• 전자통신동향분석
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• 제32권4호
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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.

• 한국농업기계학회:학술대회논문집
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• 한국농업기계학회 2017년도 춘계공동학술대회
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• pp.171-171
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• 2017

전산유체역학(CFD: Computational Fluid Dynamics)를 이용한 스마트팜 환경 내부의 정밀 제어 연구가 진행 중이다. 시계열 데이터의 난해한 동적 해석을 극복하기위해, 비선형 모델링 기법의 일종인 인공신경망을 이용하는 방안을 고려하였다. 선행 연구를 통하여 환경 데이터의 비선형 모델링을 위한 Tensorflow활용 방법이 하드웨어 가속 기능을 바탕으로 월등한 성능을 보임을 확인하였다. 그럼에도 오프라인 일괄(Offline batch)처리 방식의 한계가 있는 인공신경망 모델링 기법과 현장 보급이 불가능한 고성능 하드웨어 연산 장치에 대한 대안 마련이 필요하다고 판단되었다. CFD 해석을 위한 Solver로 SU2(http://su2.stanford.edu)를 이용하였다. 운영 체제 및 컴파일러는 1) Mac OS X Sierra 10.12.2 Apple LLVM version 8.0.0 (clang-800.0.38), 2) Windows 10 x64: Intel C++ Compiler version 16.0, update 2, 3) Linux (Ubuntu 16.04 x64): g++ 5.4.0, 4) Clustered Linux (Ubuntu 16.04 x32): MPICC 3.3.a2를 선정하였다. 4번째 개발환경인 병렬 시스템의 경우 하드웨어 가속는 OpenCL(https://www.khronos.org/opencl/) 엔진을 이용하고 저전력 ARM 프로세서의 일종인 옥타코어 Samsung Exynos5422 칩을 장착한 ODROID-XU4(Hardkernel, AnYang, Korea) SBC(Single Board Computer)를 32식 병렬 구성하였다. 분산 컴퓨팅을 위한 환경은 Gbit 로컬 네트워크 기반 NFS(Network File System)과 MPICH(http://www.mpich.org/)로 구성하였다. 공간 분해능을 계측 주기보다 작게 분할할 경우 발생하는 미지의 바운더리 정보를 정의하기 위하여 3차원 Kriging Spatial Interpolation Method를 실험적으로 적용하였다. 한편 병렬 시스템 구성이 불가능한 1,2,3번 환경의 경우 내부적으로 이미 존재하는 멀티코어를 활용하고자 OpenMP(http://www.openmp.org/) 라이브러리를 활용하였다. 64비트 병렬 8코어로 동작하는 1,2,3번 운영환경의 경우 32비트 병렬 128코어로 동작하는 환경에 비하여 근소하게 2배 내외로 연산 속도가 빨랐다. 실시간 CFD 수행을 위한 분산 컴퓨팅 기술이 프로세서의 속도 및 운영체제의 정보 분배 능력에 따라 결정된다고 판단할 수 있었다. 이를 검증하기 위하여 4번 개발환경에서 운영체제를 64비트로 개선하여 5번째 환경을 구성하여 검증하였다. 상반되는 결과로 64비트 72코어로 동작하는 분산 컴퓨팅 환경에서 단일 프로세서 기반 멀티 코어(1,2,3번) 환경보다 보다 2.5배 내외 연산속도 향상이 있었다. ARM 프로세서용 64비트 운영체제의 완성도가 낮은 시점에서 추후 성공적인 실시간 CFD 모델링을 위한 지속적인 검토가 필요하다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제15권4호
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• pp.99-104
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• 2015

인터넷 프로토콜(IP)을 기반으로 음성, 오디오, 비디오 및 데이터 등의 다양한 멀티미디어 통신을 제공 할 수 있는 서비스 플랫폼이 IMS(IP Multi-Media Subsystem)이다. 기업에서는 기존 통신환경을 최대한 유지하면서 최소의 비용으로 다양한 멀티미디어 서비스를 제공하기 위해 꼭 필요한 IMS 융합 서비스만 도입하는 것이 효과적이다. 그러므로 본 논문에서는 직원이 1,000명 이하의 기업이 IMS 솔루션을 효과적으로 구축하기 위한 방안으로 IMS 코어 메인 시스템을 개발 하였다. 본 시스템은 IMS 서비스와 연동하여 IMS단말과 CSCF(Call Session Control Function) 중간에 위치하고, IMS단말에 대응해서는 CSCF 역할을, CSCF에 대응해서는 IMS 단말의 기능을 제공하게 된다. 또한 유선전화, SIP폰 등 기존에 기업에서 사용하던 단말기들은 게이트웨이를 이용하여 연동하게 된다.

