• 디지털콘텐츠학회 논문지
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• 제12권2호
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• pp.141-150
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• 2011

최근 다양한 기기에서 플래시 메모리 저장장치인 SSD가 활용되고 있다. SSD 기반 시스템에서 기존 하드 디스크 기반 버퍼 교체 알고리즘은 플래시 메모리의 특성을 고려하지 않고 이는 시스템의 성능 저하의 원인이 된다. 본 논문에서는 SSD의 특성을 고려하여 읽기 버퍼와 쓰기 버퍼를 분리하고 각각의 버퍼에 서로 다른 크기의 교체 단위와 서로 교체 알고리즘을 적용하는 ABM (Asymmetric Buffer Management) 정책을 제안한다. 추가적으로 제안한 정책을 보완하기 위해 쓰기 교체 지연 정책, 동적 크기 적응화 알고리즘을 적용하였다. 제안한 ABM 정책은 효과적으로 성능을 향상시키는 것으로 나타났으며, 특히 여러 알고리즘 중 가장 성능이 좋은 ABM-LRU-CLC의 경우 기존의 LRU에 비해 최대 32% 성능이 향상되는 것으로 나타났다.

• 한국정보과학회논문지:컴퓨팅의 실제 및 레터
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• 제15권1호
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• pp.14-20
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• 2009

플래시 메모리는 현재 휴대용 기기 뿐 아니라 개인용 컴퓨터와 서버용 컴퓨터에서 널리 사용되고 있다 하드디스크를 위한 버퍼 캐시 교체 정책인 LRU(Least Recently Used)와 LFU(Least Frequently Used)는 플래시 메모리의 특성을 전혀 고려하지 않아 플래시 메모리에 적합하지 않다. 기존에 연구되었던 CFLRU(Clean-First LRU)와 그 변형인 CFLRU/C, CFLRU/E, DL-CPLRU/E는 플래시 메모리의 특성을 고려하였지만 hit ratio가 LRU와 LFU에 비하여 좋지 않다. 본 논문에서는 기존의 버퍼 캐시 교체 정책들을 보완하는 새로운 버퍼 캐시 교체 정책을 제안한다. 이 버퍼 캐시 교체 정책은 LFU를 기반으로 하고 플래시 메모리의 특성을 고려하였다. 그리고 이 새로운 버퍼 캐시 교체 정책을 기존 플래시 메모리 버퍼 캐시 교체 정책과 hit ratio와 flush 횟수를 비교하여 성능을 평가한다.

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제12권2호
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• pp.35-44
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• 2003

The effectiveness of buffer cache replacement algorithms is critical to the performance of I/O systems. In this paper, we propose the degree of inter-reference gap (DIG) based block replacement scheme that retains merits of the least recently used (LRU) such as simple implementation and good cache hit ratio (CHR) for general patterns of references, and improves CHR further. In the proposed scheme, cache blocks with low DIGs are distinguished from blocks with high DIGs and the replacement block is selected among high DIGs blocks as done in the low inter-reference recency set (LIRS) scheme. Thus, by having the effect of the partitioning the cache memory dynamically based on DIGs, CHR is improved. Trace-driven simulation is employed to verified the superiority of the DIG based scheme and shows that the performance improves up to about 175% compared to the LRU scheme and 3% compared to the LIRS scheme for the same traces.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제28권8호
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• pp.1-10
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• 2023

최근, 낸드 플래시 메모리는 비휘발성, 높은 집적도, 높은 내구성으로 인하여 다양한 컴퓨터 시스템에서 자기 디스크를 대체하고 있지만 연산 처리 속도 불균형 및 수명 제한과 같은 한계를 가진다. 따라서 낸드 플래시 메모리의 단점을 극복하고자 디스크 버퍼 관리정책들이 연구되고 있다. 비록 이러한 관리정책들이 다양한 작업 환경과 응용 프로그램의 실행 특성을 반영하는 것은 명확하나, 이들을 위한 기초 관리 정책 결정 방식에 대한 연구는 그에 비하면 미흡하다. 본 논문에서는 낸드 플래시 메모리를 효율적으로 활용하기 위한 기초 관리정책 제안 모델인 FRM을 소개한다. FRM은 워크로드를 다양한 특성에 따라 분석하고 낸드 플래시 메모리가 가지는 특성들과 조합하는 모델로, 이를 통해 작업 환경에 가장 알맞은 기초 관리 정책을 제시한다. 결과적으로 제안하는 모델은 학습 데이터와 검증 데이터에 대해 Accuracy와 Weighted Average 측면에서 각각 92.85%와 88.97%의 기초 관리정책 예측 정확도를 보여주었다.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제33권11호
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• pp.797-809
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• 2006

