• 한국정보처리학회논문지
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• 제4권3호
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• pp.821-830
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• 1997

디렉토리 기반의 캐쉬 일관성 유지 기법은 대규모 공유메모리 다중처리기에서 캐쉬 일관성 문제를 해결하기 위한 방법이다. 이제까지 기존 기법들은 디렉토리기 위해서 많은 메모리 요구와 긴 무효화 시간, 네트웍 통신량의 집중, 그리고 낮은 확장성 등의 문제점들을 가지고 있다. 본 논문에서는 이런 문제점을 해결하면서 확장성을 가진 새로운 디렉토리 기반의 캐쉬 일관성 유지 기법을 제안하였다. 이 기법에서는 새롭게 제안한 수 평형 이진 트리를 사용하였다. 수 평형 이진 트리는 디렉토리에 있는 노드 수에 따라모양이 일정하고, 최대 깊이가[log$_2$n]이며, 같은 노드 개수를 가진 이진 트리 중에서 가장 작은 단말 노드 수는 가지는 특성이 있다 이러한 특성은 캐쉬 디렉 토리의 메모리량, 무효화 시간 및 네트웍 통신량을 최소로 해 주고, 다중처리기의 높은 확정성을 보장해 준다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2000년도 봄 학술발표논문집 Vol.27 No.1 (A)
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• pp.621-623
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• 2000

대규모 분산 공유메모리 다중처리기는 공유메모리 접근 지연시간이 크다는 약점을 지니고 있다. 이러한 다중처리기에서 모든 메모리 요청이 홈노드를 통해 이루어지는 디렉토리 기반의 캐쉬 일관성 유지 기법의 사용은 메모리 접근 지연시간을 더욱 크게하는 요인으로 작용한다. 뿐만 아니라 메모리 접근 지연시간은 시스템의 규모가 커질수록 전체 성능에 중요한 요소로 작용하므로, 대규모 시스템에서 이를 줄이기 위해서 많은 연구들이 있었다, 본 논문에서는 메모리 읽기 지연시간을 줄이는 새로운 캐쉬 일관성 유지 기법을 제안한다. 제안된 기법은 적응적 메모리 갱신을 이용하여 구현되었다. 적응적 메모리갱신은 홈노드의 메모리를 미리 갱신함으로써 읽기 접근 지연시간을 줄이는 방법이다. 이를 위해서 홈노드는 메모리 접근 유형을 분석해야 한다. 대부분의 공유메모리 접근은 일정한 유형을 지니므로 이를 토대로한 홈노드의 갱신은 높은 적중률을 보인다. 제안된 프로토콜의 성능을 측정하기 위하여 모의실험을 하였다. 모의실험 결과는 제안된 프로토콜에서 읽기 지연시간과 실행시간이 감소하는 것을 나타낸다.

• 한국정보과학회논문지:데이타베이스
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• 제31권5호
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• pp.457-467
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• 2004

데이타 캐쉬를 관리하는 알고리즘의 효율성은 클라이언트에 데이타 캐쉬가 있는 시스템의 성능에 매우 큰 영향을 미친다. 클라이언트에 데이타 캐쉬가 있는 시스템에서는 서버에 추가 스페이스 부담없이 한 데이타에 대해서 두 개의 버전을 유지 관리할 수 있다. 그 이유는 하나의 데이타가 동시에 서버의 버퍼와 클라이언트의 캐쉬에 저장될 수 있기 때문이다. 본 논문에서는 버전 기법을 활용하는 캐쉬 일관성 알고리즘인 Two Versions-Callback Locking(2V-CBL)을 제안하고, 실험을 통해서 2V-CBL라 기존에 가장 높은 성능을 보였던 Asynchronous Avoidance-based Cache Consistency(AACC)의 성능을 비교하였다. 실험 결과에 의하면 2V-CBL은 최소한 AACC와 같은 성능을 보이며 일부의 트랜잭션이 데이타를 수정하지 않고 읽기만 하는 경우에는 AACC 보다 훨씬 높은 성능을 보인다.

• 한국콘텐츠학회:학술대회논문집
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• 한국콘텐츠학회 2003년도 추계종합학술대회 논문집
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• pp.234-244
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• 2003

분산 파일시스템 환경에서는 디스크 접근 비용을 줄이기 위해 각 노드에 캐쉬된 데이터를 서로 공유하는 협력캐쉬 기법이 사용된다. 협력캐쉬 기법은 분산되어있는 시스템들의 캐쉬정보를 서로 공유하여 가상으로 더 큰 캐쉬를 형성함으로써 캐쉬 히트율을 높이고 디스크 접근을 줄이는 방법이다. 기존에 제안된 협력캐쉬 기법들은 캐쉬에 대한 근사정보를 이용하여 메시지 비용을 줄이고, 로컬캐쉬영역과 글로벌 캐쉬영역을 가변적으로 사용하여 캐쉬히트율을 높이고 있다. 또한 캐시교체시 교체된 블록을 비활동적인 노드로 보내어 계속 캐쉬에 유지하도록 하여 글로벌 캐시히트율을 높이는 장점을 갖는다. 그러나 잘못된 근사정보가 성능을 저하시킬 수 있으며 일관성 유지를 위한 메시지교환 비용이 많이 든다는 단점을 갖고 있다. 또한 비활동적인 노드를 선정하기 위해 사용되는 각 노드의 에이지정보 관리비용이 많이드는 단점을 갖고 있다. 본 논문에서는 정확한 캐쉬정보를 유지하며 일관성 유지비용과 캐시에이지정보 관리비용을 최소화시키는 협력캐쉬 알고리즘을 제안한다. 그리고 성능평가를 통해 기존의 협력캐쉬 기법과 비교하여 제안하는 알고리즘의 우수성을 보인다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2001년도 가을 학술발표논문집 Vol.28 No.2 (3)
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• pp.40-42
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• 2001

캐쉬 일관성 프로토콜의 하나인 MESI 프로토콜은 다중 프로세싱 환경에서 각각의 프로세서와 메모리 사이의 데이터 일관성을 유지하기 위해 캐쉬, 메모리 등의 통신 개체들을 조정하는 일종의 규칙들 중 하나이다. 프로세서의 수가 많아지고 시스템이 복잡해 질 경우 MESI 프로토콜을 정확하게 설계하고 그 동작을 분석하기는 매우 어렵다. 본 연구에서는 정형기법 도구인 ESTEREL을 이용하여 MESI 프로토콜을 설계하고 그 동작의 안정성을 검증하여, 시스템의 정확성과 안정성을 보장하는 방법에 대해 논한다.

