• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2008년도 추계학술발표대회
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• pp.806-809
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• 2008

온칩(on-chip) 캐쉬는 외부 메모리로의 접근을 감소시키는 중요한 역할을 한다. 본 연구에서는 내장형 시스템에 맞추어 설계된 2-레벨 캐쉬 메모리 구조를 제안하고자 한다. 레벨1(L1) 캐쉬의 구성으로 작은 크기, 직접사상(direct-mapped) 그리고 바로쓰기(write-through)를 채용한다. 대조적으로 레벨2(L2) 캐쉬는 일반적인 캐쉬 크기와 집합연관(Set-associativity) 그리고 나중쓰기(write-back) 정책을 채용한다. 결과적으로 L1캐쉬는 한 사이클 이내에 접근될 수 있고 L2캐쉬는 전체 캐쉬의 미스율(global miss rate)을 낮추는데 효과적이다. 두 캐쉬 계층간 바로쓰기(write-thorough) 정책에서 오는 빈번한 L2 캐쉬 접근으로 인한 에너지 소비를 줄이기 위해 본 연구에서는 One-way 접근 기법을 제안하였다. 본 연구에서 제안한 2-레벨 캐쉬 메모리 구조는 평균적으로 26%의 성능향상과 43%의 에너지 소비 그리고 77%의 에너지-지연 곱에서 이득을 보여주었다.

• 한국정보처리학회논문지
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• 제7권12호
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• pp.3964-3975
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• 2000

다중처리기 시스템에서 여러 처리기 캐쉬들 간에 일고나성을 유지하기 위한 정책에는 기록무효화 정책과 기록갱신 정책이 있다. 기록 무효와 정책은 처리기사 캐쉬 블록에 기록을 시도할 때마다 다른 캐쉬에 저장된 동일한 모든 복사본을 무효화한다. 이러한 빈번한 무효화로 인하여, 기록 무효화 정책은 캐쉬 적중률이 낮다. 반면에 기록 갱신정책은 동일한 블록을 무효화 시키는 것이 아니라 동시에 갱신하는 정책이다. 이러한 정책의 경우에 블록의 공유 여부에 상관없이 갱신된 내용을 상호 연결망ㅇ르 통하여 전송해야만 하며 이로 인하여 상호 연결망상에 교통량이 폭주하게 된다. 본 논문에서는 슬롯링으로 연결된 공유메모리 다중처리기 시스템에서 효율적인 캐쉬 일관성 정책을 제안한다. 제안된 프로오콜은 기록 갱신정책을 기반으로 하며 공유된 블록을 갱신할 경우에만 갱신된 내용을 전송한다. 반면 갱신된 블록이 공유되지 않은 블록이면 갱신된 내용을 전송하지 않는다. 본 논문에서는 제안된 프로토콜은 분석하고 시뮬레이션을 통하여 기존의 프로토콜과 성능을 비교한다.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제30권7_8호
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• pp.426-433
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• 2003

웹 사용자들의 QoS를 위해 채택되는 프락시 캐쉬의 관리 정책은 크게 페이지 교체와 일관성 유지 정책으로 볼 수 있다. 현재까지 이 두 가지의 연구는 서로간의 관린 유무를 떠나 독립적으로 진행되어 왔다. 본 논문에서는 LRU 페이지 교체 방식에 일관성 유지 정책에서 사용하는 최종 수정 인수의 특성을 도입함으로써 두 정책간의 상호 보완으로 프락시 캐쉬의 효율적 운영이 가능함을 보였다. 프락시 캐쉬의 관리를 위해 다양한 정책이 논의되고 있는 시점에서 이러한 시도는 캐쉬의 히트율 증가와 서버로의 전송 부하 감소 등과 같은 성능 향상을 위한 의미 있는 방법이 될 수 있을 것이다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2001년도 봄 학술발표논문집 Vol.28 No.1 (A)
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• pp.10-12
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• 2001

웹에서 도큐먼트 재배치 정책은 캐쉬(cache)성능을 향상시키기 위한 방법중의 하나이다. 이 방법을 웹 캐쉬 공간이 한정되어 있으며 새로운 도큐먼트를 위한 공간을 만들기 위해 어느 도큐먼트를 축출(remove)[2]할 것인가를 결정하고 새로운 도큐먼트를 갱신(update)[6]하기 위한 방법을 제공한다. 도큐먼트 재배치 정책으로는 LRU(Least Recently Used), LFU(Least Frequently Used)등과 같은 방법이 보편적을 사용되고 있으나, 웹에 적용하기에는 몇 가지 단점이 있다. 본 논문에서는 LRU, LFU등의 도큐먼트 재배치 정책을 이용하면서도 웹에 적용하기 위해 몇 가지 단점을 보완한 LRFU(Least Recently/Frequently Used)[4]기법을 사용한다. 또한 본 논문에서는 인터넷(internet) 사용자의 지수적인(exponential) 증가와 이로 인한 병목현상(bottleneck)의 발생을 전제로 하여, 캐쉬성능을 향상시키기 위한 다각적인 시도로 지역성(locality), 일관성(consistency)[7][5], 확장성(scalability)[5]등의 문제에 관한 논의와 기존의 방법과는 다른 도큐먼트 재배치 정책에의 접근을 시도한다.