대규모 사용자들에게 QoS가 보장되는 스트리밍 미디어를 제공하기 위해서는 한정된 서버의 자원을 스트리밍 미디어의 특징에 맞추어 효과적으로 활용하는 연구를 필요하게 한다. 서버의 자원들 중 메모리는 디스크로부터 읽어 들인 미디어 데이타의 버퍼공간으로 활용되며 버퍼의 히트율은 서버의 성능에 중요한 역할을 한다. 그러나 접속되는 사용자들의 증가에 따라서 히트율이 높은 기존의 버퍼들조차도 새롭게 읽어 들인 미디어 데이타들로 대체되므로 서버의 성능확장성에 부정적 영향을 미치는 결과를 가져 오고 있다. 이런 문제점을 해결하기위해서는 스트리밍 미디어의 특징인 대규모 데이타들에 대한 읽기 연속 성과 편중된 사용자 선호도가 반영된 버퍼 대체 알고리즘이 필요하다. 본 논문에서는 대규모 사용자들에게 스트리밍 미디어를 서비스하기 위하여 사용되는 클러스터 기반 VOD 서버에서 스트리밍 미디어의 특징을 활용하는 선호도 기반 세그먼트 버퍼 대체 알고리즘을 연구한다. 제안되는 기법은 사용자들의 선호도에 기반을 둔 시간적 국부성과 미디어 데이타의 순차적 읽기 특성인 공간적 국부성을 버퍼 대체 알고리즘에 반영하므로 기존의 버퍼 대체 알고리즘보다 스트리밍 미디어 서비스에서 향상된 버퍼 히트율을 나타낸다. 본 논문에서는 향상된 버퍼 히트율이 클러스터 기반 VOD 서버의 성능 확장성을 개선시킴을 구현된 클러스터 형 VOD 시스템을 통하여 입증한다.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제5권1호
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• pp.47-56
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• 2002

멀티미디어 저장 시스템을 위한 기존의 버퍼 캐시 기법들은 멀티미디어 파일의 순차적 접근만을 고려하고 반복 참조는 고려하지 않고 있다. 그러나, 외국어 영상 학습의 경우 사용자가 어떤 장면을 반복 구간으로 설정하면 자동으로 수회 반복 상영하는 기능이 있을 수 있다. 본 논문에서는 순차 참조와 반복 참조가 혼재하는 멀티미디어 저장 시스템을 위한 새로운 버퍼 교체 기법인 HBM(Hybrid Buffer Management)을 제안한다. 제안한 기법은 응용 수준에서 파일의 참조 유형을 파일 시스템에게 알려주고 HBM이 각 파일에 적절한 버퍼교체 정책을 적용한다. 실험 결과, HBM은 DISTANCE나 LRU와 같은 이전 버퍼 교체 기법보다 캐시 적중률을 높일 수 있음을 알 수 있었다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제25권2호
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• pp.1-10
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• 2020

본 논문에서는 향상된 히트율과 더 적은 낸드 플래시 메모리 쓰기 연산을 할당하는 디스크 버퍼 교체 정책을 소개한다. 플래시 메모리는 높은 집적도, 높은 신뢰성 및 비휘발성이라는 특징을 가지고 있어 최근 많은 곳에서 사용되고 있다. 하지만 삭제 이후 쓰기 연산 문제, 비대칭적인 연산 속도와 짧은 수명 등의 한계점도 가지고 있다. 이런 문제를 개선하기 위해 본 논문에서는 2WPR 정책을 소개한다. 2WPR 정책은 디스크 버퍼의 각 페이지마다 이후 재참조될 가능성, 각 지역성 및 쓰기 연산에 대한 가중치 분석을 통해 교체할 페이지를 선택한다. 제안된 새로운 정책은 기존 디스크 버퍼 관리 정책에 비해 히트율을 최대 10%까지 향상시킬 수 있으며 플래시 메모리에 대한 쓰기 연산을 최대 5%까지 감소시킬 수 있었다.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제33권9호
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• pp.634-641
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• 2006

