• 한국정보통신설비학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신설비학회 2004년도 하계학술대회
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• pp.115-118
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• 2004

본 논문에서는 파이프라인 아키텍처 기반의 네트워크 프로세서를 이용한 네트워크 시스템 개발에 대해 다룬다. 파이프라인 아키텍처는 구조상 Hazards 문제가 발생할 수 있으며 이는 시스템의 성능에 중요한 영향을 주게 된다. 또한 네트워크 프로세서는 고수준의 프로그래밍 모델을 제공하므로 고속의 패킷 처리를 위한 코드 작성이 수월하다. 따라서 파이프라인 아키텍처 기반의 네트워크 프로세서를 이용한 시스템 개발시 Hazards 문제를 피할 수 있는 방법과 효율적인 패킷 처리를 위한 코드 작성에 대한 지침을 제시하고 그 방법이 일반적인 방법보다 효율적임을 확인하였다.

• 정보보호학회지
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• 제30권6호
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• pp.83-89
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• 2020

CPU 마이크로아키텍처는 하드웨어 자원을 공유하거나 투기적 실행과 비순차 실행 등 파이프라인 효율을 극대화하는 방법을 통해 성능 최적화를 달성한다. 그러나 보안을 고려하지 않은 설계 구조로 인해 마이크로아키텍처에 심각한 보안 취약점들을 내포하고 있으며 이는 각종 시스템 보호 메커니즘들을 무력화할 수 있는 시스템 공격으로 이어지고 있다. 본 논문에서는 CPU 마이크로아키텍처의 취약점 및 이를 활용한 공격 기술을 소개하고 최근 주요 보안 학술대회에서 발표된 관련 논문들을 중심으로 최신 연구 동향을 살펴본다.

• 정보과학회 논문지
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• 제42권8호
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• pp.1010-1021
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• 2015

빅데이터 시스템은 대규모 로그 데이터를 수집하는 용도로 광범위하게 사용되고 있기 때문에 높은 성능을 갖는 것이 매우 중요하지만, 현재의 Hadoop 기반의 빅데이터 시스템은 중복 처리로 인하여 낮은 성능을 갖는 아키텍처적인 문제를 가지고 있다. 본 논문은 아키텍처 설계 개선을 통하여 Hadoop 기반 시스템의 낮은 성능 문제를 해결한다. 새로운 제안 아키텍처는 기존 아키텍처의 배치(Batch) 기반의 데이터 수집 방식을 개별처리 방식과 혼합한 수집 방법을 사용하고, 수집하는 데이터를 In-Memory 상에서 직접 분석하여 중복 처리를 배제하여 높은 성능을 제공하게 한다. 또한 제안 아키텍처는 기존 Hadoop 기반 아키텍처의 장점인 시스템 확장성을 가진다. 본 논문은 제안 아키텍처가 테스트 베드 환경에서 기존 아키텍처보다 데이터의 분석 처리 속도가 30%~35% 빠르고 확장성도 가진다는 것을 확인하였다.

• 컴퓨터교육학회논문지
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• 제18권2호
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• pp.71-81
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• 2015

EISC 프로세서에서 LERI 폴딩과 루프 버퍼링을 지원하는 명령어 큐는 하드웨어적으로 20%를 차지하며, 그 효율성은 성능에 직결된다. 본 연구에서는 EISC 프로세서의 명령어 큐 아키텍처 효율성 향상을 복귀주소 스택(RAS)을 통해 실현하였다. 구현한 아키텍처는 EISC의 얕은 파이프라인 구조의 이점을 활용하여 잘못된 명령어 수행으로 인한 RAS Corruption 문제를 제거하였다. 실험에서, 4개 엔트리의 RAS는 명령어 큐의 플러시를 기존보다 최대 58.90% 줄였고, 8개 엔트리의 RAS는 이를 최대 61.28% 줄였다. 또한 실험 결과 8개 엔트리의 RAS는 3.47%의 성능향상을 보여주었고, 4개 엔트리의 RAS는 3.15%의 성능향상을 보여주었다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2011년도 추계학술발표대회
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• pp.18-20
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• 2011

