• 한국컴퓨터정보학회논문지
• /
• 제16권1호
• /
• pp.1-9
• /
• 2011

최근 모바일 멀티미디어 기기들의 사용이 증가하면서 고성능, 저전력 멀티미디어 프로세서에 대한 필요성이 높아지고 있는 추세이다. 주문형반도체 (ASIC)는 모바일 멀티미디어에서 요구되는 고성능을 만족시키지만 다양한 형태의 멀티미디어 애플리케이션에서 요구되는 범용성을 만족시키지 못한다. 반면 DSP기반의 시스템은 범용성에 기인하여 다양한 형태의 애플리케이션에서 사용될 수 있으나, 주문형반도체 보다 높은 가격, 전력소모 및 낮은 성능을 가진다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 본 논문에서는 범용성을 유지하면서 고성능, 저전력으로 영상데이터 처리가 가능한 단일 명령어 다중 데이터(Single Instruction Multiple Data, SIMD)처리 방식의 매니코어 프로세서를 제안한다. 제안한 SIMD기반 매니코어 프로세서는 16개의 프로세싱 엘리먼트(processing element, PE)로 구성되어 영상데이터 처리에 내재한 무수한 데이터 레벨 병렬성을 높인다. 모의 실험한 결과, 제안한 SIMD기반 매니코어 프로세서는 현재 상용 고성능 프로세서보다 평균 22배의 성능, 7배의 에너지 효율 및 3배의 시스템 면적 효율을 보였다.

• 정보처리학회논문지:컴퓨터 및 통신 시스템
• /
• 제4권6호
• /
• pp.177-184
• /
• 2015

본 논문에서는 DVFS 기반의 멀티코어 프로세서상에서 실시간 병렬 작업들의 마감시한을 만족하면서 전력 소모량을 최소화시키는 스케줄링 기법을 제안하였다. 제안된 기법에서는 먼저 모든 프로세싱 코어들의 계산부하가 동일해지도록 각 작업에게 할당될 프로세싱 코어들의 실수 개수를 찾는다. 그리고 프로세싱 코어들의 계산부하가 동일하도록 유지하면서 찾은 실수 개수의 프로세싱 코어들을 자연수 개수의 프로세싱 코어들로 변환시켜 각 작업들의 실행에 할당한다. 제안된 방법은 단일 시점에 동일한 속도로 동작하는 주파수 공유형 멀티코어 프로세서의 전력 소모량을 최소화하도록 설계되었다. 성능 평가 실험에서 제안된 기법이 기존 방법의 전력 소모량을 최대 38%까지 감소시킴을 확인하였다.

• 정보보호학회지
• /
• 제16권3호
• /
• pp.34-40
• /
• 2006

고속 암호프로세서는 매우 큰 대역폭을 필요로 하는 네트워크 보안 장비, 서버 시스템의 보안의 필수 요소이다. 암호 프로세서는 고속 대용량 처리를 위한 고성능 쪽과 유비쿼터스 등 이동 환경에 적합한 초소형 저전력 쪽으로 크게 두 가지로 나누어 질 수 있다. 이 논문에서는 암호 프로세서의 고속 구현의 몇 가지 요소 기술 들을 살펴 본다. 일반적으로 디지털 논리 설계에 많이 쓰이고 있는 파이프라인 기법과 이를 적용한 결과들을 살펴보고, 여러 개의 암호 코어를 쓰는 방법, 하나의 암호 코어로 여러 개의 세션을 처리할 때 속도 저하를 막기 위한 세션 변경 방법을 설명한다. 끝으로 처리 성능에 영향을 주는 인터페이스 부분을 USB2.0의 보기를 들어 살펴본다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
• /
• 제17권2호
• /
• pp.251-256
• /
• 2017

