• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제30권9호
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• pp.461-476
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• 2003

메모리 병목현상의 완화와 구현상의 용이함으로 인해 NUMA 시스템이 지난 수년 동안 전형적인 다중 프로세서 시스템으로 자리를 잡아 왔다. 하지만 NUMA 시스템은 그 구조의 특성상 원격 메모리로의 접근 비율이 커질수록 응답 속도의 지연이 심화되므로, NUMA 시스템의 구현에 있어서 원격 캐쉬의 효율적인 설계를 요구한다. 본 논문에서는 보다 효율적인 원격 캐쉬의 설계를 목표로 하여, 원격 캐쉬 상에서 실제 응용 프로그램의 공유 단위(Granularity of Sharing)의 패턴을 분석하여 원격 캐쉬의 라인 사이즈를 실행 시간에 가상적으로 변화시킬 수 있는“다중 그레인 원격 캐쉬”방식을 제안한다. 그리고 이를 MINT를 통해 모델링한 후 시뮬레이션을 수행하고 그 결과를 분석한다. 시뮬레이션에서는 먼저 Profile-Based 방식을 이용하여 각 응용 프로그램별 최적의 원격 캐쉬 라인 사이즈를 찾아내고, 이를 이용하여 기존의 일반적인 NUMA 시스템에서의 원격 캐쉬와 본 논문에서 제안한 다중 그레인 원격 캐쉬와의 상호 비교를 통해 성능상의 차이점을 비교, 분석한다. 그 후 다중 그레인 원격 캐쉬가 시스템과 응용 프로그램간의 다양한 관계 속에서도 항상 최악의 경우를 피하면서 최적의 경우와 유사한 결과를 가짐을 보인다.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제28권12호
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• pp.685-697
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• 2001

캐쉬 메모리는 명령어와 데이터의 참조시간을 줄이기 위하여 프로세서에 의해 참조되어질 가능성이 높은 주 메모리의 내용을 일시적으로 저장하는 용량이 작고 빠른 메모리이다. 본 논문에서는 슈퍼스칼라 프로세서에 적용될 수 있는 네 가지 명령어 캐쉬 구조에 대하여 캐쉬 미스와 분기예측 실패를 고려한 해석적 모델을 제안하고 성능을 분석하였다. 슈퍼스칼라 구조의 다양한 파라미터들을 정의하여 명령어 페치를 모델링하였으며, 해석적 모델의 타당성을 검증하기 위하여 시뮬레이션을 수행하여 얻은 결과와 비교하였다. 명령어 페치율에 있어서는 분기예측 실패로 인한 영향보다는 캐쉬 미스로 인한 성능저하가 더욱 큰 것으로 나타났다. 본 연구를 통하여 얻은 해석적 모델을 사용하면 시뮬레이션에서는 드러나지 않는 성능제약의 원인에 대한 명확한 규명이 가능하며, 캐쉬 성능에 있어서 캐쉬 미스와 분기예측 실패간의 관계에 대한 정확한 분석이 가능하다.

• 한국ITS학회 논문지
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• 제20권1호
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• pp.70-85
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• 2021

최근 활발히 연구되는 딥러닝 방법론은 인공지능의 성능을 급속도로 향상시켰고, 이에 따라 다양한 산업 분야에서 딥러닝을 활용한 시스템이 제시되고 있다. 교통 시스템에서는 GNN을 활용한 공간-시간 그래프 모델링이 교통 속도 예측에 효과적인 것으로 밝혀졌지만, 이는 메모리 병목 현상을 유발하기 때문에 모델이 비효율적으로 학습된다는 단점이 있다. 따라서 본 연구에서는 그래프 분할 방법을 통해 도로 네트워크를 분할하여 메모리 병목 현상을 완화함과 동시에 우수한 성능을 달성하고자 한다. 제안 방법론을 검증하기 위해 인천시 UTIC 데이터 분석 결과를 바탕으로 Jensen-Shannon divergence를 사용하여 도로 속도 분포의 유사도를 측정하였다. 그리고 측정된 유사도를 바탕으로 스펙트럴 클러스터링을 수행하여 도로 네트워크를 군집화하였다. 성능 측정 결과, 도로 네트워크가 7개의 네트워크로 분할되었을 때 MAE 기준 5.52km/h의 오차로 비교 모델 대비 가장 우수한 정확도를 보임과 동시에 메모리 병목 현상 또한 완화되는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제22권3호
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• pp.93-98
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• 2022

