One-level Storage System

1. One-level Storage System T. Kilburn, D. B. G.Edwards, M. J. Lanigan, and F. H. Summer IRE Transactrions, EC-11(2):223-235 1962 CSLAB 김준우

2. 목차 • 개관 • 용어 정리 • Basic machine • Virtual memory • Virtual memory with TLB • Main core store control • Page replacement policy • Learning algorithm • Summary

3. 개관 • 최초로 virtual memory 개념 도입, 이후 Multics, VAX-11 등에서 구현 • 의의 • Address translation • Demand paging • Page-fault interrupt • Reference bits • Virtual memory 를 이용한 multiprogramming 지원

4. 용어 정리 • Memory • Ferrite core • 도넛 모양의 자석이 가로 세로 그물선의 교차점에 위치 • 전류의 방향으로 자석의 방향을 바꿔서 0, 1 표현 • 50 년대 말 ~ 70 년대 초 • Magnetic drum • 원통형 디스크 • 60 년대 • 4 us • Tape • 백업 테이프 장치 • 88 us ( 8 개 병렬 처리 → 11 us)

5. Basic Machine

6. Virtual Memory

7. Virtual Memory with TLB

8. Main Core Store Control

9. Flow Diagram of Main Core Store Control

10. Page replacement policy • Random page selection • 추가적인 page 전송 발생 • Ideal page selection • Human selection • 프로그램의 operation 을 모두 알아야 함 • 매 순간마다 사용 가능한 core store 용량을 알아야 함 • Monitor program • Learning algorithm • Fixed and subsidiary address

11. The Drum Transfer Learning Algorithm • Learning algorithm • 각 페이지에 used bit 을 설정해서 주기적으로 그 값을 subsidiary store 에 저장하고 t, T 업데이트 • 타이머 : instruction 실행 counter ( 한 주기는 1024 instructions ) • Page miss ( nonequivalence ) 마다 used bit 들 저장하고 t, T 업데이트 • T : 한 block 의 마지막 비 활동 기간drum 에서 core 로 block 을 가져올 때는 T = ʈ • t : 한 block 의 마지막 이용 시각drum 에서 core 로 block 을 가져올 때는 t = 0 • ʈ : core 에서 drum 으로 전송되는 block 의 t 값 • Replacement policy • 1. t > T + 1 보다 큰 임의의 페이지 • 2. t ≠ 0 이고 ( T – t ) 값이 최대인 페이지 • 3. T 값이 최대인 페이지

12. Summary • 최초로 virtual memory 제안 • Ferrite core, magnetic drum, tape driver • 512 word 단위의 32 개 page • 32 entry fully-associative TLB (PAR) 이용한 address translation • Demand paging • Page-fault interrupt 가 발생하면 page fault handler 가 처리 • Page replacement policy • LRU 보다 복잡한 방법 사용 • Reference bits 이용 • Virtual memory 를 이용한 multiprogramming 지원 • 시간 지연을 줄이기 위해 overlap 기법 이용 • 동시에 수행 가능한 독립적인 구역 • 동시에 2 개의 address 접근 가능