• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2000년도 봄 학술발표논문집 Vol.27 No.1 (A)
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• pp.633-635
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• 2000

상호연결망을 기반으로 하는 공유메모리 다중처리기의 성능은 공유메모리 접근 속도에 많은 영향을 받는다. 선인출 기법은 프로세서의 계산과 데이터의 접근을 중첩시켜 메모리의 접근 속도를 줄인다. 기존의 선인출 기법들은 캐쉬미스 양을 줄이는 것만을 생각하여 상호연결망의 상황을 고려하지 않은 문제점이 있다. 본 논문에서는 응답이 늦은 선인출 이용하여 선인출 양을 조절함으로써 상호연결망의 경쟁을 줄이는 새로운 선인출 기법을 제안하고 프로그램 구동 모의실험을 통해 기존의 선인출 기법[1]에 비해 더 좋은 성능을 나타냄을 보인다.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제27권8호
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• pp.719-729
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• 2000

선인출은 프로세서에 의해 사용될 데이타를 예측하여 미리 프로세서 근처에가져오므로써 메모리 지연 시간을 줄이는 기법이다. 선인출의 효율성은 미래에 사용될 데이타를 얼마나 정확하게 예측하는가(선인출 예측 정확도)에 따라 결정된다. 기존의 명령어 선인출에 관한 연구들은 특정 선인출 기법의 제안 및 성능 평가에 그치고 있어서 명령어 선인출의 특성이 체계적으로 분석 정리되지 못하고 있다. 이에 본 논문에서는 명령어 선인출의 예측 정확도에 대해서 이론적으로 분석하여 이의 한계를 알아보고자 한다. 그 방안으로 명령어 선인출 상한 모델이라는 이론적인 선인출 모델을 제안하고 이 모델을 기반으로 명령어 선인출에 대해 체계화된 분석을 한다. 특히 이러한 연구 결과로써 궁극적으로 시스템 성능을 효 과적으로 향상시킬 수 있는 효율적인 명령어 선인출을 가능하게 하는 데 그 목적이 있으므로 주로 명령어 선인출 효율성 측면에서 분석을 시도하였다. 이러한 선인출 모델을 이용하여 본 논문에서는 SPEC 벤치 마크 프로그램들의 명령어 선인출 예측 정확도의 한계를 이론적으로 분석하였다. 그 결과로 캐쉬가 없는 경우에는 선인출 정확도가 매우 높게 나타남을 보였다. 반면에 캐쉬가 있을 경우에는 캐쉬 크기가 커짐에 따라 선인출의 정확도가 급격히 떨어짐을 관찰하였다. 예를 들어 spice의 경우 플록크기가 16바이트이고 직접사상 캐쉬에서 캐쉬 크기가 2K 바이트와 16K 바이트일 때 이론적으로 가능한 최대 선인출 정확도가 각각 53%，39%로 크게 떨어지는 것을 관찰하였다. 캐쉬의 크기가 커질수록 선인출로 메모리 지연 시간을 줄일 수 있는 명령어 참조의 많은 부분을 캐쉬가 처리하게 되고 또한 캐쉬에서 접근 실패된 명령어 참조는 그 참조 행태가 불규칙하여 예측이 어렵기 때문에 일정 크기 이상의 명령어 캐쉬를 사용하는 경우 명령어 선인출을 사용하는 것은 전체 시스템 성능의 향상에 큰 도움이 되지 않음을 이론적으로 규명하였다.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제33권11호
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• pp.836-852
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• 2006

본 논문에서는 공격적인 선인출 및 직접 사상 필터링을 이용한 L1 캐시 선인출 기법을 제안한다. 이를 위하여 캐시 선인출의 역효과에 대한 정량적 분석 방법을 제안하였고 이를 이용하여 다양한 벤치마크에서의 공격적 선인출 효과를 분석하였다. 분석 결과를 바탕으로 최적 선인출 필터 구조 및 알고리즘을 도출하였고 독자적으로 개발된 타이밍 기반 캐시 시뮬레이터를 사용하여 전체 시스템 성능을 추출하였다. 실험 결과는 제안된 L1 선인출 기법을 사용하여 다양한 벤치마크에 대하여 시스템 성능을 평균적으로 18% 향상시킬 수 있음을 보인다.