최근 옵테인 등 고속 스토리지의 출현으로 하드디스크에 적합하게 설계된 메모리 시스템 설정에 대한 재고가 필요한 시점에 이르렀다. 본 논문에서는 고속 스토리지의 탑재에 따라 페이지 크기가 메모리 시스템의 성능에 어떠한 영향을 미치는지를 분석하고, 가상화 환경에서 워크로드 상황에 맞게 페이지 크기를 설정할 수 있는 모델을 설계하였다. 전통적인 시스템의 경우 워크로드 별로 페이지 크기를 설정하는 것이 쉬운 일이 아니지만 최근 클라우드 환경의 활성화로 개별 워크로드 수행을 위해 별도의 가상머신이 생성되므로 가상머신이 시작될 때 해당 가상머신의 페이지 크기를 결정할 수 있어 제안한 모델의 효용이 높을 것으로 기대된다. 다양한 가상머신 시나리오에 대한 시뮬레이션 실험을 통해 제안한 모델이 워크로드 상황에 맞게 페이지 크기를 설정하여 메모리 접근 시간을 크게 개선함을 보인다.

• 정보처리학회논문지A
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• 제12A권3호
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• pp.243-252
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• 2005

본 논문에서는 최소제곱 추정기법과 로버스트 추정기법을 사용하여 다중 프로세서 시스템에서의 데이터 통신의 빈도를 모델링하는 방법을 제안한다. 몇 가지의 서로 다른 크기의 작은 입력 데이터들을 작업부하 프로그램에 부과하여 그때마다의 통신 빈도를 측정하고, 이 측정된 값들에 두 가지 통계적 추정기법을 순차적으로 적용함으로써 통신 빈도를 정확히 예측할 수 있는 모델을 구축하는 방법이다. 이 모델링 기법은 작업부하나 목표시스템의 구조적인 사양에 무관하게 입력 데이터의 크기에만 의존하므로 다양한 작업부하와 목표시스템에 대하여 그대로 적용할 수 있는 장점이 있다. 또한 목표시스템에서 작업부하의 알고리즘적 동적특성이 수학적인 공식으로 반영되므로 데이터 통신이외의 성능 데이터를 모델링하는 데에도 적용할 수 있다. 본 논문에서는 대표적인 다중 프로세서인 공유메모리 시스템에서 데이터 통신을 유발하는 핵심 요소인 캐시접근실패의 빈도에 대한 모델을 구하였으며, 12번의 실험 중 5번의 경우에는 $1\%$ 미만, 나머지 경우에는 $3\%$ 내외의 대단히 정확한 예측 오차율을 보였다.

• 한국음향학회지
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• 제23권8호
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• pp.576-582
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• 2004

본 논문에서는 시간영역에서 음파 전달 모델링을 위해 엇갈림 격자에서 유사 스펙트럴 유한 차분 알고리듬을 기반으로 한 전산조직을 개발하였다. 유한 차분 근사는 기하학적으로 복잡한 매질에서 모델링을 가능하게 하고, 엇갈림 격자는 정규 격자에 비해 훨씬 정확한 해를 제공한다. 유사 스펙트럴 방법은 파수 영역에서 파수에 음압의 푸리에 변환을 곱한 후 이를 역푸리에 변환하므로서 공간 도함수를 구하는 방법이다. 이 방법은 매우 안정적이며, 메모리와 계산시간을 감소시키는 장점을 지니고 있다. 무한 및 반무한 영역에서 이 알고리듬에 의한 결과가 해석해와 잘 일치함을 확인하였고, 무한영역과 Pekeris도파관, 거리종속 해양환경에서 시간영역 모델링을 수행하여 스냅사진을 얻어내었으며 이 스냅사진을 통해 복잡한 해양환경에서 신호의 전파 양상을 파악할 수 있었다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제20권2호
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• pp.72-77
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• 2017

3차원 주파수 영역과 라플라스 영역 파동장을 얻기 위해 시간 영역에서 파동 전파 모델링을 하는 동시에 푸리에 변환과 라플라스 변환을 수행하였다. 이 과정에서 효율적인 계산을 위해 OpenACC와 GPU를 이용한 병렬 연산을 수행하였다. OpenACC를 이용하면 기존의 C, C++, Fortran 등 프로그래밍 언어에 간단한 지시어(directive)를 추가하여 GPU 연산 가속기를 사용할 수 있기 때문에 CUDA 또는 OpenCL과 같은 GPGPU 프로그래밍 언어를 배우지 않고도 GPU를 이용한 프로그래밍을 할 수 있다. OpenACC 프로그램은 GPU 메모리 공간 할당, 호스트와 디바이스 간의 데이터 복사 및 GPU 연산 과정을 자동으로 또는 사용자 정의에 따라 수행하게 된다. 수치 실험으로 OpenACC와 GPU를 사용한 3차원 파동 전파 모델링 프로그램과 단일 CPU 코어를 사용한 프로그램의 성능을 비교하였다. 상속도 모델과 SEG/EAGE 암염돔 속도 모델을 이용한 결과, OpenACC와 GPU를 사용한 경우 단일 CPU 코어를 사용하였을 때보다 계산 속도가 각각 53배와 30배 정도 향상되었다.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제31권12호
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• pp.704-715
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• 2004

