• 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.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제37권5호
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• pp.272-284
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• 2010

플래시 메모리는 하드 디스크와 여러 면에서 다른데 특히 덮어쓰기가 되지 않는다는 것이 가장 큰 차이점이다. 그로 인해 대부분의 플래시 메모리 파일 시스템들은 파일을 수정할 때 not-in-place 수정 기법을 사용하고 있다. 그 과정에서 가끔 플래시 메모리 파일 시스템들은 가용 공간의 확보를 위해 무효 페이지들이 많은 블록들의 유효 페이지들을 다른 블록으로 옮기고 블록들을 쓸 수 있는 빈 페이지로 만들어 주는 작업인 블록 클리닝 작업을 수행한다. 블록 클리닝 작업은 플래시 메모리의 성능을 직접적으로 좌우하는 요소이다. 그래서 이 논문은 유효 페이지와 무효 페이지를 동시에 가진 블록의 수를 최소화하여 블록 클리닝 비용을 줄일 수 있는 효율적인 페이지 할당 기법을 제안한다. 그리고 실험 결과는 원래의 YAFFS에 비해 블록 클리닝 비용이 확연하게 줄어들었음을 보여 준다.

• 한국산업정보학회논문지
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• 제18권4호
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• pp.9-18
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• 2013

플래시 메모리는 비휘발성, 저전력, 빠른 입출력, 충격에 강함 등과 같은 많은 장점으로 스마트 기기 및 임베디드 시스템의 저장매체로 많이 사용되고 있다. 낸드(NAND) 플래시에 사용되는 파일시스템(File System)은 대표적으로 YAFFS2, JFFS2, UBIFS 등이 있다. 본 논문에서는 최근 리눅스 커널에 포함된 UBIFS 파일시스템에 메모리 할당을 달리하여 I/O 성능을 실험한다. 제안한 I/O 성능 분석은 순차접근 방법과 랜덤접근으로 분류하고, 메모리 할당은 kmalloc(), vmalloc(), kmem_cache()를 사용하여 6가지 유형으로 나누어 실험하였다. 실험을 통하여 6가지 유형 중 UBI 서브시스템과 UBIFS에 vmalloc()과 kmalloc()을 적용한 2번째 유형이 순차읽기 12.45%, 순차다시쓰기 11.23%의 빠른 성능을 보였으며 랜덤 읽기에는 7.82% 랜덤 쓰기에서는 6.90%의 성능 향상을 보였다.

• Journal of Computing Science and Engineering
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• 제5권2호
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• pp.121-130
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• 2011

Recent research indicates that transient errors will increasingly become a critical concern in microprocessor design. As embedded processors are widely used in reliability-critical or noisy environments, it is necessary to develop cost-effective fault-tolerant techniques to protect processors against transient errors. The register file is one of the critical components that can significantly affect microprocessor system reliability, since registers are typically accessed very frequently, and transient errors in registers can be easily propagated to functional units or the memory system, leading to silent data error (SDC) or system crash. This paper focuses on investigating the impact of register file soft errors on system reliability and developing cost-effective techniques to improve the register file immunity to soft errors. This paper proposes the register vulnerability factor (RVF) concept to characterize the probability that register transient errors can escape the register file and thus potentially affect system reliability. We propose an approach to compute the RVF based on register access patterns. In this paper, we also propose two compiler-directed techniques and a hybrid approach to improve register file reliability cost-effectively by lowering the RVF value. Our experiments indicate that on average, RVF can be reduced to 9.1% and 9.5% by the hyperblock-based instruction re-scheduling and the reliability-oriented register assignment respectively, which can potentially lower the reliability cost significantly, without sacrificing the register value integrity.

• 한국IT서비스학회지
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• 제18권1호
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• pp.79-90
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• 2019

Maximizing energy efficiency minimizes the energy consumption of computation, storage and communications required for IT services, resulting in economic and environmental benefits. Recent advancement of flash and next generation non-volatile memory technology and price decrease of those memories have led to the rise of so-called AFA (All-Flash Array) storage devices made of flash or next generation non-volatile memory. Currently, the AFA devices are rapidly replacing traditional storages in the high-performance servers due to their fast input/output characteristics. However, it is not well known how effective the energy efficiency of the AFA devices in the real world. This paper shows input/output performance and power consumption of the AFA devices measured on the Linux XFS file system via experiments and discusses energy efficiency of the AFA devices in the real world.

• 정보학연구
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• 제6권3호
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• pp.65-73
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• 2003

본 논문에서는 IBM의 고성능 임베디드(embedded) 프로세서인 405GP와 Linux 2.4.21를 이용하여 5.2GHz 대역에서 최대 54Mbps의 대역폭을 제공할 수 있는 IEEE 802.11a 기반의 AP (Access point) 개발에 관하여 연구하였다. AP의 하드웨어는 PowerPC기반의 IBM 405GP 프로세서를 기반으로 설계하였고 AP 소프트웨어는 405GP을 위한 PowerPC 부트로더, open source인 최근 Linux 커널 2.4.21을 사용하여 구현하였다. 또한 시스템 패키징은 최신 Linux 커널이 지원하는 MTD 기술과 JFFS2 플래쉬 파일시스템을 이용하여 최적으로 구현하였다.