• 한국전자거래학회지
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• 제23권1호
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• pp.37-45
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• 2018

현재 프로그램이 운용되는 시스템은 기존의 싱글코어 및 멀티코어 환경을 넘어서 매니코어, 부가 프로세스 및 이기종 환경까지 그 영역이 확장되고 있는 중이다. 하지만, 기존 연구의 경우 NVIDIA 벤더에서 나온 아키텍쳐 및 CUDA로의 병렬화가 주로 이루어졌고 AMD에서 나온 범용 GPU 아키텍쳐인 GCN 아키텍쳐에 대한 성능향상에 관한 연구는 제한적으로 이루어졌다. 이런 점을 고려해 본 논문에서는 GCN 아키텍쳐의 GPGPU 환경인 OpenCL 내에서의 성능향상 기법에 대해 연구하고 실질적인 성능향상을 보였다. 구체적으로, 행렬 곱셈과 컨볼루션을 적용한 GPGPU 프로그램을 본 논문에서 제시한 성능향상 기법을 통해 최대 30% 이상의 실행시간을 감소시켰으며, 커널 이용률 또한 40% 이상 높였다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2010년도 추계학술발표대회
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• pp.1529-1532
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• 2010

본 논문은 동종의 멀티코어에서 (m,k)-firm Deadline 을 가지는 태스크를 위한 실시간 시스템의 스케줄링 기법을 제안한다. 본 논문에서 제안된 알고리즘의 목적은 (m, k)-firm Deadline 을 만족시키는 확률을 증가시켜 최대의 Quality of Service 를 제공하는 것이다. 본 논문에서는 제안된 알고리즘이 QoS 를 보장함을 분석적으로 보이고 실험을 통해 알고리즘의 효율성을 검증한다.

• 전자공학회논문지CI
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• 제48권3호
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• pp.82-90
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• 2011

마이크로프로세서의 발전과 함께 멀티코어 시스템은 점차 보편화 되어가고 있다. 이러한 하드웨어 성능향상 패러다임의 변화로 인해 소프트웨어의 성능향상을 위해서는 기존의 싱글 스레드 어플리케이션들을 멀티 스레드 어플리케이션들로 교체하는 과정이 필수적이다. 멀티 스레드 어플리케이션 개발의 복잡성 때문에, 성능모니터링 도구는 어플리케이션의 성능 최적화를 지원하기에 유용한 도구로 사용된다. 기존의 성능모니터링 도구는 사용의 편의성이나 실시간성의 지원보다는 성능 측정 자체에 초점이 맞춰져 있다. 실시간 성능 모니터는 멀티 스레드 어플리케이션이 수행하는 동안 나타나는 문제점을 파악하는 것 뿐 아니라 실시간으로 어플리케이션의 동작 상태를 개발자가 확인 할 수 있기 때문에 단순한 성능 지표들만으로 문제점의 원인을 찾아내야하는 비 실시간 성능 모니터에 비해 효과적인 도구로 사용될 수 있다. 본 논문에서는 멀티코어 시스템을 위한 실시간 성능모니터링 도구인 RMPM(Real-time Multi-core Performance Monitor)를 제안하고 성능 측정 주기로 인한 오버헤드와 정확성 사이의 관계를 비교하여 최적의 측정 주기를 결정하였다. 제안한 성능모니터는 전체시스템의 CPU 사용량, 메모리 사용량, 네트워크 사용량 뿐아니라 시스템의 코어별, 어플리케이션의 스레드별 부하 분산상태를 나타낼 수 있다.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제28권4호
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• pp.196-203
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• 2001

본 논문에서는 빠른 시간 내에 설계자의 요구사양을 만족하는 메모리를 자동으로 합성해주는 새로운 멀티포트 메모리 컴파일러를 제안하였다. 제안한 컴파일러의 장점은 하나의 메모리 코어 셀을 규칙적으로 배치, 확장하여 메모리를 합성하고, 동시에 합성된 메모리내의 임계경로만을 추출하여 빠르게 검증할 수 있다는 것이다. 또한, 레이아웃 상에서의 전원선 공유 등의 기법으로 메모리의 성능을 향상시킬 수 있도록 하였다. 본 컴파일러를 사용하여 0.25$\mu\textrm{m}$ CMOS 1-poly, 2-metal 공정에서 최대 8개의 쓰기 포트, 16개의 읽기 포트, 64워드, 256비트 사이의 여러 가지 멀티포트 메모리를 자동 합성하였다. 합성 결과 메모리의 성능 및 면적 면에서 만족할 만한 결과를 얻었으며, 레이아웃 전체에서의 시뮬레이션 시간보다 10배정도 빠른 시간 내에 동작을 정확히 검증하였다.