• 정보처리학회논문지A
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• 제12A권1호
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• pp.41-52
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• 2005

캐시 미스에 의한 메모리 참조 명령어는 응용 프로그램의 고속 수행을 방해하는 주 원인이다. 캐시 선인출 기법은 캐시 미스에 따른 지연시간을 줄이는 효과적인 방법이다. 그러나 너무 적극적으로 선인출을 할 경우에는 캐시 오염을 유발시켜 오히려 선인출에 의한 장점을 상쇄시킨다. 본 연구에서는 선인출로 인한 캐시의 오염을 줄이기 위해 필터 테이블을 참조하여 선인출 명령을 수행한 지의 여부를 동적으로 판단하는 적극적 선인출 필터링 기법을 제시한다. 정교한 필터링을 위하여 저장되어 있는 불필요한 선인출 데이터의 주소를 직접 사용하는 축출 주소 참조 방시을 제안하였다. 또한 동적 필터링의 정확성을 늘이기 위하여 선인출 데이터의 캐시로부터의 출입을 증가 시키도록 작은 크기의 선인출 전용 캐시를 사용하였다. 선인출 전용 캐시의 사용으로 인해 유용한 요구 데이터들이 선인출 데이터들로 인하여 밀려나가지 않게 되었고, 또한 직접 주소 참조 방식을 통하여 필터링 정확성이 증가됨으로써 선인출 전용 캐시 내에도 유용한 선인출 데이터들만이 존재하게 되어 캐시 미스 수가 크게 감소되었다. 일반적으로 많이 사용되는 일반 벤치마크 프로그램과 멀티미디어 벤치마크 프로그램들에 대하여 실험한 결과, 제안된 방식의 캐시 미스율은 $13.3{\%}$ 감소하였고,, 기존 방식에 비해 우수한 필터링 정확도를 가짐을 보였다.

• 한국정보과학회논문지:정보통신
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• 제27권2호
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• pp.138-148
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• 2000

이동 컴퓨팅 환경에서 이동 호스트(클라이언트)는 네트워크가 연결되어 있는 동안 단절에 대비하여 중요한 파일들을 자신의 로컬 캐쉬에 저장하여야 한다. 본 논문에서는 클라이언트가 네트워크 단절시 가까운 미래에 사용하게 될 파일을 캐쉬에 저장하는 선인출 메커니즘을 제안한다. 이 메커니즘은 분석기, 선인출 목록 생성기, 그리고 선인출 관리기를 활용한다. 분석기는 클라이언트의 파일 참조 기록을 FAP(File Access Pattern) 프로파일에 저장한다. 선인출 목록 생성기는 이 프로파일을 이용하여 선인출 목록을 만들며, 선인출 관리기는 이 선인출 목록을 파일 서버에게 요청한다. 본 논문은 단지 관련성이 깊은 파일들이 선인출되는 것을 보장하기 위해 TRP(Threshold of Reference Probability) 파라미터를 설정하였다. 선인출 목록 생성기는 참조 확률이 TRP 이상인 파일들을 선인출 목록에 추가한다. 또한, 본 논문은 선인출 목록을 저장하는데 필요한 적재 크기를 줄이기 위해 TACP(Threshold of Access Counter Probability) 파라미터를 사용한다. 마지막으로, 우리는 캐쉬 적중률, 단절 후 클라이언트의 참조 파일 수, 적재 크기를 측정하였다. 시뮬레이션 결과, 선인출 메커니즘의 성능이 LRU 캐슁 메커니즘 보다 우수함을 알 수 있었다. 또한, TACP를 이용한 선인출은 적재 크기를 줄일 수 있으면서도, TACP를 사용하지 않는 선인출과 바슷한 성능을 보임을 확인하였다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 1998년도 가을 학술발표논문집 Vol.25 No.2 (3)
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• pp.538-585
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• 1998

이동 컴퓨팅 환경에서 이동 호스트는 무선망을 통해 서버와 연결된 후에서야 데이터를 획득 및 처리할 수 있다. 그러나, 이동 호스트는 낮은 대역폭과 이로 인한 지연, 네트워크 단절(disconnection)과 같은 무선망의 특성으로 인하여 사용상에 많은 불편함과 비효율성이 발생하고 있는 실정이다. 특히, 이동 호스트가 네트워크 단절로 인해 서버에 접근이 불가능하고 작업에 필요한 데이터가 캐쉬에 없을 경우에는 작업 처리가 불가능하다. 본 논문에서는 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 이동 호스트가 미래에 작업할 데이터를 미리 인출해서 캐쉬에 저장하는 선인출 메카니즘을 제안하였다. 본 논문의 선인출 메카니즘을 기록기, 분석기, 선인출 목록 생성기, 그리고 비교기로 구성된다. 기록기와 분석기는 이동 호스트의 파일 참조 패턴들을 기반으로 프로파일을 생성하며, 선인출로 인한 성능 감소를 최소화하기 위해 선인출과 캐쉬 교체 전략을 통합한 선인출 메카니즘을 제시하였다.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제27권1호
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• pp.101-108
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• 2000

