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IPTV STB 저장장치에서 저전력과 입출력 성능 향상을 위한 멀티미디어 데이터 n-프레임 선반입 기법
양준식 ( Junsik Yang ),고영욱 ( Youngwook Go ),조원희 ( Won-hee Cho ),이근형 ( Geunhyung Lee ),송재석 ( Jae-seok Song ),김덕환 ( Deok-hwan Kim ) 한국정보처리학회 2009 한국정보처리학회 학술대회논문집 Vol.16 No.1
최근에 IPTV(Internet Protocol TV) 셋톱박스의 보조기억장치의 성능과 저전력을 위한 연구가 많이 수행 되고 있다. IPTV를 위한 셋톱박스의 구성품인 하드디스크는 멀티미디어 데이터를 저장 하고 저장된 데이터를 재생한다. 하지만 하드디스크는 기계적인 특성으로 인하여 전력 소모 문제 및 성능 저하 문제 등이 있다. 본 논문에서는 IPTV 환경에서 하드디스크와 플래시 메모리를 혼합한 하이브리드 저장 시스템을 구성 하여 멀티미디어 데이터의 n-프레임을 플래시 메모리로 선반입 하는 새로운 방법을 제안한다. 이 방법을 통해 하드디스크의 대기시간을 줄이고 전력 사용을 최적화 할 수 있다. 실험을 통해 제안한 방법이 기존 방법과 비교하여 20.69%의 평균응답시간을 개선하고 전력소모를 28.14%감소시킴을 확인 하였다.
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저전력과 입출력 성능이 향상된 n-블록 선반입 기반의 하이브리드 하드디스크 입출력 시스템 설계 및 구현
양준식(Junsik Yang),고영욱(Youngwook Go),이찬근(Chan-gun Lee),김덕환(Deok-Hwan Kim) 한국정보과학회 2009 정보과학회논문지 : 시스템 및 이론 Vol.36 No.6
최근에 하드 디스크의 낮은 입출력 처리 성능을 개선하는 연구가 활발하게 진행 중이다. 하드웨어 연구는 좋은 성과를 보이고 있지만 시스템의 입출력 성능향상을 지원해야 할 시스템 소프트웨어 기술 발전이 미진하여 하드웨어 성능을 최대로 발휘하지 못하고 있는 상황이다. 본 논문에서는 n-블록을 플래시 메모리로 선반입하는 새로운 방법을 제안한다. 제안한 방법은 세 단계로 구성된다: (1) 블록 단위 읽기 요청의 패턴을 분석하여 n-블록단위로 플래시 메모리에 선반입한다; (2) 입출력 요청 시에 그 블록의 위치를 판단하여 입출력 서비스를 제공한다; (3) 블록 교체 정책에 따라 n-블록을 교체한다. 이 방법을 통해 하드디스크의 대기시간을 줄이고 전력 사용을 최적화 할 수 있다. 실험을 통해 제안한 동적 n-블록 방법이 기존의 AMP(Adaptive multistream prefetching) 방법과 비교하여 9.05%의 평균응답시간을 개선하고 평균전력소모를 11.11% 감소시킴을 확인하였다. Recently, there are many active studies to enhance low I/O performance of hard disk device. The studies on the hardware make good progress whereas those of the system software to enhance I/O performance may not support the hardware performance due to its poor progress. In this paper, we propose a new method of prefetching n-blocks into the flash memory. The proposed method consists of three steps: (1)analyzing the pattern of read requests in block units; (2)determining the number of blocks prefetched to flash memory; (3)replacing blocks according to block replacement policy. The proposed method can reduce the latency time of hard disk and optimize the power consumption of the computer system. Experimental results show that the proposed dynamic n-block method provides better average response time than that of the existing AMP( Adaptive multistream prefetching) method by 9.05% and reduces the average power consumption than that of the existing AMP method by 11.11%.
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IPTV 셋톱박스 환경에서 스트리밍 데이터 재생을 위한 전력 소모 감소 기법
고영욱(Young-Wook Go),양준식(Junsik Yang),김덕환(Deok-Hwan Kim) 大韓電子工學會 2010 電子工學會論文誌-CI (Computer and Information) Vol.47 No.1
IPTV 셋톱박스에서 가장 많이 사용하는 저장장치인 하드디스크는 가격에 비해 저장용량이 크고 입출력 속도가 빠르지만 스핀들 모터의 기계적 동작으로 인해 전력 소모가 많다는 단점이 있다. 셋톱박스에서 스트리밍 데이터를 재생하기 위하여 하드디스크의 스핀들 모터는 최대 전력을 사용하는 활성모드를 계속 유지해야 한다. 본 논문에서는 스트리밍 데이터 재생 시 전력 소모를 감소시키는 오프셋-버퍼링(Offset-Buffering)과 다중모드 스핀-다운(Multi Mode Spin-Down) 기법을 제안한다. 오프셋-버퍼링은 사용자의 시청 패턴을 분석하고 분석된 결과를 통해 버퍼링을 하므로 스핀들 모터의 모드를 대기모드로 길게 유지할 수 있다. 또한 오프셋 버퍼의 크기에 따라 다양한 모드로 스핀-다운을 하여 전력 소모를 줄일 수 있다. 실험 결과 본 논문에서 제안한 오프셋-버퍼링과 다중모드 스핀-다운은 기존의 풀-버퍼링(Full-Buffering)보다 28.3% 전력 소모량을 감소시켰으며, 스핀-업 횟수를 12.5% 줄였다. The hard disk is one of the most frequently used storage in IPTV sep-top box. It has large storage capacity and provides fast I/O speed compared to its price whereas it causes high power consumption due to mechanical characteristics of spindle motor. In order to play streaming data in the set-top box, spindle motor of hard disk keeps active mode and it causes high power consumption. In this paper, We propose an offset-buffering and multi-mode spin-down method to reduce power consumption for streaming data playback. The offset-buffering inspects the user’s viewing pattern and performs buffering based on the analysis of viewing pattern. So, it can maintain the status of spindle motor as idle mode for long time. Besides, it can reduce power consumption by spinning down according to offset-buffer size. The experimental result shows that proposed offset-buffering and multi mode spin-down method is about 28.3% and 12.5% lower than the full-Buffering method in terms of the power consumption and spin-down frequency, respectively.
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