• Proceedings of the Korean Society of Computer Information Conference
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• 2019.01a
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• pp.415-418
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• 2019

최근 사용자 대화형(user-interactive) 응용들은 OS에게 많은 양의 메모리를 빈번하게 요구한다는 특징을 보인다. 응용의 메모리 할당 요청이 발생하면 OS는 할당할 페이지의 초기화 작업을 필수적으로 수행하는데, 빈번하게 발생하는 페이지 초기화 작업이 응용의 성능을 저하시키고 있다. 기존 리눅스 기반 시스템은 페이지 초기화 지연을 단축하기 위해 CPU의 캐시에 매핑되어 있어서 초기 값을 빠르게 쓸 수 있는 페이지인 캐시-핫(cache-hot) 페이지를 우선적으로 할당한다. 하지만 기존 리눅스는 각 코어별로 캐시-핫 페이지를 인식하고 관리하며, 다른 코어가 관리하는 캐시-핫 페이지에는 접근할 수 없다. 이러한 정책 때문에 다른 코어가 공유 캐시(shared cache)에 매핑된 캐시-핫 페이지를 관리하고 있더라도, 이를 할당받지 못하고 캐시-콜드(cache-cold) 페이지를 할당받는 경우가 발생한다. 본 논문에서는 공유 캐시에 매핑된 것으로 추정되는 캐시-핫 페이지를 별도로 인식하고 공유 캐시에 매핑된 것으로 추정되는 캐시-핫 페이지를 모든 코어가 활용할 수 있게 하여, 응용이 캐시-핫 페이지를 할당받을 확률을 기존 기법보다 높이는 향상된 캐시-핫 페이지 할당 기법을 제안한다. 제안된 기법은 페이지 할당 요청이 발생하면 먼저 각 코어의 사유 캐시에 매핑된 것으로 추정되는 캐시-핫 페이지를 우선적으로 할당하고, 할당에 실패하면 공유 캐시에 매핑된 것으로 추정되는 캐시-핫 페이지를 할당한다. 이를 통해 캐시-핫 페이지를 할당받을 확률을 기존 기법보다 높이고, 결과적으로 평균 페이지 초기화 지연을 단축한다. 제안된 기법을 리눅스 커널 4.18.10버전 기반 환경에서 구현하여 실험한 결과, 평균 페이지 초기화 지연이 기존 리눅스 시스템과 비교하여 약 7% 단축되었다.

• Journal of Industrial Convergence
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• v.17 no.4
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• pp.131-137
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• 2019

In infrastructure wireless mesh networks (WMNs), in order to improve mobile users' satisfaction for the given cache hit ratio, we investigate an User centric Cache Allocation (UCA) scheme while reducing cache cost in a mesh router (MR) and expected transmission time (ETT) for content search in cache. To minimize ETT values of mobile users, a genetic algorithm based UCA (GA-UCA) scheme is provided. The goal is to maximize mobile users' satisfaction via our well defined utility, which considers content popularity and the number of mobile users. Finally, through solving optimization problem we show the optimal cache can be allocated for UCA and GA-UCA. Besides, a WMN provider can find the optimal number of mobile users for user centric cache allocation in infrastructure WMNs.

• KIPS Transactions on Computer and Communication Systems
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• v.12 no.1
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• pp.1-8
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• 2023

It is impossible to overwrite on an already allocated page in SSDs, so whenever a write operation occurs a page replacement with a clean page is required. To resolve this problem, SSDs have an internal flash translation layer called FTL that maps logical pages managed by a file system of operating system to currently allocated physical pages. SSD pages discarded due to write operations must be recycled through initialization, but since the number of initialization times is limited the FTL provides a caching function to reduce the number of writes in addition to the page mapping function, which is a core function. In this study, we focus on the FTL cache methodologies reducing the number of page writes and analyze the related algorithms, and propose a write-only cache strategy. As a result of experimenting with the write-only cache using a simulator, it showed an improvement of up to 29%.