데이타 선인출 방법은 데이타 참조와 프로세서 계산의 중첩을 이용하여 주메모리 접근 지연시간을 줄여주는 효과적인 방법이다. 그러나 선인출된 데이타가 캐쉬 메모리에 있는 다른 유용한 데이타들을 대체시키거나 또한 선인출된 데이타가 사용되지 않는 무익한 선인출일 경우 프로그램의 성능은 저하된다. 이러한 현상은 향후 사용되는 데이타들에 대한 정확한 예측이 부족하므로 발생된다. 병렬 프로그램이 계산을 위하여 데이타 배열들을 사용할 때 그레인 크기는 향후 사용되는 데이타 지역의 범위를 나타내므로 데이타 선인출을 위한 유용한 정보이다. 이런 정보를 기반으로 본 논문에서는 병렬 프로그램의 그레인 크기를 이용한 새로운 데이타 선인출 방법을 제안한다. 모의시험에서 제안된 선인출 방법은 기존의 선인출 방법들보다 버스 트랜잭션을 감소시킬 뿐만 아니라 유용한 선인출의 증가로 시험된 병렬 프로그램들의 성능을 향상시킨다.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제33권5호
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• pp.306-315
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• 2006

컴퓨터 시스템의 1차 캐쉬 적중률은 시스템의 성능을 평가함에 있어 가장 중요한 요소 중 하나이다. 하위 메모리 구조로부터 1차 캐쉬로의 선인출은 1차 캐쉬의 적중률을 증가시키기 위해 사용되는 대표적인 기술 중 하나이다. 본 논문에서는 명령어 캐쉬의 선인출 효율은 높이고 선인출에 소모되는 비용은 감소시키는 재 접근 페이지 선인출 정책을 제안하고자 한다. 재 접근 페이지 선인출 정책은 수행되는 명령어들의 소속 페이지를 추적하여, 이 정보를 바탕으로 일정 횟수 이상 같은 페이지를 접근하는 경우에 한하여 선인출을 수행함으로써, 명령어 캐쉬로의 선인출 횟수는 줄이고 선인출 성공률은 향상시킨다. 또한, 일반적인 컴퓨터 시스템에서 하나의 2차 캐쉬 블록에 여러 개의 1차 캐쉬 블록이 포함되는 특성을 이용하여 미스 블록과 선인출 블록이 같은 2차 캐쉬 블록에 포함된 경우로 선인출을 한정함으로써 선인출에 소모되는 비용을 줄인다. 모의 실험에 따르면 제안하는 구조는 최대 6.7%의 성능향상을 보인다.

• 한국정보과학회논문지:소프트웨어및응용
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• 제35권3호
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• pp.197-206
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• 2008

모바일 인터넷 환경에서는 학습 내용을 검색 및 다운로드하기 위하여 모바일 기기와 서버 사이에 잦은 통신이 필요하다. 본 논문에서는 모바일 사전을 사용함에 있어서, 네트워크 비용을 절감하고 통신 효율을 높이기 위한 효율적인 선인출 기법을 제안한다. 이를 위해 본 논문에서는 다음 방법으로 연구를 전개한다. 첫째, 모바일 사전을 위한 선인출 기반의 동작 프레임워크를 제안한다. 둘째, 패킷 요금 방식과 정액 요금 방식으로 구분하여 선인출할 데이타의 양을 결정하는 방법을 제시한다. 셋째, 중 고등학생 대상의 모바일 영한사전에 초점을 맞춘 선인출 데이타 결정 방법을 제안한다. 넷째, 이러한 데이타 양 및 데이타 종류 결정 방법을 바탕으로 선인출 알고리즘을 제안한다. 다섯째, 실험을 통하여 제안한 선인출 방법의 우수성을 입증한다. 이 같은 연구에 따른 본 논문의 공헌은 다음과 같이 요약할 수 있다. 첫째, 선인출을 모바일 응용에 적용한 첫 번째 시도로서 의미를 갖는다. 둘째, 선인출을 모바일 사전에 적용하기 위한 체계적인 방법론을 제시하였다. 셋째, 선인출 적용을 통해 네트워크 기반 모바일 사전의 성능 향상을 도모하였다. 실제 실험 결과, 제안한 방법은 기존의 요구인출에 평균 $9.8%{\sim}33.2%$의 높은 성능 향상을 나타냈다. 이 같은 결과를 볼 때, 본 논문의 연구 결과는 모바일 사전뿐 아니라 선인출 기능을 필요로 하는 무선 인터넷 기반의 여러 응용에 적용될 수 있는 우수한 연구 결과라 사료된다.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제32권11_12호
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• pp.608-616
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• 2005

이 논문에서는 계층적 캐시 구조에서 기존의 레벨 2 캐시 미스 시에만 선인출 하도록 되어있는 구조를 레벨 1 캐시 미스 시에도 선인출 하도록 하는 캐시구조를 제안하였다. 즉, 레벨 1 캐시 미스가 발생하면 레벨 2 캐시로부터 요구블록과 선인출 블록을 선택하여 레벨 1 캐시와 선인출 캐시에 각각 적재한다. 11개의 벤치마크 프로그램에 대한 실험결과, 레벨 1 캐시 선인출기와 레벨 2 캐시 선인출기로 구성한 계층적 캐시구조가 레벨 2 캐시 선인출기만 채용한 기존의 캐시구조에 비하여 최대 $19\%$의 성능향상을 얻을 수 있었다.