캐시 교체 기법 오버헤드 분석 및 구역 사상 교체 기법

유수원, 이동희

http://doi.org/10.5626/JOK.2024.51.10.849

장치 간에 성능 차이를 보완하기 위하여 캐시가 사용되며, 이를 위한 여러 캐시 교체 기법들이 연구되었다. 이러한 캐시 교체 기법들은 메모리 및 실행 오버헤드를 가지고 있지만, 기법들을 평가할 때 캐 시 히트율이 사용되고 교체 기법의 오버헤드는 주목받지 못했다. 최근 컴퓨터 시스템의 캐시 크기는 지속적 으로 증가하고 있으며, 이에 따라 오버헤드 역시 커지고 있다. 이러한 추세에 따라 본 논문은 교체 기법의 히트율과 함께 오버헤드에도 주목하여 캐시 교체 기법 평가에 새로운 관점을 제공하는 것을 목표로 한다. 본 논문에서는 먼저 LRU, CLOCK, 2Q, ARC, 그리고 RAND 교체 기법의 메모리 및 실행 오버헤드를 분 석한다. 그리고 메모리 및 실행 오버헤드가 작은 구역 사상(RM) 기법을 제시한다. 또한 핫/콜드 데이터를 다르게 취급하는 RM2 기법도 제시한다. 분석 및 실제 시스템에서 측정한 실험 결과에 따르면 RM과 RM2 기법은 오버헤드가 크게 작을 뿐 아니라 최신 기법들과 대등한 성능을 보인다. 또한 메모리 오버헤드가 작 은 기법은 주어진 캐시 크기에 더 많은 데이터를 캐싱하여 전체적인 데이터 접근 시간을 감소시킨다.