패킷 체류 시간을 사용한 패킷 맵핑 방법을 적용한 저전력 패킷 메모리 구조
A Low-Power Packet Memory with a Latency-Aware Packet Mapping Method
- 발행기관 서강대학교 일반대학원
- 지도교수 이혁준
- 발행년도 2015
- 학위수여년월 2015. 8
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 컴퓨터공학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/sogang/000000056121
- 본문언어 한국어
- 저작권 서강대학교 논문은 저작권보호를 받습니다.
초록/요약
패킷 메모리는 라우터에서 패킷을 저장하며, 보통 RTT*C 만큼의 크기를 갖게 되며 이는 보통 수 기가바이트에 해당한다. 여기서 RTT 는 TCP 플로우의 평균 왕복 시간(Average Round-Trip Time)을 의미하며, C 는 라우터의 출력 링크의 대역폭을 의미한다. 패킷 메모리는 보통 DRAM 으로 구현되어 있으며, 필요한 대역폭을 얻어내기 위하여 병렬적인 접근이 가능한 구조로 설계되어 있다. 이러한 패킷 메모리 확장성은 현재 소비 전력과 발열로 인하여 크게 제한되고 있다. 관련 연구에서는 N 은 Long-Lived TCP Flow 를 의미할 때 패킷 메모리의 크기가 RTT ? C / √N 까지 감소가 가능함을 보였다. 본 논문에서는 패킷 메모리의 구조를 On-chip 과 Off-chip 으로 분할하여 설계하는 방법에 대하여 논의하고, 레이턴시 기반의 저전력 패킷 맵핑 알고리즘을 만들어 레이턴시가 작을 것이라 예상되는 패킷들은 모두 On-chip 에 맵핑한다. 본 논문에서 수행한 실험에서는 실제 상황을 기반으로 하는 시나리오에서 이전 논문에 비하여 50%의 정도의 패킷 메모리를 가지고도 Off-chip 메모리 접근이 94.1% 감소하여 그 만큼의 소비 전력이 감소하는 것을 보일 수 있었다.
more초록/요약
A packet memory stores packets in internet routers and it requires typically RTT ×C for the buffer space, e.g. several GBytes, where RTT is an average round-trip time of a TCP flow and C is the bandwidth of the router’s output link. It is implemented with DRAM parts which are accessed in parallel to achieve required bandwidth. They consume significant power in a router whose scalability is heavily limited by power and heat problems. Previous work shows the packet memory size can be reduced to RTT ? C / √N, where N is the number of long-lived TCP flows. In this paper, we propose a novel packet memory architecture which splits the packet memory into on-chip and off-chip packet memories. We also propose a lowpower packet mapping method for this architecture by estimating the latency of packets and mapping packets with small latencies to the on-chip memory. The experimental results show that our proposed architecture and mapping method reduce the dynamic power consumption of the off-chip memory by as much as 94.1% with only 50% of the packet buffer size suggested by the previous work in realistic scenarios.
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