적응력있는 블록 교체 기법을 위한 효율적인 버퍼 할당 정책

최종무(Jongmoo Choi),조성제(Seongje Cho),노삼혁(Sam Hyuk Noh),민상렬(Sang Lyul Min),조유근(Yookun Cho) 한국정보과학회 2000 정보과학회논문지 : 시스템 및 이론 Vol.27 No.3

본 논문에서는 디스크 입출력 시스템의 성능을 향상시키기 위한 효율적인 버퍼 관리 기법을 제시한다. 본 기법은 사용자 수준의 정보 없이 블록의 속성과 미래 참조 거리간의 관계를 기반으로 각 응용의 블록 참조 패턴을 자동으로 발견하고, 발견된 참조 패턴에 적합한 최적 블록 교체 기법을 적용한다. 또한, 응용이 참조하는 블록이 버퍼 캐쉬에 없어 새로운 버퍼 블록이 요구될 때, 응용별로 블록 참조 패턴에 따라 버퍼 예상 적중률을 분석하여 이를 기반으로 전체 버퍼 캐쉬의 적중률이 극대화되도록 해 주는 버퍼 할당 기법을 제안한다. 이러한 모든 과정은 시스템 수준에서 자동으로 그리고 온라인으로 수행된다. 제시한 기법의 성능을 평가하기 위해 블록 참조 트레이스를 이용해 모의 실험을 수행하였다. 실험 결과 제시한 기법은 적은 오버헤드로 기존의 블록 교체 기법들보다 캐쉬 블록의 적중률을 크게 향상시켜 주었다. The paper proposes an efficient buffer management scheme to enhance performance of the disk I/O system. Without any user level information, the proposed scheme automatically detects the block reference patterns of applications by associating block attributes with forward distance of a block. Based on the detected patterns, the scheme applies an appropriate replacement policy to each application. We also present a new block allocation scheme to improve the performance of buffer cache when kernel needs to allocate a cache block due to a cache miss. The allocation scheme analyzes the cache hit ratio of each application based on block reference patterns and allocates a cache block to maximize cache hit ratios of system. These all procedures are performed on-line, as well as automatically at system level. We evaluate the scheme by trace-driven simulation. Experimental results show that our scheme leads to significant improvements in hit ratios of cache blocks compared to the traditional schemes and requires low overhead.

SK 하이닉스 메모리 시스템 연구소

최종무(Jongmoo Choi) 한국정보과학회 2018 정보과학회지 Vol.36 No.6

블록 참조 패턴의 특성 분석과 자동 발견

최종무(Jongmoo Choi),이동희(Donghee Lee),노삼혁(Sam Hyuk Noh),민상렬(Sang Lyul Min),조유근(Yookun Cho) 한국정보과학회 1999 정보과학회논문지 : 시스템 및 이론 Vol.26 No.9

