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Memory Access Behavior of Embedded Java Virtual Machine in Energy Viewpoint

에너지 관점에서 임베디드 자바가상기계의 메모리 접근 형태

  • Published : 2005.06.01

Abstract

Several researchers have pointed out that the energy consumption in memory takes a dominant fraction on the energy budget of a whole embedded system. This applies to the embedded Java virtual machine tn, and to develop a more energy-efficient JVM it is absolutely necessary to optimize the energy usage in Jana memory. In this paper we have analyzed the logical memory access pattern in JVM as it executes numerous number of bytecode instructions while running a Java program. The access pattern gives us an insight how to design and select a suitable memory technology for Java memory. We present the memory access pattern for the three logical data spaces of JVM: heap, operand stack, and local variable array. The result saws that operand stack is accessed most frequently and uniformly, whereas heap used least frequently and non-uniformly among the three. Both heap and local variable array are accessed mostly in read-only fashion, but no remarkable difference is found between read and write operations for operand stack usage.

임베디드 시스템에서 일반적으로 메모리가 가장 많은 에너지를 소비하는 것으로 알려지고 있다. 임베디드 자바가상기계의 경우도 마찬가지이며, 따라서 보다 에너지 효율이 높은 자바가상기계의 개발을 위해서는 자바 메모리의 에너지 사용을 최적화 하는 것이 무엇보다 중요하다. 본 논문에서는 자바 프로그램 실행 시 수많은 바이트코드들이 어떻게 논리적 메모리를 접근하는지 분석하였다. 이런 접근 형태 분석은 자바 메모리의 설계 및 구현 기술을 선택하는데 큰 통찰력을 제공해 준다 힙, 오퍼랜드 스택, 지역변수배열 등 세 가지 논리적 데이터 공간에 대해 각각 메모리 접근을 분석하였으며, 분석 결과 오퍼랜드 스택이 가장 빈번하게, 또한 균일하게 사용되었으며 힙이 가장 드물게, 그리고 불균일하게 사용되었음을 알 수 있었다. 힙과 지역변수배열은 읽기 위주로 사용되었으며, 오퍼랜드 스택은 읽기와 쓰기 비율이 크게 다르지 않았다.

Keywords

References

  1. D. Kochnev and A. Terekhov, 'Surviving Java for Mobiles', IEEE Pervasive Computing, April-June 2003, pp.90-95 https://doi.org/10.1109/MPRV.2003.1203758
  2. G. Lawton, 'Moving Java into Mobile Phones', IEEE Computer, Vol.35, No.6, June, 2002, pp.17-20 https://doi.org/10.1109/MC.2002.1009158
  3. Yun Cao, Hiroyuki Tomiyama, Takanori Okuma, and Hiroto Yasuura, 'Data Memory Design Considering Effective Bitwidth for Low-Energy Embedded Systems', Proceeding of the 15th international symposium on System Synthesis (ISSS '02), 2002, pp.201-206 https://doi.org/10.1145/581199.581245
  4. V. Delaluz, M. Kandemir, N. Vijaykrishnan, A. Sivasubramaniam, and M. J. Irwin, 'Memory Energy Management Using Software and Hardware Directed Power Mode Control', TR: CSE-00-004, Dept of Computer Sci and Engineering, Pennsylvania State University, 2000
  5. J. Fryman, et al., 'Energy-Efficient Network Memory for Ubiquitous Devices', IEEE Micro, Sept-Oct 2003, pp.60-70 https://doi.org/10.1109/MM.2003.1240213
  6. N. Vijaykrishnan, et al., 'Energy-Driven Integrated Hardware-Software Optimizations Using SimplePower', Proc. Int'l Symp on Computer Architecture, June, 2000 https://doi.org/10.1145/339647.339659
  7. T. Lindholm and F. Yellin, The Java Virtual Machine Specification, Addison Wesley, 1997
  8. 양희재, 자바가상기계, 한국학술정보, 2001, ISBN 89-5520342-4
  9. G. Chen, M. Kandemir, N. Vijaykrishnan and W. Wolf, 'Energy Savings Through Compression in Embedded Java Environment', Proc. Tenth International Symposium on Hardware/Software Codesign (CODES'02), 2002 https://doi.org/10.1109/CODES.2002.1003619
  10. D. Antonioli and M. Pilz, 'Analysis of the Java Class File Format', Dept of Computer Sci., Univ of Zurich, TR 98.4, 1998
  11. J. Waldron, 'Dynamic Bytecode Usage by Object Oriented Java Programs', TOOLS '99, France, June, 1999 https://doi.org/10.1109/TOOLS.1999.779084
  12. 양희재, 'simpleRTJ 임베디드 자바가상기계의 ROMizer 분석연구', 정보처리학회논문지 A, 제10-A권 5호, 2003. 10
  13. SPECjvm98 Benchmarks, http://www.spec.org/osg/jvm98