 순환 참조될 때 이 규칙성을 적절히 이용하지 못해 성능이 저하되는 문제점을 가진다. 본 논문에서는 다중 응용 트레이스를 이용하여 LRU 블록 교체 기법의 문제점을 관찰하고, 이 문제점을 해결하는 통합된 형태의 효율적인 버퍼 관리 (Unified Buffer Management, 이하 UBM) 기법을 제안한다. UBM 기법은 순차 참조 및 순환 참조를 자동 검출하여 분리된 공간에 저장하고 이들 참조에 적합한 블록 교체 기법으로 이 공간을 관리한다. 또한 순차 참조와 순환 참조를 위한 공간과 나머지 참조를 위한 공간의 비율을 최적으로 할당하기 위해 온라인에서 수집된 정보를 이용하여 계산된 단위 공간 증가당 예상 버퍼 적중 증가율을 이용한다. 다중 응용 트레이스 기반 시뮬레이션 실험에서 UBM 기법의 버퍼 적중률은 LRU 블록 교체 기법에 비해 평균 12%, 최대 28%까지 향상된 결과를 보였다.
Journal of Korea Society of Industrial Information Systems
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v.20
no.5
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pp.45-52
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2015
The read performance of hybrid hard disk is better than the legacy hard disk and power consumption is also considerably low. As blocks with enough localities may be located in the non-volatile cache whose size is generally limited, an effective block replacement scheme is required. As this replacement is inevitably affected by various parameters, we define this issue as a kind of multiple criteria decision model. To solve this problem, this paper suggests a new block replacement algorithm based on the analytic hierarchy process. Through simulation for our model, we confirmed that the proposed model could be used as a replacement algorithm of the hybrid hard disk as it may improve boot time as well as response time of general applications.
Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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2012.04a
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pp.151-154
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2012
최근 차세대 저장장치로서 비휘발생 플래시 메모리 기반 저장장치의 사용이 층가하고 있다. 본 논문에서는 플래시 메모리 기반 저장장치의 특생인 삭제 연산의 문제점을 고려하는 새로운 버퍼 캐시 교체 기법을 연구하였다. 제안한 클린 블록 우선 (Clean Block First) 기법은 버퍼를 플래시 메모리의 삭제 블록의 리스트로 관리하고 클린 페이지를 가진 블록을 우선적으로 교체하여 플래시 메모리의 삭제 연산 횟수를 줄인다. 트레이스 기반의 시뮬레이션을 수행하여 교체를 위해 검색하는 클린 블록 개수의 변화에 대한 캐시 적중률과 삭제 연산 횟수를 분석하였다.
Due to the advantages of fast read/write operation and low power consumption, SSD(Solid State Drive) is now widely adopted as storage device of smart phone, laptop computer, server, etc. However, the shortcomings of SSD such as limited number of write operations and asymmetric read/write operation lead to the problem of shortened life span of SSD. Therefore, the block replacement policy of SSD used as cache for HDD is very important. The existing solutions for improving the lifespan of SSD including the LARC scheme typically employ the LRU algorithm to manage the SSD blocks, which may increase the miss rate in SSD due to the replacement of frequently used block instead of rarely used block. In this paper we propose a novel block replacement scheme which considers the block reuse interval to effectively handle various data read/write patterns. The proposed scheme replaces the block in SSD based on the recency decided by reuse interval and age along with hit ratio. Computer simulation using workload trace files reveals that the proposed scheme consistently improves the performance and lifespan of SSD by increasing the hit ratio and decreasing the number of write operations compared to the existing schemes including LARC.
Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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2007.06a
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pp.266-270
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2007
LRFU 블륵 교체 정책은 LRU 정책과 LFU 정책 사이에 존재하는 교체 정책들의 스펙트럼이며, LRFU 기법의 제어 변수 $\lambda$는 스펙트럼 상에서 위치를 결정한다. 그리고 작업 부하(workload)마다 최적 $\lambda$값이 존재하며, 해당 작업 부하를 실행할 때 이 값을 LRFU 기법에 적용하면 LRFU 스펙트럼 상에서 최적의 성능을 보이는 블록 교체 정책이 선택된다. 하지만 LRFU 기법은 최적의 $\lambda$값 설정을 위한 정보를 제공하지 않기 때문에 작업 부하에 따른 최적의 $\lambda$값을 찾기 위한 별도의 연구가 필요하다. 본 논문에서는 LRFU 정책을 기반으로 작업 부하에 따라서 효과적으로 $\lambda$값을 변화 시키는 적응형 LRFU 블록 교체 정책을 설명하고 있다. 적응형 LRFU 정책의 성능을 평가하기 위해서 트레이스 기반 모의 실험을 수행하였으며 실험 결과를 통해 적응형 LRFU 정책의 성능이 정적으로 선택된 최적의 $\lambda$값을 적용한 LRFU 정책의 성능에 근접함을 알 수 있었다.