• Journal of KIISE:Computing Practices and Letters
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• v.9 no.4
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• pp.410-419
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• 2003

The buffer cache of general operating systems such as Linux manages file data by using global block replacement policy and read ahead. As a result, multimedia data with a low locality of reference and various consumption rate have low cache hit ratio and consume additional buffers because of read ahead. In this paper we have designed and implemented a new buffer allocation algorithm for multimedia data on Linux. Our approach keeps one read-ahead cache per every opened multimedia file and dynamically changes the read-ahead group size based on the buffer consumption rate of the file. This distributes resources fairly and optimizes the buffer consumption. This paper compares the system performance with that of Linux 2.4.17 in terms of buffer consumption and buffer hit ratio.

• Journal of KIISE:Computer Systems and Theory
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• v.33 no.9
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• pp.699-708
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• 2006

Bus splitting technique reduces bus energy by placing modules with frequent communications closely and using necessary bus segments in communications. But, previous bus splitting techniques can not be used in MPSoC platform, because it uses cache coherency protocol and all processors should be able to see the bus transactions. In this paper, we propose a bus splitting technique for MPSoC platform to reduce bus energy. The proposed technique divides a bus into several bus segments, some for private memory and others for shared memory. So, it minimizes the bus energy consumed in private memory accesses without producing cache coherency problem. We also propose a task allocation technique considering cache coherency protocol. It allocates tasks into processors according to the numbers of bus transactions and cache coherence protocol, and reduces the bus energy consumption during shared memory references. The experimental results from simulations say the bus splitting technique reduces maximal 83% of the bus energy consumption by private memory accesses. Also they show the task allocation technique reduces maximal 30% of bus energy consumed in shared memory references. We can expect the bus splitting technique and the task allocation technique can be used in multiprocessor platforms to reduce bus energy without interference with cache coherency protocol.

• Journal of KIISE
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• v.44 no.8
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• pp.854-859
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• 2017

Caching popular videos in the storage of base stations is an efficient method to reduce the transmission latency. This paper proposes an incentive proactive cache mechanism in the wireless network to motivate the content providers (CPs) to participate in the caching procedure. The system consists of one/many Infrastructure Provider (InP) and many CPs. The InP aims to define the price it charges the CPs to maximize its revenue while the CPs compete to determine the number of files they cache at the InP's base stations (BSs). We conceive this system within the framework of Stackelberg game where InP is considered as the leader and CPs are the followers. By using backward induction, we show closed form of the amount of cache space that each CP renting on each base station and then solve the optimization problem to calculate the price that InP leases each CP. This is different from the existing works in that we consider the non-uniform pricing scheme. The numerical results show that InP's profit in the proposed scheme is higher than in the uniform pricing.

• Journal of KIISE:Software and Applications
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• v.28 no.4
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• pp.369-379
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• 2001

본 논문은 부영역 분할과 코드워드 인텍스의 캐시 개념을 이용하여 벡터 양자화를 위한 고속코드북 생성 및 부호화 방법을 제안한다. 제안한 방법은 인접한 입력 벡터는 대개 코드북내 특정 코드워드에 의해 나타내어지는 국부성에 바탕을 두고 있다. 초기에 모든 학습 벡터가 거리에 기반한 근접성을 이용하여 정해진 수의 부영역으로 분할된다. 각 부영역에 하나의 코드워드 인덱스 캐시가 할당되는데 이 캐시는 학습 초기에는 전체 코드북 크기에 대응하는 코드워드 인덱스를 갖는다. 학습이 진행되면서 입력 벡터가 갖는 국부성 때문에 각 부영역내 캐시중 사용되지 않는 코드워드 인덱스가 점차 발생하게 되므로 이들은 LRU(Least Recently Used) 삭제 알고리즘에 의해 제거된다. 학습이 진행됨에 따라 부영역 캐시에는 주어진 입력 벡터에 의해 참조되는 코드워드 인덱스만이 남게 되므로 한 학습 주기 동한 필요한 학습 시간이 점차 짧아지게 되어 전체적으로 코드북 생성 시간을 크게 줄일 수 있게 된다. 제안한 방법은 매 학습주기마다, 코드워드 인덱스 삭제 후보 중 주어진 부영역 중심으로부터 거리에 의해 멀리 떨어진 것부터 반만을 제거함에 따라. 복원된 영상의 화질 열화가 거의 없다. 시뮬레이션 결과 제안한 방법은 기존의 LBG 방법에 비해 화질 열화는 거의 없지만 코드북 생성 (또는 부호화) 속도를 2.6-5.4배 (또는3.7-18.8배) 향상시킨다.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 1998.10a
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• pp.486-488
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• 1998