• 정보보호학회지
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• 제20권6호
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• pp.43-50
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• 2010

병렬처리를 이용한 GPU(그래픽 프로세싱 유닛)의 연산 능력이 날이 갈수록 고속화됨에 따라 GPU에 대한 관심이 높아지고 있다. GPU는 다중 쓰레드 처리가 가능하도록 CPU보다 수십 배 많은 멀티코어로 구성되어 있으며 이 각각의 코어는 맹렬 프로그래밍이 가능하도록 처리 결과를 공유할 수 있다. 최근 해외에서 이러한 GPU의 연산 능력을 이용한 해쉬인증 공격의 효과가 다수 입증되었으며 패스워드 기반의 인증 방식이 보편화 되어있는 국내에서도 GPU를 이용한 인증 공격이 시도되고 있다. 본 논문에서는 국내 금융권에서 사용되고 있는 공인인증서의 개인키 복호화 과정을 GPU내에서 고속 수행이 가능하도록 개선하고, 이를 바탕으로 패스워드 무차별 대입 공격을 시도하여 공인 인증서에 사용되는 패스워드가 보안의 안전지대만이 아님을 보인다. 또한 날로 발전하는 하드웨어의 연산속도에 맞추어 공인인증서 등에 보편적으로 사용되는 패스워드 정책의 개선 방안을 제시한다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2001년도 추계학술발표논문집 (하)
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• pp.1463-1466
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• 2001

본 논문은 ISDN 통신망에서 멀티미디어 통신 서비스를 제공하기 위해 단말에 사용되는 ISDN 시스템 칩 설계 및 단말 구현에 관한 것이다. 저가의 통신 단말을 구현하기 위하여 32 비트 RISC 프로세서인 ARM7 프로세서 코어를 중심으로 ISDNS S/T 인터페이스를 통한 통신망 접속 기능, 톤 발생 및 음성 코덱 기능, TDM 버스 정합 기능, PC 정합 기능을 가지는 ISDN 시스템 칩을 설계 및 개발하였고, 이 칩을 시험하기 위한 시험 프로그램 및 통신 단말 소프트웨어를 개발하였으며, 응용단말을 구현하여 자체 기능 시험 및 실제 망 접속 시험을 통하여 기능을 검증하였다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2011년도 한국컴퓨터종합학술대회논문집 Vol.38 No.1(D)
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• pp.24-27
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• 2011

최근 스마트 폰 등 모바일 기기의 폭발적인 성장에 의해 내장 프로세서인 ARM 프로세서 기반 기기들이 활발히 개발되어 사용되고 있다. 이에 따라 상대적으로 저성능, 저 전력화에 치중하였던 내장 프로세서도 고성능화를 위한 고속 동작 및 멀티코어 프로세서를 개발하여 사용하게 되었으며, 메모리 동작 속도 역시 빠르게 발전하고 있다. 특히 모바일 기기 등에 사용 되는 저전력 메모리인 LPDDR2 소자 등의 개발에 따라 빠른 동작 속도를 가지도록 개발되고 있다. 그러나 시스템 온 칩(SoC, System on Chip) 형태로 제작되는 ARM 프로세서 기반의 SoC는 다양한 하드웨어 가속기 등을 함께 내장하고 있고, 저 전력화를 위한 버스 구조 등에 의하여 온 칩 버스의 속도 향상이 고성능 범용 시스템에 비하여 낮은 수준이다. 본 연구에서는 이러한 점을 고려하여, 프로세서 코어와 메모리 소자의 동작 속도 향상에 의하여 얻을 수 있는 성능 향상과, 상대적으로 낮은 버스 동작 속도에 의하여 저하되는 성능의 정도를 분석하고 이를 극복하기 위한 방안을 검토하였다.