• 한국통신학회논문지
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• 제19권7호
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• pp.1282-1295
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• 1994

본 논문에서는 계층 버스 구조를 기반으로 하는 계층 클러스터 다중프로세서 시스템(hierarchical cluster multiprocessor system)을 제안하고, 이 구조에 효율적인 캐쉬 일관성 프로토콜을 설계 및 구현한다. 계층 클러스터 구조는 클러스터 수의 증가에 따라 버스 계층을 추가함으로써 기존의 단일 버스 시스템에서의 병목 현상(bottleneck)을 없애주어 시스템 확장이 용이하게 된다. 제안된 캐쉬 프로토콜은 일반적인 N-레벨 (N>2) 계층 클러스터 구조에 적용할 수 있도록 설계되었다. 이를 시스템 버스에 구현하기 위하여 기존의 팬디드 프로토콜을 확장하였고 캐쉬 일관성 동작들을 확장된 팬디드 프로토콜상에서 설명한다.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제28권4호
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• pp.188-195
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• 2001

본 논문에서는 PC 클러스터 기반 CC-NUMA 시스템을 제안하고, 시뮬레이션을 통하여 성능을 분석하였다. PC 클러스터 기반 CC-NUMA 시스템은 PC의 PCI slot에 CC-NUMA 카드를 장착함으로써 구현되며 공유메모리, 네트워크 캐쉬, 네트워크 제어 모듈을 포함한다. CC-NUMA 시스템은 PCI 버스상에 존재하는 메모리를 공유대상으로 하며, 공유메모리와 네트워크 캐쉬사이의 일관성은 IEEE SCI 표준에 의해 유지된다. CC-NUMA 시스템을 시뮬레이션 하기 위해 실행주도 시뮬레이터인 Limes를 수정하여 사용하였으며, 캐쉬 일관성 유지 알고리즘으로 SCI의 typical set을 구현하였다. 또한 기존 시스템과의 비교를 위해서 네트워크 캐쉬를 활용하지 않는 Dolphin사의 PCI-SCI 카드에 기반한 NUMA 시스템을 시뮬레이션 하였다. CC-NUMA 시스템의 성능을 측정하기 위하여 다양한 실험을 수행하였으며, 실험결과 CC-NUMA 시스템이 NUMA 시스템에 비해서 성능향상이 우수함을 알 수 있었다. 또한, CC-NUMA 시스템이 최적의 성능을 발휘하는 파라미터의 값을 도출하였으며, 이를 CC-NUMA 시스템의 실제 구현에 반영하였다.

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

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2007년도 춘계학술발표대회
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• pp.1447-1449
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• 2007

본 논문은 이동 컴퓨팅 환경에서 시간 주기적인 인간의 행동 패턴에 따른 캐쉬 일관성 기법을 제안하고자 한다. 행동 유형 모델을 근거로 하여 시간 주기적인 행동의 패턴과 이동 기기의 사용 패턴이 동일 또는 흡사함을 가정한다. 이를 통해 패턴 예측 테이블을 구성하고, 시간대별로 구성된 테이블의 예측 데이터를 사용하여 서버와의 통신할 때 지연 현상을 방지 하는 기법을 제안한다.

• 정보처리학회논문지D
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• 제9D권6호
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• pp.1017-1024
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• 2002

무선 네트워킹 기술과 통신기기의 발달로 이동 컴퓨팅 환경이 보편화됨에 따라 제한된 대역폭의 절감과 빠른 응답시간, 그리고 확장성을 위해 이동 호스트는 지역 캐쉬를 이용한다. 이때 이동 호스트와 지구국간에 캐쉬된 데이터의 일관성 유지가 필요하며 이에 따라 많은 기법이 제안되고 있다. 기존의 일관성 기법은 탐지기반의 기법들이 수로 사용되며 잦은 접속단절을 고려해 주기적인 무효화 메시지를 브로드캐스트 하여 캐쉬 일관성을 유지한다. 하지만 이러한 기법들은 데이터의 정확성 검사에 따른 전송 메시지 수의 증가나 지연을 통한 철회 단계를 증가시키며 이동 호스트에 캐쉬된 데이터를 삭제함에 따라 자치성과 확장성이 떨어진다. 본 논문에서 제안된 기법은 이러한 문제점을 해결하기 위해 페이지 요청 또는 완료시 갱신 연산이 일어난 객체에 대해 갱신 빈도를 참조하여 수행하도록 하였다. 따라서, 갱신 연산이 이루어지는 경우 비동기적으로 갱신 빈도에 따른 갱신의도 선언 또는 갱신을 선택적으로 수행할 수 있어 응답이 빠르고 철회 단계가 감소하는 장점을 갖는다. 또한 접속단절 이후 일괄적으로 진행되는 주기적인 무효화 메시지에 대해서도 갱신 빈도에 따라 선택적으로 삭제 또는 전파를 수행함으로써 자치성과 확장성을 높였다.