최근 처리기와 입출력 시스템의 속도 차이가 점점 커짐에 따라 버퍼 캐쉬의 효율적인 관리가 더욱 중요해지고 있다. 버퍼 캐쉬는 블록 교체 정책과 선반입 정책에 의해 관리되며, 각 정책은 버퍼 캐쉬에서 블록의 가치 즉 어떤 블록이 더 가까운 미래에 참조될 것인가를 결정해야 한다. 블록의 가치는 응용들의 블록 참조 패턴의 특성에 기반하며, 블록 참조 패턴의 특성에 대한 정확한 분석은 올바른 결정을 가능하게 하여 버퍼 캐쉬의 효율을 높일 수 있다. 본 논문은 각 응용들의 블록 참조 패턴에 대한 특성을 분석하고 이를 자동으로 발견하는 기법을 제안한다. 제안된 기법은 블록의 속성과 미래 참조 거리간의 관계를 이용해 블록 참조 패턴을 발견한다. 이 기법은 2 단계 파이프라인 방법을 이용하여 온라인으로 참조패턴을 발견할 수 있으며, 참조 패턴의 변화가 발생하면 이를 인식할 수 있다. 본 논문에서는 8개의 실제용용 트레이스를 이용해 블록 참조 패턴의 발견을 실험하였으며, 제안된 기법이 각 응용의 블록 참조 패턴을 정확히 발견함을 확인하였다. 그리고 발견된 참조 패턴 정보를 블록 교체 정책에 적용해 보았으며, 실험 결과 기존의 대표적인 블록 교체 정책인 LRU에 비해 최대 57%까지 디스크 입출력 횟수를 줄일 수 있었다. As the speed gap between processors and disks continues to increase, the role of the buffer cache located in main memory is becoming increasingly important The buffer cache is managed by block replacement policies and prefetching policies and each policy should decide the value of block, that is which block will be accessed in the near future. The value of block is based on the characteristics of block reference patterns of applications, hence accurate characterization of block reference patterns may improve the performance of the buffer cache. In this paper, we study the characteristics of block reference behavior of applications and propose a scheme that automatically detects the block reference patterns. The detection is made by associating block attributes of a block with the forward distance of the block. With the periodic detection using a two-stage pipeline technique, the scheme can make on -line detection of block reference patterns and monitor the changes of block reference patterns. We measured the detection capability of the proposed scheme using 8 real workload traces and found that the scheme accurately detects the block reference patterns of applications. Also, we apply the detected block reference patterns into the block replacement policy and show that replacement policies appropriate for the detected block reference patterns decreases the number of DISK I/Os by up to 57%, compared with the traditional LRU policy.

멀티코어 대용량 메모리 시스템을 위한 iBuddy 메모리 관리자

최종무(Jongmoo Choi),박희권(Heekwon Park) 한국정보과학회 2011 정보과학회 컴퓨팅의 실제 논문지 Vol.17 No.11

전통적으로 운영체제는 물리 메모리 관리를 위해 지연 버디 시스템(lazy buddy system)을 사용한다. 하지만 본 연구진은 지연 버디 시스템이 대용량 메모리를 탑재한 멀티코어 시스템에서는 예측 가능한 응답 시간과 성능을 제공하지 못함을 관찰하였다. 이를 해결하기 위해 본 논문에서는 역 버디 시스템(inverse buddy system)이라는 새로운 메모리 관리자를 제안한다. 제안된 메모리 관리자는 다음 두 가 지 특징을 제공한다. 첫째 각 페이지 프레임을 독립적으로 관리하며 하향식 검색을 통해 단일 페이지 프레임 할당을 O(1) 시간에 처리한다. 둘째 메모리 공간을 여러 개의 버디 공간들로 관리하며 이를 통해 멀티코어에서 야기되는 락 충돌(lock contention)을 줄였다. 제안된 기법은 32GB 메모리와 16개의 코어로 구성된 시스템에서 구현하였으며 성능 평가 결과 제안한 기법이 기존 기법에 비해 응용의 성능이 최대 42% 평균 19% 향상되었음을 확인하였다. Traditionally a variety of operating systems make use of the lazy buddy system for managing physical memory. However we have observed that the lazy buddy system does not go well with the multicore systems equipped with large memory in terms of predictability and performance To overcome these problems we propose a novel memory manager called inverse buddy system that supports the following two features. First it manipulates each page frame individually and conducts a downward search allowing a page frame allocation to be done in O(1). The second feature is that it divides physical memory into several buddy spaces alleviating the lock contentions caused by multiple cores. Performance evaluation results based on an experimental system with 16 cores and 32GB memory have shown that the inverse buddy system can improve the performance of applications by up to 42% with an average of 19% compared with the lazy buddy system.

