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페이지 기반 분산 공유 메모리 시스템에서 거짓 공유감소를 위한 태그 분리 공유 메모리 할당 기법
이종우(JongWoo Lee),지대구(DaeKu Ji) 한국정보과학회 1997 한국정보과학회 학술발표논문집 Vol.24 No.2Ⅳ
거짓 공유는 공유 메모리 다중 처리기 시스템에서 여러 처리기들이 일관성 유지의 단위 메모리 영역을 공유함으로 인해 발생하는 현상으로써, 메모리 일관성 유지의 정확성에는 아무런 도움을 주지 못하면서 그 비용만 증가시키는 주요 요인이다. 특히 DSM(분산 공유 메모리) 시스템처럼 메모리 일관성 유지의 단위가 큰(일반적으로, 가상 페이지) 경우에는 그 피해가 더 커진다고 할 수 있다. 본 논문에서는 기존 동적 공유 메모리 할당 기법의 단점인 “태그와 데이터 객체가 연속된 공간이 놓이는 현상”을 개선한 “태그 분리 동적 공유 메모리 할당 기법”을 제시한다. 태그가 해당 데이터 객체와 연속된 공간에 놓이면 프로그래머의 의지와는 상관없이 데이터 객체의 크기가 증가되고, 데이터 객체 크기의 증가는 다중페이지 걸침 현상을 유발하게 되므로 결과적으로 거짓 공유 폴트 발생 횟수가 증가하게 된다. 본 논문에서는 동적 공유 메모리 할당자를 통해 공유 데이터 영역을 생성하는 병렬 응용들을 대상으로 제안된 태그 분리 공유 메모리 할당 기법과 기존 기법 각각이 유발하는 거짓 공유 폴트의 발생 빈도를 측정하였다. 실험에서는 실제 병렬 응용에 기반한 실행-기반 시뮬레이션 기법을 사용하였다. 그 결과 본 논문에서 제시한 기법을 통해 상당량의 거짓 공유 폴트를 줄일 수 있다는 것을 확인하였다.
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분산 공유 메모리 시스템에서 동적 공유 메모리 할당 기법이 거짓 공유에 미치는 영향
이종우(JongWoo Lee),김문희(MoonHee Kim),한장희(JangHee Han),지대구(DaeKu Ji),윤종완(JongWan Yoon),김장선(JangSeon Kim) 한국정보과학회 1997 정보과학회논문지 : 시스템 및 이론 Vol.24 No.12
거짓 공유는 공유 메모리 다중 처리기 시스템에서 여러 처리기들이 일관성 유지의 단위 메모리 영역을 공유함으로 인해 발생하는 현상으로써, 메모리 일관성 유지의 정확성에는 아무런 도움을 주지 못하면서 그 비용만 증가시키는 주요 요인이다. 특히 DSM(분산 공유 메모리) 시스템처럼 메모리 일관성 유지의 단위가 큰(일반적으로, 가상 페이지) 경우에는 그 피해가 더 커진다고 할 수 있다. 본 논문에서는 동적 공유 메모리 할당자를 통해 공유 데이타 영역을 생성하는 병렬 응용들을 대상으로 공유 메모리 할당 기법이 거짓 공유의 발생 빈도에 어떠한 영향을 미치는지 분석하고, 이를 토대로 분산 공유 메모리 시스템에서 거짓 공유 감소에 도움을 주기 위한 동적 공유 메모리 할당 기법을 제시한다. 본 논문에서는 거짓 공유에 영향을 미치는 동적 공유 메모리 할당 방식으로 “객체 크기 별 할당 방식”과 “태그 분리 할당 방식”, 그리고 “다중 페이지 걸침 최소화”를 제시하였으며, 이 기법들의 효용성을 검증하기 위해 실제 병렬 응용에 기반한 실행-기반 시뮬레이션 기법을 사용하였다. 이를 통해 우리는 이 세 가지 방식을 지원하는 할당 기법이 그렇지 않은 할당 기법에 비해 거짓 공유 현상을 적게 유발한다는 것을 확인하였다. False sharing is a result of co-location of unrelated data in the same unit of memory coherency, and is one source of unnecessary overhead being of no help to keep the memory coherency in multiprocessor systems. Moreover, the damage caused by false sharing becomes large in proportion to the granularity of memory coherency. In this paper we analyze the impact of dynamic shared memory allocation techniques on the degree of false sharing in parallel applications communicating with each process by dynamically allocated shared heap. And we propose several allocation techniques for reducing false sharing misses in page-based DSM systems. They include "avoiding multi-page spanning", "separate tag", and "sized or semi-sized" allocation techniques. We use execution-driven simulation of real parallel applications to evaluate the effectiveness of our allocation techniques. And we can find out that by using our dynamic shared memory allocation techniques a considerable amount of false sharing misses can be reduced and so the overhead of memory coherence protocol can also be alleviated.
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NT - SPLASH : Win32 API를 이용한 Windows - NT 용 병렬 벤치마크 프로그램
이종우(JongWoo Lee),윤종완(JongWan Yoon),김문희(MoonHee Kim),지대구(DaeKu Ji),한장희(JangHee Han),김장선(JangSeon Kim) 한국정보과학회 1998 한국정보과학회 학술발표논문집 Vol.25 No.1A
Windows-NT 운영체제(이하 NT)는 최근 들어 PC 뿐만 아니라 공유 메모리 다중처리기(이하 SMP) 서버들에 의해서도 많이 사용되는 등 그 범용성이 확대되고 있는 추세이다. 본 논문에서는 SMP 서버 운영체제로서의 NT를 위한 병렬 벤치마크 프로그램 이식에 관한 내용을 다루고자 한다. SPLASH는 미국 스탠포드 대학에서 SMP 유닉스 환경을 위해 개발된 병렬 벤치마크 프로그램으로서 성능 평가를 위해 여러 연구들에 의해 흔히 사용되는 도구이다. 본 논문에서는 SPLASH에서 사용하는 m4 매크로들을 각 기능 별로 해당 Win32 함수로 수정하였으며, 실제 수행을 통해 일부 매크로의 일부 오류를 디버깅하였다. 이식을 위해 수정한 기능들로는 다중 스레드 관리 및 스레드 간 동기화, 스레드 간 공유 메모리 관리, 기타 라이브러리 API등 이었다. 또한 이식된 프로그램들의 정상 동작 여부를 판단하기 위해 이식된 프로그램들을 1 CPU NT 서버와 2 CPU NT 서버에서 수행시켰으며 이를 통해 이들의 정상 동작을 확인하였다. 본 논문이 기여하는 바는 NT를 위한 병렬 벤치마크 테스트 프로그램을 지원함으로써 NT 기반의 시스템 관련 연구 활성화에 도움을 줄 수 있다는 점이라 하겠다.
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