• 한국정보과학회논문지:컴퓨팅의 실제 및 레터
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• 제9권4호
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• pp.410-419
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• 2003

리눅스와 같은 범용 운영체제의 버퍼 캐시(buffer cache)는 전역적(global) 블록 교체 및 미리읽기(read ahead) 정책 등을 사용하여 파일 블록을 관리한다. 따라서, 참조의 지역성(locality)을 가지지 않고 다양한 소비율(consumption rate)을 갖고 있는 멀티미디어 데이타의 경우 캐시 시스템의 적중률이 낮을 뿐만 아니라 미리읽기의 특성으로 인하여 필요보다 과도하게 버퍼를 소비하기도 한다. 본 논문에서는 리눅스 상에서 멀티미디어 데이타를 위한 새로운 버퍼 할당 기법을 설계하고 구현하였다. 제안된 방법에서는 멀티미디어 파일마다 독립적인 미리읽기 캐시를 유지하며 미리읽기 그룹의 크기를 소비율에 비례하도록 동적으로 조절한다. 이는 공정한 자원 분배가 이루어지도록 하며, 버퍼의 소비량을 최적화되도록 한다. 본 논문에서는 구현된 시스템과 최신의 리눅스 커널 2.4.17 버전 상에서 각각 소비되는 버퍼 수와 캐시 적중률을 실험을 통하여 비교함으로써 시스템의 성능을 평가한다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제22권1호
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• pp.71-76
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• 2022

버퍼 캐시는 스토리지의 느린 속도를 완충하는 중요한 역할을 하지만, 데이터의 유실을 막기 위한 주기적인 플러시 연산으로 인해 스마트폰에서 그 효과가 크게 떨어진다. 본 논문에서는 소량의 영속 메모리에 선택적인 플러시 정책을 적용하여 스마트폰 버퍼 캐시의 플러시 오버헤드를 크게 줄일 수 있음을 보인다. 이는 스마트폰 앱의 I/O 분석 결과 대부분의 파일 쓰기가 소량의 핫 데이터에 집중돼 있는 반면 상당 부분의 파일 데이터는 1회성 쓰기에 국한한다는 점에 근거한다. 제안하는 기법은 플러시 상황 발생 시 자주 수정되는 데이터를 영속 메모리로 우회 플러시하고 그렇지 않은 데이터만을 스토리지로 플러시한다. 이를 통해 스토리지 쓰기량을 크게 줄이는 동시에 영속 메모리의 공간 효율성을 높인다. 인기 있는 스마트폰 앱의 I/O 트레이스를 이용한 재현 실험을 통해 제안하는 기법이 스토리지 쓰기량을 평균 25.8%, 최대 37.8%까지 줄임을 보인다.

• 한국정보과학회논문지:데이타베이스
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• 제33권5호
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• pp.551-562
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• 2006

최근 XML 데이타베이스 기반 웹 응용을 위한 XML 질의 캐쉬 기법이 활발히 연구되고 있다. 이와 같은 XML 질의 캐쉬의 실용적인 중요성에도 불구하고, 캐쉬된 질의 결과를 어떻게 저장하는 것이 효율적인지에 대해서는 아직 아무런 연구가 없는 실정이다. 본 논문에서는 XML 질의 캐쉬의 저장 기법을 다룬다. XML 질의 캐쉬의 효율적인 저장 구조 설계에 있어 근본적으로 고려해야 하는 점은 캐쉬된 질의 결과에 대한 대표적인 두 종류 연산 간에 성능 트레이드오프가 존재한다는 것이다. 이 두 종류의 연산은 (1) 캐쉬된 질의 결과를 반환하기 위하여 캐쉬 전체를 검색하는 것과 (2) 소스 데이타의 변경에 대하여 캐쉬를 점진적으로 갱신하기 위하여 캐쉬의 일부분을 변경하는 것이다. 본 논문에서는 모두 여덟 개의 XML 질의 캐쉬 저장 기법을 제시한다. 이들은 크게 세 개의 그룹으로 나누어지는데, (1) 일반적인 텍스트 화일을 기반으로 한 기법 (2) 영속성 있는 DOM(PDOM) 화일에 기반을 둔 기법 (3) RDBMS를 사용하는 기법이다. 이들 모두를 구현하여 성능을 비교하였고, 기존의 XML 저장 기술에 기반을 둔 질의 캐쉬 저장 기법과도 비교 평가하였다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2008년도 한국컴퓨터종합학술대회논문집 Vol.35 No.1 (B)
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• pp.366-370
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• 2008