최근에 이르러, 범용 컴퓨터 뿐만이 아니라 임베디드 시스템 및 모바일 장치에서도 광범위하게 멀티코어 프로세서가 이용되어 그 성능이 증대되고 있다. 이러한 멀티코어 프로세서 시스템의 전력 소비량이 매우 중요하므로, 설계의 초기 단계에서 그 값을 정확하게 예측할 수 있어야 한다. 본 논문에서는 멀티코어 프로세서에 대하여 빠른 속도를 갖는 명령어 자취형 (trace-driven) 모의실험기 기반의 전력 분석기를 개발하였다. 이 때, 각 코어를 구성하는 하드웨어 유닛별 소비전력을 계산하여 합산하였다. 또한, SPEC 2000 벤치마크를 입력으로 모의실험을 수행하여 명령어 당평균 전력 소비량을 측정하였다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
• /
• 제18권10호
• /
• pp.13-21
• /
• 2013

최근 들어 칩 멀티 프로세서 상의 코어 개수는 지속적으로 증가하는데 반해, 이를 효율적으로 뒷받침하기 위한 멀티 프로그래밍 혹은 멀티 쓰레딩 기법은 부족한 실정이다. 이로 인해 실제 작업을 수행하지 않는 유휴 코어가 발생하였고, 해당 코어가 소유한 자원들 중 개별 캐시 부분은 유휴 캐시로 낭비되었다. 본 논문에서는 유휴 개별 캐시의 발생이 불가피함을 인지함과 동시에 그것을 칩 내 메모리 공간으로써 효율적으로 활용할 수 있는 기법을 제안한다. 제안된 기법은 유휴 캐시를 희생 캐시로 활용하는 방법이며, 이를 위해 요구되는 새로운 시스템 구성 및 캐시 일관성 프로토콜의 세부 동작을 소개한다. 본 논문에서 제시된 기법은 유휴 캐시를 사용하지 않을 때와 비교하여 4-코어 및 16-코어 기반 칩 멀티 프로세서 환경에서 각각 19.4%와 10.2%의 IPC 향상을 가져왔다.

• 한국정보과학회논문지:컴퓨팅의 실제 및 레터
• /
• 제14권8호
• /
• pp.768-772
• /
• 2008

SOC 기술의 발전과 더불어 최근 여러 개의 프로세서를 단일 칩에 집적한 멀티코어 프로세서가 기존 슈퍼스칼라 프로세서 구조에 비하여 보다 에너지 효율적으로 성능을 증가시키는 방안으로 채택되고 있다. 이에 온 칩 프로세서간 캐시 일관성 유지 문제가 시스템의 안정성과 성능에 큰 영향을 미치는 요소로 부각되고 있다. 본 논문에서는 단 방향 링 연결구조의 노드 순서와 데이타 전달 순서를 이용하여 캐시 일관성 유지 요청의 순서를 결정하는 RING-DATA ORDER를 제안하여 기존 GREEDY-ORDER 방식의 단점인 재 요청을 최소화하고 RING-ORDER의 단점인 토큰 관리의 부담을 없애면서 두 방식의 장점을 모두 가지는 캐시 일관성 유지 기법을 제안한다. RING-DATA ORDER는 기존의 공용 버스에 집중되는 일관성 유지 요청을 단 방향 링을 이용하여 각 노드에 골고루 배분함으로써 유효 대역폭을 높이고 데이타 전송 순서에 기반하여 간단하게 처리 순서를 결정할 수 있으므로 멀티코어에 쉽게 적용 가능한 캐시 일관성 유지 기법이다.

• 한국차세대컴퓨팅학회논문지
• /
• 제15권2호
• /
• pp.39-49
• /
• 2019

컴퓨팅 성능을 향상시키기 위해 다양한 구조적 설계 기법들이 제안되고 있는데 그중에서도 CPU-GPU 융합형 이종 멀티코어 프로세서가 많은 관심을 받고 있다. CPU-GPU 융합형 이종 멀티코어 프로세서는 단일 칩에 CPU와 GPU를 집적하기 때문에 일반적으로 CPU와 GPU가 Last Level Cache(LLC)를 공유하게 된다. LLC 공유는 CPU와 GPU 코어 사이에 심각한 캐쉬 경합이 발생하는 경우 각각의 코어 활용도가 저하되는 문제를 가지고 있다. 본 논문에서는 CPU와 GPU 사이의 캐쉬 경합 문제를 해결하기 위해 단일 LLC를 CPU와 GPU 각각의 공간으로 분할하고, 분할된 공간의 크기 변화가 전체 시스템 성능에 미치는 영향을 분석하고자 한다. 모의실험 결과에 따르면, CPU는 사용하는 LLC 크기가 커질수록 성능이 최대 21%까지 향상되지만 GPU는 사용하는 LLC 크기가 커져도 큰 성능변화를 보이지 않는다. 즉, GPU는 LLC 크기가 감소하더라도 CPU에 비하여 성능이 적게 하락함을 알 수 있다. GPU에서의 LLC 크기 감소에 의한 성능하락이 CPU에서의 LLC 크기 증가에 따른 성능향상보다 훨씬 작기 때문에 실험결과를 기반으로 각각의 코어에 LLC를 분할하여 할당한다면 전체적인 이종 멀티코어 프로세서의 성능을 향상시킬 수 있을 것으로 기대된다. 또한, 이러한 분석을 통해 향후 각 코어의 성능을 최대한 높일 수 있는 메모리 관리기법을 개발한다면 이종 멀티코어 프로세서의 성능을 크게 향상시킬 수 있을 것이다.