최근 컴퓨터 비전의 활용 영역이 증가함에 따라 컴퓨터 비전의 대표적인 라이브러리인 openCV의 사용 또한 증가하는 추세이다. openCV 에는 컴퓨터 비전 알고리즘의 특성상 massive 한 연산을 수행해야 하는 부분이 상당수 존재한다. 본 논문은 이러한 연산량의 부담을 줄임으로써 openCV 의 성능 향상을 위한 아키텍처를 연구한다. openCV 의 massive 한 연산은 라이브러리 함수에 있는 내부 반복문에서 발생하기 때문에, 본 논문은 반복문의 특성을 분석하고 이를 가속할 수 있는 아키텍처가 무엇인지 연구한다. 결론적으로 반복문의 각 iteration 이 독립적일 경우에는 SIMD (Single Instruction Multiple Data)와 SIMT (Single Instruction Multiple Thread)이 적합하며 반복문의 각 iteration 이 의존적일 경우에는 MIMD (Multiple Instruction Multiple Data)를 바탕으로 하는 파이프라인 아키텍처가 적합하다.

• 한국통신학회논문지
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• 제37B권9호
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• pp.795-805
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• 2012

본 논문에서는 분산 메모리 아키텍처를 사용하는 멀티프로세서에서 가장 병목 현상이 심한 집합통신 중 브로드캐스트를 위한 알고리즘 및 하드웨어 구조를 제안한다. 기존 시스템의 파이프라인 브로드캐스트 알고리즘은 전송 대역폭을 최대로 활용하는 알고리즘 이다. 하지만 파이프라인 브로드캐스트는 데이터를 여러 조각으로 나누어서 전송하기 때문에, 불필요한 동기화 과정이 반복된다. 본 논문에서는 동기화 과정의 중복이 없는 서킷 스위칭 기반의 파이프라인 체인 알고리즘을 위한 MPI 유닛을 설계하였고, 이를 systemC를 통하여 모델링하여 평가하였다. 그 결과 파이프라인 브로드캐스트 알고리즘과 비교하여 브로드캐스트 통신의 성능을 최대 3.3배 향상 시켰고, 이는 통신 버스의 전송대역폭을 거의 최대로 사용하였다. 그 후 verilogHDL로 하드웨어를 설계하였고, Synopsys사의 Design Compiler를 사용하여 TSMC 0.18 공정 라이브러리에서 합성하였으며 칩으로 제작하였다. 합성결과 제안하는 구조를 위한 하드웨어는 4,700 게이트(2-input NAND gate) 면적으로, 전체 면적에서 2.4%을 차지하였다. 이는 제안하는 구조가 작은 면적으로 MPSoC의 전체적인 성능을 높이는데 유용하다.

• 전자공학회논문지
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• 제52권5호
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• pp.155-164
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• 2015

본 연구에서는 다양한 HEVC 구문요소들을 적응적으로 파이프라인 및 병렬 처리할 수 있는 CABAC 복호화기 아키텍처를 설계 및 구현하였다. CABAC는 높은 압축률을 제공하지만, 구문요소 단위 순차적 복호화와 문맥간 강한 데이터 종속성, 빈 단위 복호화 과정 때문에 고성능 복호화 처리를 어렵게 한다. CABAC의 복호화 처리 성능을 높이기 위하여 연속된 flag 타입의 구문요소에 대해서는 다음에 복호될 구문요소들을 선행 연산하여 적응적으로 파이프라인 처리하였고, 멀티빈으로 구성된 구문요소는 최대 3개 빈까지 병렬 처리하는 고성능 구조를 설계하였다. 또한 이진산술복호기를 가속화하기 위해 문맥모델 업데이트와 재정규화를 선행 병렬 연산하고, 복호화 결과값에 따라 선택해서, 이진산술복호기의 임계 지연시간을 개선하였다. 제안하는 HEVC CABAC 아키텍처는 최대 1.01bins/cycle의 처리 성능으로 기존 구조대비 약 2배의 가속화 성능을 갖는다. 65nm ASIC 합성 결과 224M bins/sec.의 복호화 성능을 보이며, QFHD영상의 실시간 처리를 가능하게 하였다.

