• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2004.10a
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• pp.4-6
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• 2004

본 논문에서는 원격 캐쉬를 추가시킨 분산 메모리 구조 다중 프로세서 시스템의 성능 향상을 위해 새로운 원격 캐쉬 교체 정색을 제안한다. 일반적으로 다중 계층 내포성(MLI)을 치키는 다중 계층 메모리 구조에서 LRU 교체 정책을 사용할 경우, 상위 계층 캐쉬의 LRU 정보와 하위 계층 캐쉬의 LRU 정보가 서로 상이함으로 인해 하위 계층 캐쉬에서의 교체가 상위 계층에서 사용 중인 캐처 라인의 교체를 발생시켜 전체 시스템의 성능을 저하시키는 원인이 된다. 이러한 LRU 캐쉬 교체 정책의 단점을 보완하고자 각 노드 당 프로세서들의 원격 메모리 접근 지역성을 이용한 원격 캐쉬 교체정책의 사용으로 상위 캐쉬의 유용한 캐쉬 라인의 접근 실패율을 감소시킴으로써 다중 프로세서 시스템의 성능 향상을 꾀한다. 프로그램 기반 시뮬레이터를 통해 제안한 원격 캐쉬 교체 정책을 적용하였을 때, 기존의 LRU 교체 정책과 비교하여 무효화 수와 캐쉬 접근 실패가 평균 5%. 최대 10% 감소하였다.

• Journal of KIISE:Computer Systems and Theory
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• v.32 no.11_12
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• pp.541-556
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• 2005

The memory access latency of the system has been a primary factor of performance degradation in single-processor system and multi-processor system. The remote memory access latency takes a lot of overhead over the local memory access latency especially in the distributed shared-memory system. To resolve this problem, the multi-level cache architecture that contains a remote cache in the multi-processor system has been proposed. In this paper, we propose a new cache replacement policy that improves the performance of the multi-processor system with the remote cache. If the multi-level cache keeps the multi-level inclusion(MLI) property and uses the LRU(Least Recently Used) cache replacement policy, the LRU information of the higher-level cache(a processor cache) would be different with that of the lower-level cache(a remote cache). In this situation, the replacement of a remote cache line can induce the exchange of a processor cache line that is used by the processor. It is a main factor of performance degradation in a whole system. To alleviate this disadvantage of the LRU replacement polity, the new policy analyses tht processor's remote memory access pattern of each node and uses this information to reduce the number of invalidations of the useful cache line in the higher-level cache. The new replacement policy of the remote cache can improve the performance by $3.5\%$ in maximum and $2.5\%$ in average on SPLASH-2 benchmarks, compared to the general LRU cache replacement policy.

• Journal of KIISE:Computer Systems and Theory
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• v.30 no.9
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• pp.461-476
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• 2003

Due to the implementation ease and alleviation of memory bottleneck effect, NUMA architecture has dominated in the multiprocessor systems for the past several years. However, because the NUMA system distributes memory in each node, frequent remote memory access is a key factor of performance degradation. Therefore, efficient design of RAC(Remote Access Cache) in NUMA system is critical for performance improvement. In this paper, we suggest Multi-Grain RAC which can adaptively control the RAC line size, with respect to each application behavior Then we simulate NUMA system with multi-grain RAC using MINT, event-driven memory hierarchy simulator. and analyze the performance results. At first, with profile-based determination method, we verify the optimal RAC line size for each application and, then, we compare and analyze the performance differences among NUMA systems with normal RAC, with optimal line size RAC, and with multi-grain RAC. The simulation shows that the worst case can be always avoided and results are very close to optimal case with any combination of application and RAC format.