인터넷 사용의 증가로 인한 정체 현상을 극복하기 위한 방안으로 캐시 서버를 사용하고 있다. 캐시 서버의 보다 효율적인 사용을 위해 할당 네트웍의 트래픽에 대한 이해는 매우 중요하다. 즉, 보다 적극적인 캐싱 전략을 수립하기 위해 트래픽 분석이 선행되어야한다. 본 논문에서는 URL- tree와 URL-net이라는 자료구조를 제안하고, 이것을 이용하여 웹 트래픽 분석을 수행한다. 이러한 자료구조를 통해 웹 트래픽에 존재하는 '참조의 연결성'이라는 성질을 찾을 수 있다. 본 논문에서는 위의 두 자료구조들이 인터넷 트래픽을 분석하는데 어떻게 도움을 주고 그러한 분석이 효율적인 캐싱 전략을 수립하는데 어떻게 사용될 수 있는가를 보여준다.

• The KIPS Transactions:PartA
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• v.13A no.7 s.104
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• pp.615-622
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• 2006

Caching in a Wireless Internet Proxy Server Cluster Environment has an effect that minimizes the time on the request and response of Internet traffic and Web user As a way to increase the hit ratio of cache, we can use a hash function to make the same request URLs to be assigned to the same cache server. The disadvantage of the hashing scheme is that client requests cannot be well-distributed to all cache servers so that the performance of the whole system can depend on only a few busy servers. In this paper, we propose an improved load balancing scheme using hashing and Round Robin scheme that distributes client requests evenly to cache servers. In the existing hashing scheme, if a hashing value for a request URL is calculated, the server number is statically fixed at compile time while in the proposed scheme it is dynamically fixed at run time using round robin method. We implemented the proposed scheme in a Wireless Internet Proxy Server Cluster Environment and performed experiments using 16 PCs. Experimental results show the even distribution of client requests and the 52% to 112% performance improvement compared to the existing hashing method.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2005.07a
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• pp.766-768
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• 2005

컴퓨팅 환경이 무선과 휴대용 시스템으로 변화하면서, 전력효율이 점점 중요해지고 있다. 특히 내장형 시스템일 경우에 더욱 그러한데 이중 메모리에서 소모되는 전력이 전체 전력소모의 두 번째 큰 요소가 되고 있다. 메모리 시스템에서의 전력소모를 줄이기 위해서 DRAM의 저전력 모드인 냅모드(nap mode)를 활용할 수 있다. 냅모드는 액티브 모드(active mode)일 때의 $28\%$의 전력만을 소모한다. 하지만 하드웨어 컨트롤러는 운영체제가 협조하지 않으면 이 기능을 효율적으로 활용하지 못한다. 이 논문에서는 DRAM의 액티브 유닛(active unit)의 수를 최소화하는 방법에 초점을 맞춘다. 운영체제는 참조되지 않는 메모리를 냅모드에 놓음으로써 최소한의 유닛들만을 액티브 모드에 놓아 프로그램이 수행될 수 있도록 피지컬(physical) 페이지들을 할당한다. 이것은 PAVM(Power Aware Virtual Memory) 연구의 일반화된 시스템 전반에 대한 연구라고 할 수 있다. 우리는 모든 피지컬 메모리를 고려하고 있으며, 특히 평균적으로 전체 메모리의 절반을 사용하는 버퍼 캐시를 고려하고 있다. 버퍼 캐시의 용량과 그 중요성 때문에 PAVM 방식은 버퍼 캐시를 고려하지 않고는 완전한 해법이 되지 못한다. 이 논문에서 우리는 메모리의 사용처를 분석하고 저전력 페이지 할당 정책을 제안한다. 특히 프로세스의 주소공간에 매핑(mapping)된 페이지들과 버퍼 캐시가 고려된다. 이 두 종류의 페이지들간의 상호작용과 그 관계를 분석하고 저전력을 위해 이러한 관계를 이용한다.