NAND 플래시 메모리는 특성상 쓰기 횟수가 제한적이라는 단점을 가지고 있어 쓰기 연산이 빈번히 발생하게 되면 NAND 플래시 메모리의 수명이 줄어든다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 NAND 플래시 메모리의 특성을 고려한 지연 쓰기 기법이 연구되고 있다. 하지만 지연 쓰기를 하기 때문에 쓰기 횟수는 줄어들지만 캐시 적중률이 낮아진다. 이러한 문제해결을 위해 본 논문에서는 NAND 플래시 메모리 기반 파일 시스템을 위한 더블 캐시 정책을 제안한다. 더블 캐시는 실질적인 캐시인 Real Cache와 요구 페이지의 패턴을 관찰하기 위한 Ghost Cache로 구성된다. 이 정책은 Real Cache에서의 지연 쓰기를 하지 않고, Ghost Cache 공간에서 dirty페이지와 clean페이지를 활용하여 효율적인 지연 쓰기가 가능하도록 설계함으로써 쓰기 횟수를 줄이고, 적중률을 높인다.

• 정보처리학회논문지A
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• 제8A권4호
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• pp.447-454
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• 2001

디스크 I/O성능 개선을 위한 여러 선반입 알고리즘이 연구되어져 왔다. 선반입 알고리즘은 디스크 접근 횟수를 줄임으로써 병렬파일시스템의 I/O성능을 높여준다. 본 논문에서는 OBA 선반입 기법의 확장 버전인 AMBA 선반입 기법을 제안한다. AMBA 선반입 기법은 현재 사용되고 있는 다음 블록 하나만 선반입하는 것이 아니라, 디스크의 대역폭이 충분하다면 여러 파일 블록을 연속해서 선반입 하는 방법이다. 이는 응용프로그램에서의 데이터 요청이 빈번해도 이전에 연속해서 선반입한 파일 블록에 의해 선반입 효과를 기대할 수 있다. 그리고 버퍼캐쉬 영역 내에 선반입된 파일 블록의 수를 제한함으로써 버퍼캐쉬의 효율성을 높여준다. 제안된 선반입 기법은 리눅스 운영체제 기반의 사용자 수준의 파일 시스템에서 구현하고 실험하였다. 실험 결과 제안된 AMBA 선반입 기법은 순차적으로 접근되는 큰 파일에 대해서는 기존 시스템에 비해 30∼40%의 성능을 개선해준다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제16권6호
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• pp.177-181
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• 2016

본 논문에서는 저널링을 사용하는 전가상화 시스템에서 호스트 캐시의 효율을 높이기 위한 기법을 제안한다. 게스트의 저널링 데이터는 쓰기를 위해 호스트 캐시에 한번만 접근되는 패턴과 빈번한 sync 명령으로 인해 캐시의 효율을 감소시킨다. 이러한 성능 감소를 줄이기 위하여 본 논문에서는 게스트의 저널링 데이터가 호스트 캐시에 접근하는 것을 막는 PDC라는 기법을 제안한다. PDC는 Linux 4.14 버전에서 QEMU-KVM 2.1 버전을 기반으로 구현하였으며, 다양한 워크로드에서 3-32%의 성능 향상을 보였다.