• 전자통신동향분석
• /
• 제29권5호
• /
• pp.176-185
• /
• 2014

최근 프로세서는 회로의 집적도 기술을 동작속도를 높이는 것에서 코어의 수를 늘리는 것으로 활용하고 있다. 근래에는 4코어, 8코어가 널리 쓰이고 있으며 서버급에서는 15코어, 18코어까지 출시되고 있다. 또한 향후 몇 년 안에 128코어를 넘어서서 수백 혹은 수천 코어의 Manycore 시스템까지 예상되고 있다. 이에 반해 프로세서를 관리하는 소프트웨어인 운영체제는 아직은 적은 수의 코어에 최적화되어 있는 것이 현실이다. 본 논문에서는 현재의 운영체제가 Manycore 시스템에서 어떠한 문제가 있는지를 알아보고, 세계 여러 연구소에서 이러한 문제를 해결하기 위해 제시한 몇 가지 운영체제를 소개함으로써 Manycore 시스템에 대응하는 운영체제의 변화를 살펴본다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
• /
• 제18권2호
• /
• pp.31-39
• /
• 2013

본 논문에서는 멀티코어 프로세서에서 단일 실시간 병렬 작업의 데드라인을 만족하면서 전력 소모량의 확률적 기대 값을 최소화하는 스케쥴링 기법을 제안하였다. 제안된 기법에서는 단일 작업을 여러 개의 코어들 상에서 동시에 수행하는 병렬 처리 기법을 적용하였고, 전체 코어들 중에서 일부의 코어들만을 사용하고 나머지 코어들의 전원을 소등하여 전력 소모량을 줄였다. 또한 한정된 개수의 이산적 클락 주파수 값들을 가지는 DVFS 기반 멀티코어 프로세서에 대해서, 확률적 계산량 모델을 가진 실시간 병렬 작업의 데드라인을 만족하면서 전력 소모량의 확률적 기대 값을 최소화함을 수학적으로 증명하였다. 성능평가 실험에서, 제안된 기법이 기존 방법의 전력소모량을 최대 81%까지 감소시킴을 확인하였다.

• 한국산업정보학회논문지
• /
• 제26권5호
• /
• pp.11-19
• /
• 2021

본 논문에서는 각 코어의 마일리지를 기반으로 하는 비대칭 멀티코어 프로세서의 스케줄링 기법을 제안한다. 저전력을 소비하며 일반성능을 갖는 LITTLE 코어와 고성능을 갖춘 대신 고전력을 소비하는 big 코어로 구성된 big-LITTLE 멀티코어 프로세서 구조를 고려하였다. 시스템에 태스크가 도착하여 처리해야 할 때, 프로세서는 태스크를 처리할 코어 유형(big 또는 LITTLE)을 먼저 결정한 다음 유휴 중인 코어들 가운데서 마일리지가 가장 작은 코어를 조사하여 해당 작업을 코어에 할당한다. 비대칭 멀티코어 할당을 위한 마일리지 기반 밸런싱 알고리즘을 개발하였으며 제안한 스케줄링 기법이 시스템 관리 관점에서 기존 방식보다 더 비용 효율적임을 보인다. 또한 시뮬레이션을 수행하여 제안한 알고리즘의 성능을 평가한다.