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- 저자 : Sunghoon Shim(심성훈) (검색결과 8 건)
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고성능 내장형 프로세서의 에너지 소비 감소를 위한 데이타 캐쉬 통합 설계 방법
심성훈(Sunghoon Shim),김철홍(Cheol Hong Kim),장성태(Seong Tae Jhang),전주식(Chu Shik Jhon) 한국정보과학회 2006 정보과학회논문지 : 시스템 및 이론 Vol.33 No.3·4
현재 내장형 프로세서에서 캐쉬 사이즈는 더 많은 트랜지스터 집적도와 낮은 공급 전력에 기인하여 점점 더 증가 되어지는 추세이다. 하지만 캐쉬 사이즈가 커질수록 더욱 더 많은 에너지 소비가 발생하게 되며, 결과적으로 프로세서 전체에서 소비하는 에너지 중에서 캐쉬에서 소비되는 에너지의 비중이 점점 더 증가 되고 있다. 이에 따라 캐쉬 에너지 소비를 줄이기 위한 많은 기법들이 제시되어져 왔다. 하지만 이러한 기존의 기법들은 캐쉬 에너지 소비의 2가지 방면, 즉, 정적 캐쉬 에너지 소비와 동적 캐쉬 에너지 소비 중에서 어느 한쪽에 초점을 맞추어 제시되어진 기법들이었다. 본 논문에서는 고성능 내장형 프로세서에서 캐쉬 에너지 소비의 2가지 방면인, 정적 캐쉬 에너지 소비와 동적 캐쉬 에너지 소비를 동시에 감소시키는 정적 에너지 소비 감소와 동적 에너지 소비 감소의 통합 기법을 제안한다. 이 통합 기법에는 이미 제안되어진 두 가지 기법, 동적 에너지 소비를 감소시키기 위한 웨이 예측 기법과 정적 에너지 소비를 감소시키기 위한 드라우지 캐쉬(drowsy cache) 기법을 적용한다. 또한 드라우지 캐쉬 기법을 사용하였을 때 생기는 추가적인 프로그램 실행 사이클들을 줄이기 위한 “프로그램 카운트를 이용하는 드라우지 상태의 데이타 캐쉬 라인 미리 깨움” 기법을 제안한다. 이러한 기법 적용을 레벨 1 데이타 캐쉬에 적용한다. 제안 되어진 통합 기법을 통해서 정적 데이타 캐쉬 에너지 소비와 동적 데이타 캐쉬 에너지 소비를 동시에 줄일 수 있게 되며, 같이 제안되어진 “드라우지 상태의 데이타 캐쉬 라인 미리 깨움”기법은 통합 기법때문에 발생하는 추가적인 프로그램 실행 사이클의 증가를 감소시킬 수 있다. The cache size tends to grow in the embedded processor as technology scales to smaller transistors and lower supply voltages. However, larger cache size demands more energy. Accordingly, the ratio of the cache energy consumption to the total processor energy is growing. Many cache energy schemes have been proposed for reducing the cache energy consumption. However, these previous schemes are concerned with one side for reducing the cache energy consumption, dynamic cache energy only, or static cache energy only. In this paper, we propose a hybrid scheme for reducing dynamic and static cache energy, simultaneously. for this hybrid scheme, we adopt two existing techniques to reduce static cache energy consumption, drowsy cache technique, and to reduce dynamic cache energy consumption, way-prediction technique. Additionally, we propose a early wake-up technique based on program counter to reduce penalty caused by applying drowsy cache technique. We focus on level 1 data cache. The hybrid scheme can reduce static and dynamic cache energy consumption simultaneously, furthermore our early wake-up scheme can reduce extra program execution cycles caused by applying the hybrid scheme.
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선택적 희생 캐쉬를 이용한 저전력 고성능 시스템 설계 방안
김철홍,심성훈,전주식,장성태,Kim Cheol Hong,Shim Sunghoon,Jhon Chu Shik,Jhang Seong Tae 한국정보과학회 2005 정보과학회논문지 : 시스템 및 이론 Vol.32 No.11
계층적 메모리 구조를 사용하는 시스템에서 상위 캐쉬의 적중률은 전체 시스템의 성능을 결정하는 중요한 요소 중 하나이다. 시스템 설계 시 전력 효율성이 중요한 고려사항이 되고 있는 최근에는 전력 소모량이 많은 하위 캐쉬로의 접근을 줄이기 위해 상위 캐쉬의 적중률을 높이는 방안이 더욱 부각되고 있다. 본 논문에서는 선택적 희생 캐쉬를 이용하여 상위 캐쉬의 적중률을 높임으로써 저전력 고성능 시스템을 설계하는 방안을 제안하고자 한다. 희생 캐쉬는 직접 사상 1차 캐쉬에서의 충돌 미스로 인한 메모리 시스템의 성능 저하를 줄이기 위해 추가되는 모듈이다 제안하는 구조는 희생 캐쉬로의 데이타 할당 정책을 변형하여 재참조 가능성이 높은 데이타를 보다 오랜 시간동안 상위 캐쉬 내에 유지시킴으로써 상위 캐쉬의 적중률을 높이고, 이를 통해 접근 시간이 길고 전력 소모량이 많은 하위 캐쉬로의 접근 횟수를 줄이고자 한다. 참조 기반 희생 캐쉬는 1차 캐쉬에서 교체되는 데이타 중에서 프로세서에 의해 많이 참조되었던 데이타만을 골라서 할당한다. 교체 기반 희생 캐쉬는 1차 캐쉬에서 교체되는 데이타 중에서 충돌 미스가 자주 발생하는 위치에 할당되었던 데이타만을 골라서 할당한다. Wattch를 사용한 실험 결과 제안하는 구조는 기존의 희생 캐쉬 시스템보다 좋은 성능을 보일뿐 아니라, 전력 효율성도 높음을 알 수 있다. We propose a system aimed at achieving high energy-delay efficiency by using adaptive victim caches. Particularly, we investigate methods to improve the hit rates in the first level of memory hierarchy, which reduces the number of accesses to mort power consuming memory structures such as L2 cache. Victim cache is a memory element for reducing conflict misses in a direct-mapped L1 cache. We present two techniques to fill the victim cache with the blocks that have higher probability to be re-reqeusted by processor. Hit-based victim cache ks tilled with the blocks which were referenced frequently by processor. Replacement-based victim cache is filled with the blocks which were evicted from the sets where block replacements had happened frequently According to our simulations, replacement-based victim cache scheme outperforms the conventional victim cache scheme about $2\%$ on average and refutes the power consumption by up to $8\%$.