• Journal of KIISE:Computer Systems and Theory
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• v.31 no.11
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• pp.643-657
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• 2004

The chordal ring based CC-NUMA system contains many links to transmit transactions between a local node and a remote node because of its structural characteristics. However, the inclination that the transactions concentrate on the ring link increases both the traffic of the ring link and the response time, which degrades the overall performance of the chordal ring based CC-NUMA system. In this paper we suggest a new remote cache replacement policy that considers both the number of total links and the number of ring links to traverse for the transactions. Our proposed replacement policy can balance data between the ring link and the chordal link properly because it reflects the characteristics of chordal ring based CC-NUMA system well.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2000.10c
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• pp.609-611
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• 2000

CC-NUMA 시스템은 SMP 시스템의 장점인 프로그래밍의 편리함, 작업 환경의 유연함 및 관리의 용이함 등을 유지하는 한편, SMP의 단점이었던 확장성까지 제공한다. 더욱이 메모리 장벽 즉 급격히 빨라지는 프로세서의 처리 속도에 비해 메모리의 속도는 거의 변화가 없음으로 인하여 야기되는 문제를 극복할 수 있는 구조적인 대안으로 각광받고 있다. 이러한 CC-NUMA 시스템은 노드간의 논리적인 거리가 길기 때문에 프로세싱 노드간의 통신이 시스템의 성능에 영향을 미치는 가장 핵심 요소가 된다. 따라서 노드간의 통신을 최소화 해주기 위한 노력으로 각 노드에 장착되어지는 원격 캐쉬의 중요성이 강조된다. 본 논문에서는 CC-NUMA 시스템에서는 노드간 데이터 통신의 유형을 파악하고, 원격 캐쉬의 블록 사이즈에 따른 이들의 발생횟수의 변화를 분석하였다. 인스트럭션 시뮬레이터인 CacheMire와 II 벤치마크 중 하나인 FFT를 이용하여 실행-구동 시뮬레이션을 통해 원격캐쉬 블록의 크기가 증가할수록 노드간 통신의 횟수는 물론 전송되는 데이터의 절대적인 양이 감소한다는 사실을 알 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2003.10b
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• pp.133-135
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• 2003

데이터베이스 기반의 웹 응용을 위한 캐슁 기법이 최근 많이 연구되고 있다. 자주 제기되는 질의의 결과를 캐쉬해두면 반복 질의를 위한 재사용은 물론 관련 질의의 처리에 이용될 수 있다. 웹 상에서 데이터 교환의 표준으로 XML이 등장한 이래 현재 웹 응용들은 네트워크 상의 원격 XML 소스로부터 데이터 검색을 수행하는 경우가 많아졌는데 이의 효율적인 지원을 위해 검색 결과를 캐쉬하는 것은 유용하다. 본 논문은 웹에서 XML 질의를 관련 XML 캐쉬를 이용하여 처리하는 기법의 구현 및 성능 평가에 관한 것이다. XML 질의로 XQuery, XPath, XQL 등과 같은 모든 XML 질의어의 핵심 요소인 경로 표현식을 대상으로 하였고, XML 캐쉬는 XML 실체뷰를 고려하였고, 캐쉬를 이용한 XML 질의 변환 알고리즘은 [12]에 제시된 것을 대상으로 하였다. [12]의 질의 변환 알고리즘을 지원하는 프로토타입 XML 저장 시스템이 관계 DBMS를 이용하여 구현되어 실제 웹에서의 성능 실험에 이용되었다. 성능 실험 결과 웹에서 캐쉬를 이용한 XML 질의 처리의 효율성을 확인하였다.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2000.04a
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• pp.133-135
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• 2000