• 한국정보처리학회논문지
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• 제7권1호
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• pp.306-312
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• 2000

본 논문에서는 소형 RS(Reed-Solomon) 디코우더의 효율적인 하드웨어 아키텍처를 제안하였다. 전체 아키텍쳐는 3단 파이프라인 구조를 택하였으며, 디코우딩 연산시, 에러위치다항식은 BMA(Berlekamp-Massey algortihm)에 의한 fast-iteration 방식으로 구하였으며, 계산의 복잡성이 요구도는 신드롬연산 부분은 ROM 테이블을 이용해서 병렬로 수행하고, 에러위치 다항식을 근을 구하는 부분은 Chein search 알고리즘을 응용한 방법을 ROM을 채택하여 계산하였다. 제안된 디코우더로 3심볼 랜덤에러정정을 수행하며, 시스템클록 25MHz를 사용하여 124Mbps의 디코우딩 데이터율을 가짐을 확인할 수 있었다.

• 정보처리학회논문지A
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• 제14A권5호
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• pp.301-308
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• 2007

본 논문에서는 위상기반 양안스테레오정합 알고리즘을 이용, 실시간으로 dense disparity map을 추출 가능한 고성능 가속기 구조를 설계하였다. 채택된 알고리즘은 웨이블릿 기반의 위상차 기법의 강건성과 위상상관 기법의 기본적인 control 기법을 결합한 Local Weighted Phase Correlation(LWPC) 스테레오정합 알고리즘으로서 4개의 주요 단계로 구성이 되어 있다. 해당 알고리즘의 효율적인 병렬 하드웨어의 설계를 위하여, 제안된 가속기는 각 단계의 기능블록은 SIMD(Single Instruction Multiple Data Stream) 모드로 동작하게 되며, 전체적으로 각 기능 블록은 파이프라인(pipeline) 모드로 실행된다. 그 결과 제안된 구조에서 제시된 파이프라인 동작 모드의 선형 배열 프로세서는 행렬 순차수행 방법에 의한 2차원 영상처리에서 전치메모리의 필요를 제거하면서도 연산의 일반성과 고효율을 유지하게 한다. 제안된 하드웨어 구조는 Xilinx HDL을 이용하여 필요한 하드웨어 자원을 look up table, flip flop, slice, memory의 소모량으로 표현하였으며, 그 결과 실시간 처리 성능의 단일 칩 구현 가능성을 보여주었다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제16권5호
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• pp.1-11
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• 2011

최근 모바일 멀티미디어 기기들의 사용이 증가 하면서 고성능 멀티미디어 프로세서에 대한 필요성이 증가하고 있다. 본 논문에서는 낮은 소비전력으로 고성능 멀티미디어 애플리케이션을 구현할 수 있는 SIMD기반 병렬프로세서를 제안한다. 제안하는 병렬프로세서는 16개의 프로세싱 엘리먼트로 구성되어 있으며, 3단계 파이프라인 구조로 설계되었다. 모의실험 결과, 제안한 SIMD기반 병렬프로세서는 기존의 병렬프로세서보다 프로세싱 엘리먼트 당 상대 연산 처리량에서 높은 성능을 보였으며, 또한 동일한 130nm 테크놀리지와 720 클록주파수에서 상용 고성능 프로세서인 TI C6416보다 1.4~31.4배의 성능 향상 및 5.9~8.1배의 에너지 효율 향상을 보였다. 제안한 병렬프로세서를 하드웨어 설계언어인 verilog HDL을 이용하여 설계하였고, FPGA를 이용해 검증하였다.