• 정보처리학회논문지:컴퓨터 및 통신 시스템
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• 제8권5호
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• pp.111-118
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• 2019

GPU는 병렬처리가 가능한 강력한 하드웨어 자원을 기반으로 높은 처리량을 제공한다. 하지만 과도한 메모리 요청이 발생하는 경우 캐쉬 효율이 낮아져 GPU 성능이 크게 감소할 수 있다. 캐쉬에서의 경합이 심각하게 발생한 경우 동시 처리되는 스레드의 수를 감소시킨다면 캐쉬에서의 경합이 완화되어 전체 성능을 향상시킬 수 있다. 본 논문에서는 캐쉬에서의 경합 정도에 따라 동적으로 병렬성을 조절할 수 있는 워프 스케줄링 기법을 제안한다. 기존 워프 스케줄링 정책 중 LRR은 GTO에 비해 워프 수준의 병렬성이 높다. 따라서 제안하는 워프 스케줄러는 L1 데이터 캐쉬 경합 정도를 반영하는 MSHR(Miss Status Holding Register)이 낮은 자원 활용률을 보일 때 LRR 정책을 적용한다. 반대로 MSHR 자원 활용률이 높을 때는 워프 수준의 병렬성을 낮추기 위해 GTO 정책을 적용하여 워프 우선순위를 결정한다. 제안하는 기법은 동적으로 스케줄링 정책을 선택하기 때문에 기존의 고정된 LRR과 GTO에 비해 높은 IPC 성능과 캐쉬 효율을 보여준다. 실험 결과 제안하는 동적 워프 스케줄링 기법은 LRR 정책에 비해 약 12.8%, GTO 정책에 비해 약 3.5% IPC 향상을 보인다.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제37권5호
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• pp.292-303
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• 2010

온칩(on-chip) 캐쉬는 외부 메모리로의 접근을 감소시키며 빈번하게 접근되기 때문에 내장형 시스템의 성능과 에너지 소비 측면에서 중요한 역할을 한다. 본 논문에서는 내장형 시스템에 맞추어 설계된 2-레벨 데이터 캐쉬 메모리 구조를 제안하고자 한다. 레벨1(L1) 캐쉬의 구성으로 작은 크기, 직접시장(direct-mapped) 그리고 바로쓰기(write-through)를 채용한다. 대조적으로 레벨2(L2) 캐쉬는 보통의 캐쉬 크기와 집합연관(set-associativity) 그리고 나중쓰기(write-back) 정책을 채용한다. 결과적으로 L1 캐쉬는 빠른 접근 시간을 가지며 (한 사이클 이내) L2 캐쉬는 전체 캐쉬의 미스율(global miss rate)을 낮추는데 효과적이다. 작은 크기의 L1 데이터 캐쉬로 인한 증가된 캐쉬 미스율(miss rate)을 줄이기 위해 ECP(Early Cache hit Predictor)기법을 제안하였다. 제안된 ECP기법은 L1 캐쉬 히트 예측을 통해서 요청된 데이터가 L1 캐쉬에 있는지 예측할 수 있으며 추가적으로, ALU를 필요로 하지 않고 빠르게 유효주소(effective address)계산을 할 수 있다. 또한, 두 캐쉬 계층간 바로쓰기(write-through) 정책에서 오는 빈번한 L2 캐쉬 접근으로 인한 에너지 소비를 줄이기 위해 지정웨이 쓰기(one-way write) 기법을 제안하였다. 제안된 지정웨이 쓰기 기법을 이용하면 바로쓰기 정책으로 인한 L1 캐쉬에서 L2 캐쉬로의 쓰기 접근시 태그(tag) 비교 과정을 거치지 않고 하나의 지정된 웨이를 바로 접근할 수 있다. 사이클 단위 정확도의 시뮬레이터와 내장형 벤치마크를 이용한 실험 결과 본 논문에서 제안한 2-레벨 데이터 캐쉬 메모리 구조는 평균적으로 3.6%의 성능향상과 50%의 데이터 캐쉬 에너지 소비를 감소 시켰다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2002년도 가을 학술발표논문집 Vol.29 No.2 (1)
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• pp.409-411
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• 2002

