• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2005년도 가을 학술발표논문집 Vol.32 No.2 (1)
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• pp.1006-1008
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• 2005

최근에 계산금융 분야에서 복잡한 수식을 이용한 연산이 증가하고 있다. 그리고 계산금융 분야에서 몬테카를로 시뮬레이션은 대표적인 계산방법 중에 하나이다. 그러나 몬테카를로 시뮬레이션은 많은 반복연산을 수행하므로 연산시간이 오래 걸리는 문제점이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 논문에서는 몬테카를로 시뮬레이션과 스프레드시트를 병렬로 처리하였다. 또한 실험을 통하여 병렬 스프레드시트의 계산 노드가 증가함에 따라 파생상품의 계산 시간이 단축되는 것을 보였다.

• Spatial Information Research
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• 제5권1호
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• pp.99-113
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• 1997

본 연구는 CA 시뮬레이터가 GIS의 분석 기관으로 결합되어 있는 통합 CA-GIS를 이용하여 기존의 GIS연산들을 구현하고 연산들의 성능을 향상시키며, 현재의 GIS에서는 구현이 불가능하거나 어려웠던 연산들을 새로이 개발하는데 그 목적을 두었다. 대다수의 국지 및 근린 GIS연산들이 통합 CA-GIS에 의해 성공적으로 구현될 수 있었으며, 이 중 반복적인 프로세싱을 요구하는 일부 연산들은 CA가 갖고 있는 우수성에 기인해 원래 연산보다 더 나은 성능을 보여주었다. 또한 새로운 유형의 연산들(다양한 형태의 공간 필토, 시계열 필터, 확산 연산자 등)이 시험 제작 되었고 다차원 공간연산, 시공연산 그리고 동적 연산들이 이 통합시스템을 사용하여 구현될 수 있음이 예시되었다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제4권4호
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• pp.94-100
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• 1999

본 논문은 흡필드 모델의 실수연산을 고속으로 수행할 수 있는 디지털 신경회로망의 구현에 관한 연구이다. 흡필드 모델［1］-［8］의 연산과정은 행렬-벡터의 연산으로 기술 할 수 있으며, 이 연산과정은 순환, 반복적으로 이루어지므로 어레이프로세서 구조로 설계하기에 적합하다. 또한, Look-up-Table(연산표)에 의하여 비선형 함수를 출력함으로써, 고속의 실수 연산을 수행할 수 있도록 설계하였다. 본 논문에서 제안한 방법은 현재 개발된 VLSI기술로 실현 가능하기 때문에 실제 신경회로망의 응용분야에 이용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 항공우주기술
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• 제9권1호
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• pp.98-105
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• 2010

고속푸리에변환(Fast Fourier Transform)은 이산푸리에변환(Discrete Fourier Transform)의 주기적으로 반복되는 연산을 생략하여 그 속도를 향상시킨 연산방법이다. Radix-2 FFT는 그 정의에 따라 함수 재귀호출에 의해 구현될 수 있는데 이 방법은 스택복사 과정의 시간소모 때문에 고속동작이 어렵게 된다. 이를 극복하기 위해 신호점을 연산순서에 맞게 미리 재배열하고 배열된 신호점을 나비연산하는 방법으로 고속연산을 구현할 수 있다. 이 논문은 신호점 재배열 방법에 의한 Radix-2 FFT의 고속연산에 착안하여 Radix-3 FFT에 신호점 재배열 방식을 적용해 보고 그 타당성에 관해 고찰하였다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2002년도 춘계학술발표논문집 (하)
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• pp.837-840
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• 2002

본 논문에서는 해쉬 함수를 바탕으로 한 메시지 인증 코드 중의 하나인 MD5 를 하드웨어로 설계하였다. MD5 는 block-chained digest 알고리즘으로 64 단계의 동일한 단계 연산 구조를 가지므로 가장 기본적인 연산 한 단계를 구현하여 반복적으로 수행하는 구조로 설계하였다. 단계 연산구조 내에서는 연속된 32bit 덧셈 연산이 이루어지는데 기존의 CLA(carry-lookahead-adder)만을 사용하여 구현한 구조 대신 본 논문에서는 CSA(carry-save-adder)와 CLA 를 혼용하였다. 덧셈연산의 결과는 순서와 상관없기 때문에 연산자의 덧셈 순서를 리스케줄링 하였으며, 이는 기존의 CLA 만을 이용한 방법과 비교하여 최장지연 경로를 15% 줄여 훨씬 빠르게 연산을 수행하고, 전체 면적도 30%를 줄일 수 있었다. 결과적으로 본 논문에서 제안하는 구조는 지금까지 나온 어떤 MD5 프로세서 보다 작고 빠른 프로세서를 구현 할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국전산응용수학회:학술대회논문집
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• 한국전산응용수학회 2003년도 KSCAM 학술발표회 프로그램 및 초록집
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• pp.11-11
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• 2003

