영상 자료는 여러 분야에서 효과적인 매체로써 널리 활용되고 있고 컴퓨터를 이용한 영상처리 및 응용도 이에 맞추어 활발히 이뤄져 왔다. 그러나, 처리할 영상 자료의 크기가 매우 커짐에 따라 컴퓨터에서의 저장공간은 물론 이에 대한 긴 처리시간 문제가 활용의 걸림돌이 되고 있다. 본 연구에서는 영상 처리의 병렬화를 위해 MIMD 다중처리기(multiprocessor)를 이용할 경우를 가정하고 이에 적합한 다중처리기의 캐쉬 구조와 새로운 prefetching 기바법을 제안한다. 일반적으로 큰 캐쉬 블럭(block)을 통해 얻어지는 공간적 국부성(spatial locality)이 영상처리에서는 제대로 효과를 발휘하지 못한다. 이는 제한된 크기의 캐쉬를 큰 블럭으로 구성할 경우, 용량(capacity) 또는 충돌(conflict)에 의한 캐쉬 실패(misses)를 많이 일으키고, 큰 블럭으로 인해 메모리 접근 지연시간이 쓸데없이 길어지기 때문이다. 본 연구의 결과는 영상 처리를 위한 다중처리기의 캐쉬는 8 내지 16 바이트로 구성하고 대신에 2 또는 4 이상의 집합(set associative)캐쉬로 구성할 것을 제안한다. 그러나, 작은 크기의 블럭은 훨씬 많은 초기 실패(compulsory misses)를 일으킬 수 있다는 점과 영상 처리와 같이 일정한 형태로 메모리를 참조하는 경우에는 님스트럭션을 이용하여 앞으로 참조될 자료를 미리 정확하게 가져올 수 있다는 점에서 이를 고려한 새 prefetching 기법을 제안한다. 기존의 기법들이 갖는 큰 부담을 줄이고 프로세서와의 동시성(concurrency)을 극대화하기 위해 캐쉬 제어기에 여러 블럭의 prefetching을 한 번에 담당하게 하는 기능을 추가하고 이를 위한 새 인스트럭션을 제안했다. 이를 위해 4 개의 프로세서를 갖는 버스 다중처리기의 모의실험기를 작성하고 컨볼루션(convolution), 이치화, 2차원 푸리에 변환 등의 병렬 프로그램을 만들어 실험한 결과, 새 기법은 90-99% 만큼의 메모리 읽기 지연 시간(real stall time)을 줄였으며, 전체 실행시간에서는 10-21%의 속도향상을 가져왔다.