분산 공유 메모리 상에서 클라이언트들은 네트워크를 통해 원격 공유 메모리 상으로 접근하게 된다. 접근 시에 클라이언트들은 접근 정보를 자신의 지역 캐쉬에 저장해 두었다가 필요시에 인출해서 사용한다. 그러나 시간이 경과함에 따라 다른 클라이언트들에 의해서 데이터 갱신이 이루어질 수 있다. 이에 본 논문에서는 원격 데이터 정보를 객체로 설정하여 이 객체를 관리하여 분산 공유 메모리 상에서 데이터 일관성을 유지하고자 한다. 객체 중복을 통해서 분산 객체 시스템을 구성하였을 때 기존의 중복 기법에서 사용하는 일관성 비용 이외에 별도의 추가 비용이 없이도 제한적으로 병렬 수행의 효과를 볼 수 있다. 또한 중복 기법에 있어서 가장 큰 오버헤드로 알려진 일관성 유지비용을 최소화시키기 위하여 이 비용을 결정하는 가장 핵심저인 요소인 객체의 복사본의 수를 동시적으로 변화시키면서 관리함으로써 전체 수행 시간의 측면에서 많은 향상을 가져왔다.

• Journal of KIISE:Computer Systems and Theory
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• v.33 no.10
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• pp.734-745
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• 2006

This paper presents a PC cluster-based distributed VOD server that minimizes the load of an interconnection network by adopting the VIA communication protocol and the interval cache algorithm. Video data is distributed to the disks of the distributed VOD server and each server node receives the data through the interconnection network and sends it to clients. The load of the interconnection network increases because of the large amount of video data transferred. This paper developed a distributed VOD file system, which is based on VIA, to minimize cost using interconnection network when accessing remote disks. VIA is a user-level communication protocol removing the overhead of TCP/IP. This papers also improved the performance of the interconnection network by expanding the maximum transfer size of VIA. In addition, the interval cache reduces traffic on the interconnection network by caching, in main memory, the video data transferred from disks of remote server nodes. Experiments using the distributed VOD server of this paper showed a maximum performance improvement of 21.3% compared with a distributed VOD server without VIA and the interval cache, when used with a four-node PC cluster.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2003.04a
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• pp.22-24
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• 2003

클러스터 구조는 고가용성(high availability)과 결함내성(fault tolerance)을 만족하고 확장성이 뛰어나기 때문에 클러스터 파일 시스템은 멀티미디어 서비스에 적합하다. 사용자 수준 클러스터 파일 시스템［1, 2］은 멀티미디어 서비스에 특화된 기능을 제공하고 저장된 위치에 관계없이 파일이나 디렉토리에 접근할 수 있는 단일 시스템 이미지(single system image) 기술을 제공하지만 실제 저장된 위치에 따라 접근 시간의 편차가 발생한다. 본 논문에서는 메타 데이터 캐쉬와 시스템 버퍼를 이용한 사용자 수준 클러스터 파일 시스템의 성능 개선 방법을 제안하고 각각에 대하여 성능 개선 정도를 분석한다. 메타 데이터 캐쉬는 자주 참조되는 원격 노드의 메타 정보를 로컬 저장구조에 저장하고 시스템 버퍼는 데이터 블록의 쓰기 성능을 개선할 뿐만 아니라 선반입을 통하여 읽기 성능을 개선할 수 있다.

• The KIPS Transactions:PartA
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• v.12A no.7 s.97
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• pp.627-636
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• 2005

This paper presents a PC cluster-based distributed video on demand (VOD) server that minimizes the load of the interconnection network by adopting channel bonding-based MVIA and the interval cache algorithm Video data is distributed to the disks of each server node of the distributed VOD server and each server node receives the data through the interconnection network and sends it to clients. The load of the interconnection network increases because of the large volume of video data transferred. We adopt two techniques to reduce the load of the interconnection network. First, an Msupporting channel bonding technique is adopted for the interconnection network. n which is a user-level communication protocol that reduces the overhead of the TCP/IP protocol in cluster systems, minimizes the time spent in communicating. We increase the bandwidth of the interconnection network using the channel bonding technique with MThe channel bonding technique expands the bandwidth by sending data concurrently through multiple network cards. Second, the interval cache reduces traffic on the interconnection network by caching the video data transferred from the remote disks in main memory Experiments using the distributed VOD server of this paper showed a maximum performance improvement of $30\%$ compared with a distributed VOD server without channel bonding-based MVIA and the interval cache, when used with a four-node PC cluster.