오늘날 단일 슈퍼컴퓨터로는 처리가 불가능한 거대한 문제들의 해법이 시도되고 있는데, 이들은 지리적으로 분산된 슈퍼컴퓨터, 데이터베이스, 과학장비 및 디스플레이 장치 등을 초고속 통신망으로 연결한 GRID 환경에서 효과적으로 실행시킬 수 있다. GRID는 1990년대 중반 과학 및 공학용 분산 컴퓨팅의 연구 과정에서 등장한 것으로, 점차 응용분야가 넓어지고 있다. 그러나 GRID 같은 분산 환경은 기존의 단일 병렬 시스템과는 많은 점에서 다르며 이전의 기술들을 그대로 적용하기에는 무리가 있다. 기존 병렬 시스템에서는 주로 동기 알고리즘(synchronous algorithm)이 사용되는데, 직렬 연산과 같은 결과를 얻기 위해 동기화(synchronization)가 필요하며, 부하 균형이 필수적이다. 그러나 부하 균형은 이질 클러스터(heterogeneous cluster)처럼 프로세서들의 성능이 서로 다르거나, 지리적으로 분산된 계산자원을 사용하는 GRID 환경에서는 이기종의 문제뿐 아니라 네트워크를 통한 메시지의 전송 지연 등으로 유휴시간이 길어질 수밖에 없다. 이처럼 동기화의 필요성에 의한 연산의 지연을 해결하는 하나의 방안으로 비동기 반복법(asynchronous iteration)이 나왔으며, 지금도 활발히 연구되고 있다. 이는 알고리즘의 동기점을 가능한 한 제거함으로써 빠른 프로세서의 유휴 시간을 줄이는 것이 목적이다. 즉 비동기 알고리즘에서는, 각 프로세서는 다른 프로세서로부터 갱신된 데이터가 올 때까지 기다리지 않고 계속 다음 작업을 수행해 나간다. 따라서 동시에 갱신된 데이터를 교환한 후 다음 단계로 진행하는 동기 알고리즘에 비해, 미처 갱신되지 않은 데이터를 사용하는 경우가 많으므로 전체적으로는 연산량 대비의 수렴 속도는 느릴 수 있다 그러나 각 프로세서는 거의 유휴 시간이 없이 연산을 수행하므로 wall clock time은 동기 알고리즘보다 적게 걸리며, 때로는 50%까지 빠른 결과도 보고되고 있다 그러나 현재까지의 연구는 모두 어떤 수렴조건을 만족하는 선형 시스템의 해법에 국한되어 있으며 비교적 구현하기 쉬운 공유 메모리 시스템에서의 연구만 보고되어 있다. 본 연구에서는 행렬의 주요 고유쌍을 구하는 데 있어 비동기 반복법의 적용 가능성을 타진하기 위해 우선 이론적으로 단순한 멱승법을 사용하여 실험하였고 그 결과 순수한 비동기 반복법은 수렴하기 어렵다는 결론을 얻었다 그리하여 동기 알고리즘에 비동기적 요소를 추가한 혼합 병렬 알고리즘을 제안하고, MPI(Message Passing Interface)를 사용하여 수원대학교의 Hydra cluster에서 구현하였다. 그 결과 특정 노드의 성능이 다른 것에 비해 현저하게 떨어질 때 전체적인 알고리즘의 수렴 속도가 떨어지는 것을 상당히 완화할 수 있음이 밝혀졌다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제23권11호
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• pp.1248-1255
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• 2012