• 전자공학회논문지CI
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• 제45권3호
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• pp.47-57
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• 2008

최근에 에너지의 효율성이 좋고 대용량화가 쉬운 NAND 플래시가 센서 노드를 위한 차세대 저장소로 각광을 받고 있다. 현재 대부분의 센서 노드용 파일 시스템은 NOR 플래시 기반으로 개발되어 있으며 NAND 플래시에 적용할 수 있는 파일 시스템은 거의 존재하지 않는다. 대용량 NAND 플래시 메모리의 특성을 고려한 새로운 파일 시스템의 구축이 요구되지만, 센서 노드는 오직 $4{\sim}10$ KBytes의 매우 작은 크기의 메모리를 지원하므로 효율성이 뛰어난 파일 시스템을 구축하는 것은 매우 어렵다. 본 논문은 1 KBytes의 매우 작은 크기의 EEPROM을 부착하여 이러한 메모리 한계를 극복하였으며 자원의 효율성, 대용량의 지원 및 신뢰성을 고려한 새로운 파일 시스템의 설계 및 구현에 대하여 논한다. 파일 디스크립션을 위하여 EEPROM을 사용하며 효과적으로 플래시 메모리를 쓸 수 있는 방법과 wear-leveling을 할 수 있는 방법에 대하여 제안한다. 이는 획기적으로 페이지 갱신 횟수를 줄임으로써 에너지를 절약하고 보다 긴 시간동안 데이터의 수집을 용이하게 만들며 센서 노드의 수명을 증가시킨다.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제17권1호
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• pp.1-6
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• 2017

This paper presents an optimized adoption of NVM for the storage system of heterogeneous applications. Our analysis shows that a bulk of I/O does not happen on a single storage partition, but it is varied significantly for different application categories. In particular, journaling I/O accounts for a dominant portion of total I/O in DB applications like OLTP, whereas swap I/O accounts for a large portion of I/O in graph visualization applications, and file I/O accounts for a large portion in web browsers and multimedia players. Based on these observations, we argue that maximizing the performance gain with NVM is not obtained by fixing it as a specific storage partition but varied widely for different applications. Specifically, for graph visualization, DB, and multimedia player applications, using NVM as a swap, a journal, and a file system partitions, respectively, performs well. Our optimized adoption of NVM improves the storage performance by 10-61%.

• 전기전자학회논문지
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• 제23권1호
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• pp.80-90
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• 2019

최근에 소개된 비휘발성 메모리(Non-Volatile Memory)를 저장장치로 사용하는 경우에도 데이터를 접근하기 위해서는 페이지 테이블이 구축되어야 한다. 이 점에 착안하여 본 논문에서는 페이지 테이블 자체를 비휘발성 메모리에 유지하는 영속적 페이지 테이블 (Persistent Page Table) 기법을 설계한다. 실제 페이지 테이블의 구조는 프로세서마다 다르다. 또한 비휘발성 메모리의 물리주소와 가상주소는 종종 저장장치가 시스템에 연결되기 전까지 알 수 없기 때문에 연결 시점까지는 실제로 동작하는 페이지 테이블을 만들 수 없다. 따라서 영속적 페이지 테이블은 주소와 시스템으로부터 독립적인 구조를 가져야 하며, 저장장치가 동작하는 시점에 영속적 페이지 테이블을 기반으로 시스템 종속적인 페이지 테이블이 생성되어야 한다. 또한 영속적 페이지 테이블 엔트리는 원자적으로 변경되어야 하며, 본 논문에서는 이러한 영속적 페이지 테이블의 설계에 대해 설명한다. 다음으로 파일시스템이 영속적 페이지 테이블이 제공하는 교환 연산을 활용하여 저널링 오버헤드를 감소시킬 수 있음을 보인다. 교환 연산을 활용하도록 Linux Ext4 파일시스템을 변경하였으며, Filebench 워크로드를 이용한 성능 측정 결과를 보면 영속적 페이지 테이블과 교환 연산은 파일시스템의 성능을 최대 60% 향상시킨다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제6권8호
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• pp.1169-1174
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• 2002

본 논문은 FM 부가방송을 수신하여 다양한 정보와 사용자 문구 및 이미지를 전광판에 표시하는 시스템을 구현하였다. 기존의 전광판 시스템이 단순 광고만 반복하거나 유용한 정보를 값비싼 휴대폰 망을 통해 수신하였지만 FM 부가방송을 수신하여 저렴하게 정보를 사용할 수 있다. 본 시스템을 구현하기 위해 메인 프로세서와 프로그램 메모리, 사용자 메시지와 DARC 관련 정보 및 사용자 메시지의 출력 순서를 결정하는 편성 내용을 저장할 외장형 메모리, DARC 정보를 수신하기 위한 DARC 모듈 그리고 출력 장치인 LED 모듈로 구성이 되어있다. 구현된 시스템은 실험에 의해 사용자 메시지와 DARC 관련 정보를 편성 내용에 근거하여 출력함을 확인하였으며 이를 통해 값싸게 정보를 수신하여 표시하는 전광판 시스템의 구현이 가능함을 보였다.