• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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• 2011.04a
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• pp.183-186
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• 2011

본 논문에서는 모바일 초음파(mobile ultrasound) 영상신호의 빔포밍 알고리즘에서 요구되는 고성능 및 저전력을 만족시키는 매니코어 프로세서에 대한 디자인 공간 탐색 방법을 소개한다. 매니코어 프로세서의 디자인 공간 탐색을 위해 매니코어의 각 프로세싱 엘리먼트(Processing Element, PE)당 초음파 영상신호 데이터의 수를 변화시키는 실험을 통해 실행시간, 에너지 효율 및 시스템 면적 효율을 측정하고, 측정된 결과를 바탕으로 최적의 매니코어 프로세서 구조를 선택하였다.

• Journal of the Korea Society of Computer and Information
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• v.16 no.8
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• pp.119-128
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• 2011

This paper introduces design space exploration of many-core processors that meet high performance and low power required by the beamforming algorithm of image signals of mobile ultrasound. For the design space exploration of the many-core processor, we mapped different number of ultrasound image data to each processing element of many-core, and then determined an optimal many-core processor architecture in terms of execution time, energy efficiency and area efficiency. Experimental results indicate that PE=4096 and 1024 provide the highest energy efficiency and area efficiency, respectively. In addition, PE=4096 achieves 46x and 10x better than TI DSP C6416, which is widely used for ultrasound image devices, in terms of energy efficiency and area efficiency, respectively.

• Journal of the Korea Society of Computer and Information
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• v.18 no.10
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• pp.1-12
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• 2013

This paper explores design space of many-core processors for a fire feature extraction algorithm. This paper evaluates the impact of varying the number of cores and memory sizes for the many-core processor and identifies an optimal many-core processor in terms of performance, energy efficiency, and area efficiency. In this study, we utilized 90 samples with dimensions of $256{\times}256$ (60 samples containing fire and 30 samples containing non-fire) for experiments. Experimental results using six different many-core architectures (PEs=16, 64, 256, 1,024, 4,096, and 16,384) and the feature extraction algorithm of fire indicate that the highest area efficiency and energy efficiency are achieved at PEs=1,024 and 4,096, respectively, for all fire/non-fire containing movies. In addition, all the six many-core processors satisfy the real-time requirement of 30 frames-per-second (30 fps) for the algorithm.

• Journal of the Korea Society of Computer and Information
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• v.18 no.9
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• pp.1-10
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• 2013

In this paper, we implement the SIFT(Scale-Invariant Feature Transform) algorithm for feature point extraction using a many-core processor, and analyze the performance, area efficiency, and system area efficiency of the many-core processor. In addition, we demonstrate the potential of the proposed many-core processor by comparing the performance of the many-core processor with that of high-performance CPU and GPU(Graphics Processing Unit). Experimental results indicate that the accuracy result of the SIFT algorithm using the many-core processor was same as that of OpenCV. In addition, the many-core processor outperforms CPU and GPU in terms of execution time. Moreover, this paper proposed an optimal model of the SIFT algorithm on the many-core processor by analyzing energy efficiency and area efficiency for different octave sizes.

• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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• 2012.04a
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• pp.220-223
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• 2012

매니코어 시스템에서는 프로그램의 확장성에 대한 정보가 코어와 같은 병렬 자원의 할당 문제 해결에 핵심적인 역할을 한다. 본 논문에서는 Cilk 런타임 시스템에서 구동되는 응용 프로그램들에 대한 확장성 모델을 제안하여 매니코어 시스템에서의 효율적인 자원 관리에 활용하고자 한다. 특히, 네트워크- 온-칩 구조 및 디렉터리 기반 캐시 일관성 프로토콜을 감안한 지연 시간 모델링을 통해 보다 정확한 성능 변화의 경향을 예측하고자 하였다. 최대 36 개까지의 코어 할당에 대한 지연 시간 예측 실험에서, 제안된 모델은 13%의 평균 오차를 보였다.