최근의 단일 혹은 다중 프로세서 시스템은 일반적으로 계층적 메모리를 사용한다 이는 프로세서의 클럭 속도와 메모리로의 데이타 접근 시간의 증가로 인한 시스템 성능 저하를 막기 위한 노력 중 하나이다. 특히 프로세서와의 속도 차이를 줄이기 위해 사용되는 캐쉬는 이단계에서 삼단계에 이르는 다양한 형태의 계층을 포함하는 메모리 시스템으로 구성된다. 이 중에서도 특히 상위 캐쉬는 프로세서와 직접 인터페이스가 이루어지기 때문에, 해당 캐쉬의 적중률은 전체 시스템의 성능을 결정하는 중요한 요소가 된다. 이러한 상위 캐쉬의 하나로써, 희생 캐쉬는 일차 캐쉬의 충돌 미스(Conflict Miss)를 줄이기 위해 추가된 모듈이다. 이는 프로세서 입장에서 보면 절차상 일차 캐쉬와 동등한 관계에서 접근이 이루어진다. 본 논문에서는 이러한 상위 캐쉬의 관리 정책 중, 기존의 일차 캐쉬와 희생 캐쉬의 구현시 배제되어 왔던 프로세서의 재사용 정보를 이용하는 캐쉬 라인의 효율적인 관리 정책을 제안하고자 한다. 이 기법은 프로세서의 데이타 사용 빈도에 의한 캐쉬 교체 정책으로, 프로세서에 의해 특정 데이타가 얼마나 자주 접근되었는가에 따라, 사용 빈도수가 높은 데이타에 대해 캐쉬에 위치시키는 시간을 연장시키는 기법이다. 본 논문에서는 제안된 메모리 시스템의 성능을 평가하기 위해, 이를 프로그램 기반 시뮬레이터인 Augmint를 통해 모델링한 후, 시뮬레이션을 수행한다. 그리고 이를 기존의 단순한 회생 캐쉬 교체 정책과 비교하여 성능상의 차이점을 비교 분석한다. 실험 결과 제안된 LIVMR 기법은 최대 6.7%, 평균 0.5%의 성능 향상을 보였다.

• 전자공학회논문지B
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• 제31B권11호
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• pp.151-162
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• 1994

다차원 시스템(multidimensional system)에 대한 정확한 모델링을 위해 “자율 분산 신경망(Self-organized Distirbuted Networks, SODN)”을 제안하였다. 제안한 신경망은 자율 신경망(Self-organized Networks)과 다수의 소규모 다층 신경망(Multilayer Neural Networks)이 조합되어 지역적 병렬 학습을 수행하는 부분 학습망으로서 학습 속도가 빠르고 학습의 정밀도를 높일 수 있으며 타 부분망 학습에서 문제가 되는 과다한 학습 메모리 소요와 학습되니 않은 영역에 대한 낮은 일반화능력 등의 문제가 보완된 새로운 신경망이다. 학습 실험 결과, 제안한 신경망은 기존의 다층 신경망과 RBF(Radial Basis Function) 신경망에 비해서 우수한 성능을 보였다.

• 한국컴퓨터산업학회논문지
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• 제2권12호
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• pp.1533-1540
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• 2001

본 논문에서는 PCB 설계에서 전기적 파라미터 추출과 기판의 전기적 모델링 방법을 기술하였다. 실제 PCB 구조에서 전기적 특성을 해석하기 위해 캐시메모리 시스템을 예로하여 6층의 기판을 설계하였다. 설계된 PCB 기판에서 배선 구조 및 비아, BGA Ball 등 기본회로 요소 구조를 설정하여, 전기적 변수를 추출하였고 이를 재결합하여 PCB 네트를 모델링하였다. 이후 SPICE, XNS 등의 분석 도구를 사용하여 전기적 특성을 분석하였다. 그 결과 최대 2.6ns정도의 신호지연과 최대 281mV의 간섭잡음으로 시스템의 사양에 적합함을 알 수 있었다.