본 논문에서는 스트리밍 미디어 캐슁 서버의 효율적인 캐슁 구조를 위하여 참조 횟수, 참조량, 참조 시간 둥의 정량적인 인자들과 사용자 요구 주기를 적용하여 최근 참조 경향에 높은 가중치를 부여함으로써 변화하는 콘텐츠 선호 경향에 빠르게 적응하는 가중치 기반의 캐쉬 교체 정책을 제안한다. 성능 분석은 시뮬레이션 환경 구축을 통해 실험하였으며 LRU, LFU와 SEG 캐쉬 정책과 비교 분석하여 향상된 결과를 보였다.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제29권7호
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• pp.369-376
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• 2002

LRU는 비균등 참조 패턴을 보이는 데이타베이스의 캐쉬 교체 정책으로 적합하지 않음에도 불구하고, 적절한 대안 부재로 인해 대부분의 데이타베이스 시스템에서 캐쉬 교체 정책으로 이용되어 왔다. 본 논문은 실제 데이타베이스 트레이스 분석을 통해 데이타베이스의 블록 참조 패턴을 추출하고, 이를 바탕으로 새로운 캐쉬 교체 정책을 제안한다. 데이타베이스의 트레이스 분석 결과, 전체 시간동안 거의 참조되지 않는 블록이 전체의 70% 가량을 차지하였다. 그리고 블록의 재참조 가능성에 미치는 최근도(recency)의 영향력이 시간적 지역성으로 인해 처음엔 강력하지만, LRU 스택거리가 증가함에 따라 급격히 감소하여, 결국엔 사라지는 현상을 관찰하였다. 이 관찰을 토대로, 본 논문은 전체 블록을 재참조 가능성과 재참조 가능성에 대한 최근도의 영향력을 기준으로 4개의 그룹으로 분류하고, 각 그룹의 참조 특징에 적합한 우선순위 평가 방법을 운용하는 RCB(Reference Characteristic Based) 캐쉬 교체 정책을 제안한다. RCB 정책은 재참조 가능성이 극히 낮은 블록은 다른 블록보다 캐쉬에서 빨리 교체하며, 오랜 시간 참조되지 않은 블록에 대해서는 참조빈도에 의거하여 블록의 우선순위를 결정한다. 실제 데이터베이스 워크로드를 통한 모의실험 수행 결과, RCB 정책은 기존의 다른 교체 정책들(LRU, 2Q, LRU-K, LRFU)보다 우수한 성능을 나타냈으며, 특히 LRU에 비해서는 약 5 ~ 12.7% 정도, 캐쉬적중실패 회수를 줄였다. RCB 정책의 시간복잡도는 O(l)로서 LRU, 2Q 등과 동일하며, 캐쉬 크기를 N이라 할 때 시간복잡도가 $O(log_2N)$인 LFU와 LRU-K, 그리고 O(1)부터 $O(log_2N)$ 사이의 값을 갖는 LRFU보다 우수하다.

• 한국정보처리학회논문지
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• 제4권11호
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• pp.2849-2860
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• 1997

본 논문에서는 소프트웨어 RAID 파일 시스템에서 효율적인 캐쉬 교체 정책들을 제안한다. 그리고 이와 기존의 캐쉬 교체 정책을 소프트웨어 RAID 파일 시스템에 적용한 정책들과의 성능을 다양한 환경에서 비교한다. 실험을 통해 우선 소프트웨어 RAID 파일 시스템에서 작은 쓰기 동작은 성능을 크게 저하시키는 요소임을 확인한다. 이러한 작은 쓰기 동작을 줄이는 캐쉬 교체 정책들을 제안한다. 이러한 교체 정책들에 대한 성능 비교는 트레이스 기반 시뮬레이션에 의해 수행된다. 실험 결과를 통해 본 논문에서 제안한 교체 정책들이 기존의 정책들 비해 효율적인 성능을 나타냄을 확인한다．

• 한국멀티미디어학회:학술대회논문집
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• 한국멀티미디어학회 2003년도 추계학술발표대회(하)
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• pp.921-924
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• 2003

본 논문은 인터넷 상에서 서비스되는 스트리밍 미디어를 캐쉬 서버에서 캐슁할 때 적용할 수 있는 재배치 정책에 관한 것이다. 스트리밍 미디어의 특성에 적합한 재배치 기준을 제시하고, 그에 따라 미디어 데이터를 캐슁하고 재배치하는 방법을 제안한다. 또한, 제안한 재배치 정책과 기존의 알려진 방법들에 대한 성능 비교 분석을 수행 한다.