• Electronics and Telecommunications Trends
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• v.32 no.4
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• pp.48-56
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• 2017

대규모 고성능 컴퓨팅 시스템에서 경량커널은 전통적으로 계산 노드에 탑재되어 특정 연산만을 수행한다. 특히 경량커널은 병렬 프로그램을 실행함에 있어 성능을 최대한 끌어올리기 위하여 자원 간의 간섭을 최소화할 수 있도록 개발되어 사용되고 있다. 최근에는 수천 개의 코어가 장착된 고성능 컴퓨팅 환경은 병렬프로그램뿐만 아니라 일반 응용 및 대규모 분산 응용에서도 필요하다. 고성능 컴퓨팅 환경에서는 매니코어와 메모리 자원이 늘어남에 따라 성능 확장성을 요구하는 현실적인 운영체제의 구조로서 경량커널과 리눅스를 같이 실행하는 멀티커널 구조를 선호하고 있다. 본고에서는 이러한 선행연구를 소개하고 매니코어 시스템에서 활용되는 최근 경량커널의 동향에 대해 살펴본다.

• Electronics and Telecommunications Trends
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• v.30 no.4
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• pp.36-45
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• 2015

매니코어는 단순한 기능을 가진 수백~수천 개 코어를 하나의 CPU에 집적하여 성능을 구현하는 것으로 근본적으로 이를 활용할 병렬프로그래밍이 필요하다. 단순히 속도를 높이는 방향으로 발전하던 하드웨어는 병렬성을 증대하는 방향으로 발전하고 있고 이에 따라 프로그래밍 패러다임 역시 변하고 있다. 병렬화를 위한 여러 기술이 하드웨어에 구현되고 프로그래머가 이를 보다 적극적으로 활용할 수 있게 하는 유용한 병렬프로그래밍 모델이 필요하다. 또한, 컴퓨팅 환경은 자원의 활용도를 중시하는 시스템 중심에서 응용 및 서비스 중심으로 변화하고 있으므로, 그 도메인에 적합하게 프로그래밍할 수 있는 환경이 요구된다. 매니코어에서 병렬시스템 구조를 활용하는 방법을 결정하는 병렬프로그래밍 모델은 그 목적에 유연하게 제공되고 또한 컴퓨팅 환경 변화에 따라 새로운 개념의 모델을 정립하는 데 있어 유용해야 한다.

• Journal of KIISE
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• v.44 no.9
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• pp.878-886
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• 2017

This paper discusses performance bottlenecks that may occur when executing high-performance computing MPI applications in the Intel's next generation many-core processor called Knights Landing(KNL), as well as effective resource allocation techniques to solve this problem. KNL is composed of a host processor to enable self-booting in addition to an existing accelerator consisting of a many-core processor, and it was released with a new type of on-package memory with improved bandwidth on top of existing DDR4 based memory. We empirically verified an improvement of the execution performance of multiple MPI applications and the overall system utilization ratio by studying a resource allocation method optimized for such new many-core processor architectures.

• Journal of the Korea Society of Computer and Information
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• v.16 no.1
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• pp.1-9
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• 2011

Recently, as mobile multimedia devices are used more and more, the needs for high-performance and low-energy multimedia processors are increasing. Application-specific integrated circuits (ASIC) can meet the needed high performance for mobile multimedia, but they provide limited, if any, generality needed for various application requirements. DSP based systems can used for various types of applications due to their generality, but they require higher cost and energy consumption as well as less performance than ASICs. To solve this problem, this paper proposes a single instruction multiple data (SIMD) based many-core processor which supports high-performance and low-power image data processing while keeping generality. The proposed SIMD based many-core processor composed of 16 processing elements (PEs) exploits large data parallelism inherent in image data processing. Experimental results indicate that the proposed SIMD-based many-core processor higher performance (22 times better), energy efficiency (7 times better), and area efficiency (3 times better) than conversional commercial high-performance processors.

• Journal of KIISE
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• v.44 no.8
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• pp.791-802
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• 2017

Competition in the modern CPU market has shifted from speeding up the clock speed of a single core to increasing the number of cores. As such, there is a growing interest in parallel programming to maximize the use of resources of many core processors. In this paper, we propose parallel programming models in Haskell to find an advisable parallel programming model for many-core environments. Specifically, we used Eval monad and Cloud Haskell to develop two versions of parallel programs: plagiarism detection and K-means. Then, we evaluated the performance of the developed programs in 32-core and 120-core environments. The results of our experiment show that the Eval monad is highly efficient in an environment with a small number of cores. On the other hand, the Cloud Haskell runtime shows 37% improvement over Eval monad and the scalability shows a 134% improvement over Eval monad as the number of cores increases.