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선택적 희생 캐쉬를 이용한 저전력 고성능 시스템 설계 방안
김철홍(Cheol Hong Kim),심성훈(Sunghoon Shim),전주식(Chu Shik Jhon),장성태(Seong Tae Jhang) 한국정보과학회 2005 정보과학회논문지 : 시스템 및 이론 Vol.32 No.11·12
계층적 메모리 구조를 사용하는 시스템에서 상위 캐쉬의 적중률은 전체 시스템의 성능을 결정하는 중요한 요소 중 하나이다. 시스템 설계 시 전력 효율성이 중요한 고려사항이 되고 있는 최근에는 전력 소모량이 많은 하위 캐쉬로의 접근을 줄이기 위해 상위 캐쉬의 적중률을 높이는 방안이 더욱 부각되고 있다. 본 논문에서는 선택적 희생 캐쉬를 이용하여 상위 캐쉬의 적중률을 높임으로써 저전력 고성능 시스템을 설계하는 방안을 제안하고자 한다. 희생 캐쉬는 직접 사상 1차 캐쉬에서의 충돌 미스로 인한 메모리시스템의 성능 저하를 줄이기 위해 추가되는 모듈이다. 제안하는 구조는 희생 캐쉬로의 데이타 할당 정책을 변형하여 재참조 가능성이 높은 데이타를 보다 오랜 시간동안 상위 캐쉬 내에 유지시킴으로써 상위 캐쉬의 적중률을 높이고, 이를 통해 접근 시간이 길고 전력 소모량이 많은 하위 캐쉬로의 접근 횟수를 줄이고자 한다. 참조 기반 희생 캐쉬는 1차 캐쉬에서 교체되는 데이타 중에서 프로세서에 의해 많이 참조되었던 데이타만을 골라서 할당한다. 교체 기반 희생 캐쉬는 1차 캐쉬에서 교체되는 데이타 중에서 충돌 미스가 자주 발생하는 위치에 할당되었던 데이타만을 골라서 할당한다. Wattch를 사용한 실험 결과 제안하는 구조는 기존의 희생 캐쉬 시스템보다 좋은 성능을 보일뿐 아니라, 전력 효율성도 높음을 알 수 있다. We propose a system aimed at achieving high energy-delay efficiency by using adaptive victim caches. Particularly, we investigate methods to improve the hit rates in the first level of memory hierarchy, which reduces the number of accesses to more power consuming memory structures such as L2 cache. Victim cache is a memory element for reducing conflict misses in a direct-mapped L1 cache. We present two techniques to fill the victim cache with the blocks that have higher probability to be re-reqeusted by processor. Hit-based victim cache is filled with the blocks which were referenced frequently by processor. Replacement-based victim cache is filled with the blocks which were evicted from the sets where block replacements had happened frequently. According to our simulations, replacement-based victim cache scheme outperforms the conventional victim cache scheme about 2 % on average and reduces the power consumption by up to 8 %.
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박준홍(Jun Hong Park),전충환(Choonghwan),조주형(Juhyeong Cho),심성훈(Sunghoon Shim),김한석(Hanseok Kim) 대한기계학회 2009 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2009 No.11
The present study has experimentally investigated the hydrogen effects in syn. gas fuel (CO, H2) and oxygen on the structure of swirl-stabilized flame in a lab-scale combustor (10 kW). Different swirlers have been investigated to identify the role of swirl strength to the incoming mixture. The flame stability was examined for the effect of hydrogen in syn gas fuel with different swirl strengths. This was carried out by comparing adiabatic flame temperatures at the lean flame limit of diluted CO2 gas flow rate. The combustion characteristics of the CO2 diluted syn. gas fuel flames have been examined at constant heat load but different swirl strengths with chemiluminescence diagnostics that provided information on structure of flame zone, respectively. The results show that the lean stability limit is not depend on swirl strength but extended by hydrogen additions. The chemiluminescence intensity is increased with increase of CO concentration because of CO2 chemiluminescence of flame. OH chemiluminescence intensity is diluted with increase of swirl strength by the internal recirculation flow.
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