플래시 메모리는 비휘발성이며 빠른 I/O 처리 속도와 같은 많은 장점들이 있으나, in-placeupdate가 불가능하고 읽기/쓰기/지우기 작업의 속도가 다르다는 단점을 지니고 있다. 버퍼 캐시를 통해 플래시 메모리 기반 저장장치의 성능을 향상시키기 위해서는 수행 속도가 느림은 물론 지우기 작업의 수행 횟수에 직접적인 영향을 끼치는 쓰기 작업의 횟수를 줄이는 알고리즘이 필요하다. 본 논문에서는 기존의 LRU 버퍼교체 정책에 not-cold-dirty-page에 대한 교체를 지연하는 알고리즘을 적용한 새로운 버퍼교체 정책(LRU-Dirty Page Later-Cold Detection, 이하 LRU-DPL-CD)을 제시하고 성능을 분석한다. 트레이스 기반 시뮬레이션 실험에서 LRU-DPL-CD는 버퍼 적중률의 큰 감소 없이 쓰기 작업과 지우기 작업의 횟수를 감소시켰으며, 그 결과 전체 플래시 메모리의 I/O 수행속도가 증가하는 결과를 보였다.

• 대한임베디드공학회논문지
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• 제13권3호
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• pp.151-160
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• 2018

NAND flash memories have the advantages of fast access speed, high density and low power consumption, thus they have increasing demand in embedded system and mobile environment. Despite the low power and fast speed gains of NAND flash memory, DRAM disk buffers were used because of the performance load and limited durability of NAND flash cell. However, DRAM disk buffers are not suitable for limited energy environments due to their high static energy consumption. In this paper, we propose WAP-LRU (Write pattern Analysis based Placement by LRU) hybrid disk buffer management policy. Our policy designates the buffer location in the hybrid memory by analyzing write pattern of the workloads to check the continuity of the page operations. In our simulation, WAP-LRU increased the lifetime of NAND flash memory by reducing the number of garbage collections by 63.1% on average. In addition, energy consumption is reduced by an average of 53.4% compared to DRAM disk buffers.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제10권12호
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• pp.2202-2211
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• 2006

EXT3NS 파일 시스템은 Network-Storage Card(NS 카드)라는 전용 하드웨어를 기반으로 하는 멀티미디어 스트리밍 서버를 위한 파일 시스템이다. EXT3NS는 NS 카드 상의 PCI memory(PMEM)를 이용, 스트리밍 시 디스크에 있는 데이터를 메인 메모리를 거치지 않고 바로 네트워크 카드로 내보냄으로써 스트리밍 서버의 성능을 향상시킨다. 본 논문에서는 NS 카드에 있는 PMEM을 기반으로 한 버퍼 캐시를 추가 설계, 구현하고, 이 버퍼 캐시가 EXT3NS 파일 시스템을 채용한 서버의 멀티미디어 스트리밍의 성능을 개선시킬 수 있음을 보인다. 또한, 제안된 버퍼 캐시 상에서 다수의 동시 사용자를 지원하는 멀티 미디어 스트리 밍 서버를 위한 버퍼 캐시 교체 정책인 Old New Section(ONS) 교체 기법을 제안한다. 제안된 OSN 교체 기법은 멀티미디어 스트리밍 환경에서 기존의 교체 정책들 보다 좋은 성능을 보인다. 성능 평가 결과, 다시 읽기동작과 무작위 읽기 동작에서 기존의 EXT3NS 파일 시스템 보다 PMEM에 캐시를 사용한 EXT3NS가 각각 평균 33MB/sec, 2.4MB/sec의 성능이 향상 되었다. 또한, 다시 읽기 동작의 경우 기존의 Least Frequently Used(LFU) 교체 정 책을 사용한 경우보다 ONS 교체 정책을 사용한 경우가 약 600KB/sec의 성능 증가를 보인다. 이러한 결과는 동시에 여러명의 사용자 요구를 처리해야 하는 대용량 멀티 미디어 스트리밍 서버에서 보다 효과적인 읽기 동작을 처리할 수 있음을 나타낸다.