SCM 기반 인스턴트 부팅 성능 분석

최종무(Jongmoo Choi) 한국정보과학회 2011 정보과학회 컴퓨팅의 실제 논문지 Vol.17 No.6

본 논문에서는 SCM(Storage Class Memory)의 바이트 단위 임의 접근 특징과 비휘발성 특징을 활용한 인스턴트 부팅이라는 새로운 기법을 제안한다. 이 기법은 시스템 전원 차단과 전원 인가 이후 CPU 문맥, 메모리 문맥, 장치 문맥 등으로 구성된 시스템 문맥을 효율적으로 복구할 수 있어 시스템 초기화를 빠르게 수행할 수 있다. 또한 갑작스러운 전원 결함 경우에도 시스템의 일관성을 유지할 수 있다. 실제 구현 실험 결과 제안된 인스턴트 부팅이 기존의 전통적인 부팅 기법에 비해 시스템 초기화 시간을 26초에서 0.34초로 단축시킬 수 있음을 보였다. In this paper, we propose a novel instant booting scheme that makes use of both the byte-unit random access and non-volatile characteristics of SCM(Storage Class Memory). The proposed scheme can initialize a system instantly by restoring system contexts including CPU, memory and device context lightweightly after a system turns off and on. In addition, it can maintain the system integrity even under a sudden power failure. Real implementation based performance evaluations have shown that the instant booting reduces the system initialization time up to 0.34 second while the time takes around 26 seconds in the conventional booting.

XML 웹서비스의 효율적인 개발을 위한 프레임워크

최병하(ByungHa Choi),최종무(Jongmoo Choi) 한국정보과학회 2011 한국정보과학회 학술발표논문집 Vol.38 No.1B

분산 시스템의 다양한 언어와 이기종의 플랫폼을 하나의 서비스로 묶어 비즈니스의 요구를 적절 충족시키기 위하여 XML 웹서비스가 제안되었다. 그러나 비즈니스의 요구는 만족시킬 수 있지만 개발자의 입장에서는 SOAP(Simple Object Access Protocol), XML 웹서비스 기술, XML 등 알아야 할 기술들은 점차 증가하고 개발자의 업무는 점점 증가하고 있다. 이런 현실에서 개발자는 다양한 기술을 익히지 않아도 XML 웹서비스를 구축할 수 있고 한번 개발된 소스코드는 EJB같은 다른 분산시스템에도 적용시킬 수 있는 프레임워크를 제안한다. 이는 개발자에게 개발 코드 수를 줄이고 다른 시스템으로의 전환에 최소의 비용으로 할 수 있으므로 경제적, 또는 개발 자원을 최소화할 수 있는 프레임워크이다.

플래시 메모리에서 마모 평준화를 위한 무작위 블록 선택의 효율성

최길모(Kilmo Choi),김세욱(Sewoog Kim),최종무(Jongmoo Choi) 한국정보과학회 2014 한국정보과학회 학술발표논문집 Vol.2014 No.6

가상화 환경에서 공유메모리를 이용한 병렬데이터베이스 구조

최원석(Wonseok Choi),김태원(Taewon Kim),최종무(Jongmoo Choi),김준모(Joonmo Kim) 한국정보과학회 2011 한국정보과학회 학술발표논문집 Vol.38 No.2C

병렬데이터베이스 시스템의 구조를 분류하는 분류법에는 여러 방법들이 있다. 그러나 L. B. Sokolinsky에 따르면 기존 병렬데이터베이스 시스템의 구조를 분류하는 방법은 너무 일반적이거나 복잡하여 적절하지 않았다. 기존 분류법 중 Stonebraker 분류법 또한 병렬데이터베이스의 분류를 위해 개발되었으나 현재의 시스템을 분류하기에는 충분치 않았다. 그래서 L. B. Sokolinsky는 기존 Stonebraker 분류법의 단점을 보완하여 Stonebraker 분류법을 확장시켰다. 본 논문에서는 확장된 Stonebraker 분류법을 토대로 가상화 환경을 고려하여 공유메모리를 이용한 새로운 병렬데이터베이스 구조를 제안한다. 차후 이를 토대로 제안한 병렬데이터베이스 구조를 설계·구현하여 기존 구조와 성능 비교 및 평가를 진행할 것이다.

메모리 추상화 문맥에 의한 바이너리 코드기반 표절 탐지

최용석(YongSuk Choi),박영성(Yeongseong Park),최종무(Jongmoo Choi) 한국정보과학회 2012 한국정보과학회 학술발표논문집 Vol.39 No.2A

NVMe SSD 환경에서의 원자적 쓰기 연산 시뮬레이터

최용재(Yongjae Choi),김승부(Seungbu Kim),최종무(Jongmoo Choi) 한국정보과학회 2018 한국정보과학회 학술발표논문집 Vol.2018 No.6