Although LRU is not adequate for database that has non-uniform reference pattern, it has been adopted in most database systems due to the absence of the proper alternative. We analyze database block reference pattern with the realistic database trace. Based on this analysis, we propose a new cache replacement policy. Trace analysis shows that extremely non-popular blocks take up about 70 % of the entire blocks. The influence of recency on blocks' re-reference likelihood is at first strong due to temporal locality, however, it rapidly decreases and eventually becomes negligible as stack distance increases. Based on this observation, RCB(Reference Characteristic Based) cache replacement policy, which we propose in this paper, classifies the entire blocks into four block groups by blocks' recency and re-reference likelihood, and operates different priority evaluation methods for each block group. RCB policy evicts non-popular blocks more quickly than the others and evaluates the priority of the block by frequency that has not been referenced for a long time. In a trace-driven simulation, RCB delivers a better performance than the existing polices(LRU, 2Q, LRU-K, LRFU). Especially compared to LRU. It reduces miss count by 5~l2.7%. Time complexity of RCB is O(1), which is the same with LRU and 2Q and superior to LRU-K(O(log$_2$N)) and LRFU(O(l) ~ O(log$_2$N)).
Recently, block and permeable pavements have been placed in apartment complex. However. it is hard to decide the cycle of maintenance and repair due to lack of performance evaluation criteria for these pavements. This study carried out life cycle cost analysis(LCCA) to present resonable alternatives of the pavements by considering initial construction cost, maintenance and repair cost along with the cycle of repair. According to results of LCCA, the interlocking concrete block pavement is the best alternative when the repair cycle of 20years is assumed, while asphalt concrete pavement is the best alterative when the repair cycle of 10years is assumed. Therefore, the repair cycle is most important factor to select alternative. Also, it is necessary to develop resonable performance evaluation index to quantify the cycle of maintenance and repair in the future.
Recently heterogeneous storage system such as hybrid hard disk drive (H-HDD) combining flash memory and magnetic disk is launched, according as the read performance of NAND flash memory is enhanced as similar to that of hard disk drive (HDD) and the power consumption of NAND flash memory is reduced less than that of HDD. However, the read and write operations of NAND flash memory are slower than those of rotational disk. Besides, serious overheads are incurred on CPU and main memory in the case that intensive write requests to flash memory are repeatedly occurred. In this paper, we propose the Least Frequently Used-Hot scheme that replaces the data blocks whose reference frequency of read operation is low and update frequency of write operation is high, and the data flushing scheme that rearranges the data blocks into the multi-zone of the rotation disk. Experimental results show that the execution time of the proposed method is 38% faster than those of conventional LRU and LFU block replacement schemes in I/O performance aspect and the proposed method increases the life span of Non-Volatile Cache 40% higher than those of conventional LRU, LFU, FIFO block replacement schemes.
The paper proposes an efficient buffer management scheme to enhance performance of the disk I/O system. Without any user level information, the proposed scheme automatically detects the block reference patterns of applications by associating block attributes with forward distance of a block. Based on the detected patterns, the scheme applies an appropriate replacement policy to each application. We also present a new block allocation scheme to improve the performance of buffer cache when kernel needs to allocate a cache block due to a cache miss. The allocation scheme analyzes the cache hit ratio of each application based on block reference patterns and allocates a cache block to maximize cache hit ratios of system. These all procedures are performed on-line, as well as automatically at system level. We evaluate the scheme by trace-driven simulation. Experimental results show that our scheme leads to significant improvements in hit ratios of cache blocks compared to the traditional schemes and requires low overhead.
Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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2003.04c
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pp.202-204
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2003
본 논문은 isophote 제약조건을 사용한 유전자 알고리즘(Genetic Algorithms) 기반의 효율적인 오류 은닉 방법을 제안한다. 제안된 방법은 먼저 오류 블록을 경계선 정합 알고리즘(Boundary Matching Algorithm)을 사용하여 오류 블록의 주변과 가장 유사한 블록을 이전 프레임에서 찾아 교체한 후, isophote를 제약조건으로 가진 유전자 알고리즘을 사용하여 교체된 오류 블록을 재구성하는 것이다. Isophote들은 영상에서 일정한 밝기 값을 가지는 곡선들로, 본 논문에서는 비디오 통신 시 화질을 개선하기 위해, 전송 오류에 의한 끊어진 isophote들을 부드럽게 연결한다. 끊어진 isophote들을 연결하기 위해, isophote를 제약조건으로 가진 적합도 함수를 최소화하는 픽셀 값을 유전자 알고리즘을 사용하여 추정하고, 그 값을 isephote 방향으로 투영한다. 실험 결과, 제안된 방법이 다른 오류 은닉 방법 보다 좀 더 화질을 개선시킬 수 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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