• 인터넷정보학회논문지
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• 제5권6호
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• pp.103-110
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• 2004

본 논문에서는 웹 서버 성능에 있어 캐싱 정책의 영향을 분석하고 연구하였다. 새롭게 제안한 파일 타입 기반 캐싱 정책은 캐시안의 크고 작은 파일간에 균형 잡힌 결과를 갖도록 지원하며, 뿐만 아니라 작은 파일과 큰 파일에 대한 요청에 훌륭한 성능을 나타낸다. 본 논문에서는 파일 타입 기반 캐싱이 적중률과 바이트적중률 모두 다 좋은 결과를 나타냄을 보인다.

• 대한임베디드공학회논문지
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• 제1권2호
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• pp.90-103
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• 2006

There are many file systems in various operating systems. Those are usually designed for server environments, where the common cases are usually 'multiple active users', 'great many small files' And they assume a big main memory to be used as buffer cache. So the existing file systems are not suitable for resource hungry embedded systems that process multimedia data streams. In this study, we designed and implemented a new file system which efficiently stores and retrieves multimedia data steams. The proposed file system has a very simple disk layout, which guarantees a quick disk initialization and file system recovery. And we introduced a new indexing-scheme, called the time-based indexing scheme, with the file system. With the indexing scheme, the file system maintains the relation between time and the location for all the multimedia streams. The scheme is useful in searching and playing the compressed multimedia streams by locating exact frame position with given time, resulting in reduction of CPU processing and power consumption. The proposed file system and its APIs utilizing the time-based indexing schemes were implemented firstly on a Linux environment, though it is operating system independent. In the performance evaluation on a real DVR system, which measured the execution time of multi-threaded reading and writing, we found the proposed file system is maximum 38.7% faster than EXT2 file system.

• 한국정보과학회논문지:컴퓨팅의 실제 및 레터
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• 제16권2호
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• pp.247-251
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• 2010

최근 등장한 비휘발성 속성과 램의 속성을 동시에 제공하는 스토리지 클래스 메모리(SCM)는 스토리지 시스템의 입출력 성능과 안정성 향상을 위한 시스템 소프트웨어 연구에 있어 새로운 가능성을 열어준다. 이에 본 연구에서는 트랜잭션 단위 쓰기를 보장하는 SCM 버퍼 캐시를 통하여 스토리지 시스템의 안전성과 성능을 동시에 향상 시키는 한편 시스템 붕괴 시 즉각적인 복구를 가능하게 한다. 본 연구에서 제안하는 트랜잭션 단위 쓰기를 보장하는 SCM 버퍼 캐시 기법은 리눅스 저널링 블록 디바이스(JBD)의 트랜잭션 메커니즘을 기반으로 하므로 JBD 만큼의 안정성을 제공 한다. 동시에 실제 시스템에서의 성능 평과 결과에서 트랜잭션 단위 쓰기를 보장하는 SCM 버퍼 캐시를 적용한 EXT3 파일 시스템은 높은 수준의 안정성을 보장하는 동시에 최소한의 안정성만을 제공하는 파일시스템보다 더 좋은 수행성능을 보여주었으며, 시스템 붕괴 시 시스템을 즉각적(약 0.2초)으로 복구함을 보여주었다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제24권2호
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• pp.93-98
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• 2024

인공지능과 고성능 컴퓨팅 기술이 급속히 발전하면서 다양한 분야에 딥러닝 기술이 활용되고 있다. 딥러닝은 학습 과정에서 대량의 데이터를 무작위로 읽어 학습을 진행하고, 이 과정을 반복한다. 많은 수의 파일들이 무작위로 반복 참조되는 딥러닝의 파일 입출력은 시간적 지역성을 지닌 일반적인 응용과는 다른 특징을 보인다. 이로 인한 캐싱의 어려움을 극복하기 위해 본 연구에서는 딥러닝 데이터셋 읽기의 무작위성을 줄이고 기존의 버퍼 캐시 알고리즘에 적응적으로 동작하는 새로운 데이터 읽기 방안을 제안한다. 본 논문에서는 실험을 통해 제안하는 방식이 버퍼 캐시의 미스율을 기존의 방식에 비해 평균 16%, 최대 33% 감소시키고, 수행시간을 24%까지 개선함을 보인다.