본 논문에서는 DVB-S2에 제시된 LDPC 복P호기에 대하여 효율적인 알고리즘을 제안하고 고속화 하여, 이에 따른 FPGA구현 결과를 제시하였다. 고속 LDPC 복호기를 구현하기 위해서는 알고리즘 측면과 구현 측면에서 여러 가지 문제점이 있다. 알고리즘 측면에서는 첫째, LDPC 부호화 방식은 큰 블록 사이즈 및 많은 반복 횟수를 요구하므로 복호 속도를 높이기 위해서는 동일한 성능을 유지하면서 반복 횟수를 줄일 수 있는 알고리즘이 필요하다. 본 논문에서는 이를 위해 체크 노드를 기반으로 하여 복호화 과정을 거치는 horizontal shuffle scheduling(HSS) 알고리즘을 적용하여 기존의 반복 횟수를 줄일 수 있는 방안을 연구 하였다. 구현 측면에서 복호 속도를 높이기 위해서는 데이터의 많은 병렬 처리가 필요하다. 이러한 병렬 처리에 의해 노드 업데이트 연산 역시 병렬 처리가 가능하다. Check Node Update의 경우 look up table(LUT)이 필요하다. 이는 critical path의 주요 원인이 되는 부분으로 LUT 연산을 하지 않고 성능 열화를 최소화 하는 self-correction normalized min sum(SC-NMS) 연산 방식을 제안하였고, 최적의CNU 연산 방식에 따른 복호기 구조를 제안하고 FPGA 구현 결과, 복호 속도가 약 40 % 개선됨을 알 수 있다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제11권1호
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• pp.46-55
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• 2007

다음은 부동소수점 역수 및 역제곱근 계산에 많이 사용하는 뉴톤-랍손 알고리즘은 일정한 횟수의 곱셈을 반복하여 계산한다. 본 논문에서는 뉴톤-랍손 알고리즘의 반복 과정의 오차를 예측하여 오차가 정해진 값보다 작아지는 시점까지 반복 연산하는 개선된 뉴톤-랍손 알고리즘을 제안한다. 본 논문에서 제안한 알고리즘은 입력 값에 따라서 곱셈 횟수가 다르므로, 평균 곱셈 횟수를 계산하는 방식을 유도하고, 여러 크기의 근사 테이블에서 단정도실수 및 배정도실수의 역수 및 역제곱근 계산에 필요한 평균 곱셈 횟수를 산출한다. 이들 평균 곱셈 횟수를 종래 알고리즘과 비교하여 본 논문에서 제안한 알고리즘의 우수성을 증명한다. 본 논문에서 제안한 알고리즘은 오차가 일정한 값보다 작아질 때까지만 반복 연산을 수행하므로 역수 및 역제곱근 계산기의 성능을 높일 수 있고 최적의 근사 테이블을 구성할 수 있다. 본 논문의 연구 결과는 디지털 신호처리, 컴퓨터 그라픽스, 멀티미디어, 과학 기술 연산 등 부동소수점 계산기가 사용되는 분야에서 폭 넓게 사용될 수 있다.

• 수산해양기술연구
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• 제26권1호
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• pp.101-108
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• 1990

본 연구에서는 널리 사용되고 있는 16비트 마이크로 컴퓨터에서 FFT와 같은 디지털 신호처리를 하기 위해 전용연산장치를 구성하여 NEC PC-9801 E에 연결하였다. 특히 FFT 연산은 승산 및 가감산의 2점 DFT로 구성되어 있고 이것이 반복연산된다. 그리고 마이크로 컴퓨터에서 승산은 많은 시간이 소요되므로 외부에 고속 승산기를 이용한 전용연산장치로 연산하므로 연산속도를 향상시킬 수 있었다. 설계 제작한 전용연산장치를 이용하여 FFT를 실행한 시간은 보조 프로세서 (Intel C 8087-3)로 실행한 것 보다 약 4.8배 빠르게 나타났다. 따라서 마이크로 컴퓨터에 FFT을 위한 전용연산장치를 구성하여 연결하므로서 연산속도가 크게 향상되어 디지털 신호처리에 많이 이용될 수 있을 것이다.

• 융합보안논문지
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• 제16권7호
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• pp.113-120
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• 2016

본 논문은 SHA-1 암호 알고리즘의 최대 임계 지연과 유사한 연산 지연을 갖는 새로운 고속 SHA-1 파이프라인 구조를 제안한다. 기존 SHA-1 파이프라인 구조들은 하나의 단계연산 혹은 언폴딩된 단계연산에 기반한 파이프라인 구조를 갖는다. 파이프라인 실행에 따른 병렬 처리로 성능은 크게 향상되나, 라운드의 모든 단계연산을 언폴딩하였을 때와 비교하여 최대 임계 지연의 크기가 증가한다. 제안한 파이프라인 스테이지 회로는 라운드의 최대 임계 지연을 반복 연산 수로 나눈 만큼의 지연 시간을 갖도록 구성함으로써, 불필요한 레이턴시 증가를 방지하였다. 실험 결과, 회로크기에 따른 동작속도 비율에서 제안된 SHA-1 파이프라인 구조는 0.99 및 1.62로 기존 구조에 비해 우월함을 증명하였다. 제안된 파이프라인 구조는 반복 연산을 갖는 다양한 암호 및 신호 처리 회로에 적용 가능할 것으로 기대된다.