• 정보과학회 컴퓨팅의 실제 논문지
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• 제20권9호
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• pp.507-512
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• 2014

최근 전력의 한계 때문에 많은 트랜지스터를 모두 이용할 수 없는 '다크실리콘' 문제가 발생했다. 이 문제를 효율적으로 해결하기 위하여 CPU(Central processing unit)와 GPU(Graphic processing unit)를 함께 사용하여 분산처리하기 시작했다. 최근에는 CPU(Central processing unit)와 GPU(Graphic processing unit)가 메모리와 Last Level Cache를 공유하는 내장형 GPU 프로세서(Integrated graphic processing unit processor)가 등장했다. 하지만 CPU 프로세스와 GPU 프로세스가 LLC(Last level cache)로 접근하기 위한 어떠한 규칙이 없기 때문에, 동시에 CPU 프로세스와 GPU 프로세스 수행될 때 LLC(Last level cache)를 차지하기 위한 경쟁이 일어나 성능 저하가 발생한다. 본 논문에서는 캐시 접근 빈도가 큰 여러 개의 프로세스들이 수행됨에 따라 캐시 오염이 발생한 상황에서 GPU 프로세스의 성능 보장을 위하여 GPU 프로세스만을 위한 고정된 Last Level Cache 공간을 주는 캐시 분할방식이 필요함을 증명하고 캐시를 분할하기 위한 페이지 컬러링 기법을 소개하고 디자인한다.

• Journal of Positioning, Navigation, and Timing
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• 제3권3호
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• pp.99-105
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• 2014

A graphic processing unit (GPU) can perform the same calculation on multiple data (SIMD: single instruction multiple data) using hundreds of to thousands of special purpose processors for graphic processing. Thus, high efficiency is expected when GPU is used for the generation and correlation of satellite navigation signals, which perform generation and processing by applying the same calculation procedure to tens of millions of discrete signal samples per second. In this study, the structure of a GPU-based GNSS simulator for the generation and processing of satellite navigation signals was designed, developed, and verified. To verify the developed satellite navigation signal generator, generated signals were applied to the OEM-V3 receiver of Novatel Inc., and the measured values were examined. To verify the satellite navigation signal processor, the performance was examined by collecting and processing actual GNSS intermediate frequency signals. The results of the verification indicated that satellite navigation signals could be generated and processed in real time using two GPUs.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제33권11호
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• pp.853-858
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• 2006

본 논문에서는 깊이 영상기반의 3차원 그래픽 객체에 대하여 그래픽 처리 장치(Graphics Processing Unit, GPU)의 가속을 이용한 고속의 렌더링 기법을 제안한다. 제안하는 알고리즘은 최근의 그래픽 처리 장치의 새로운 특징과 프로그래밍이 가능한 쉐이더 기법을 이용하여, 속도가 느리거나 정적인 조명과 같은 기존의 일반적인 깊이 영상기반 렌더링 방법이 갖고 있는 단점을 극복할 수 있다. 깊이 영상기반 데이타의 3차원 변환 및 조명에 의한 효과 연산은 정점 쉐이더(vertex shader)에서 수행을 하고, 점 데이타의 적응적인 스플래팅(splatting)은 화소 쉐이더(fragment shader)에서 수행된다. 모의 실험결과, 소프트웨어 렌더링 또는 OpenGL 기반의 렌더링과 비교해서 괄목할 만한 렌더링 속도의 향상이 이루어졌다.

• 전기전자학회논문지
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• 제20권1호
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• pp.75-81
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• 2016

본 논문은 SIMT(Single Instruction Multi Thread)구조 GP-GPU(General Purpose Graphic Processing Unit)에서 그래픽 어플리케이션 성능을 향상시키기 위해 타일 기반 그래픽 파이프라인 구조를 제안한다. 타일 기반 그래픽 파이프라인 구조는 병렬적으로 Rasterization 단계를 처리하고, 불필요한 그래픽 처리 연산은 수행하지 않는다. SIMT구조를 통해 대용량 데이터를 병렬로 처리하여 연산 성능을 향상시켰고, 이는 3D 그래픽 파이프라인 처리의 성능을 향상하였다. 제안하는 구조를 통해 3D 그래픽 어플리케이션을 처리할 때 3D 모델을 구성하는 정점 데이터가 많아 질수록 높은 효율을 보인다. 제안하는 구조는 'RAMP'와 기존의 선행 연구를 비교하여 약 1.18배에서 최대 3배까지의 처리 성능 향상을 확인하였다.

• Journal of the Optical Society of Korea
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• 제15권3호
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• pp.264-271
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• 2011

In this paper we examine and compare the computational speeds of three-dimensional (3D) object recognition by use of digital holography based on central unit processing (CPU) and graphic processing unit (GPU) computing. The holographic fringe pattern of a 3D object is obtained using an in-line interferometry setup. The Fourier matched filters are applied to the complex image reconstructed from the holographic fringe pattern using a GPU chip for real-time 3D object recognition. It is shown that the computational speed of the 3D object recognition using GPU computing is significantly faster than that of the CPU computing. To the best of our knowledge, this is the first report on comparisons of the calculation time of the 3D object recognition based on the digital holography with CPU vs GPU computing.

• 항공우주기술
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• 제13권1호
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• pp.174-183
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• 2014

부가처리시스템(Value-Added Processing System, VAPS)은 아리랑위성 영상자료 후처리를 위하여 개발되었으며 최근 VAPS의 성능 개선을 위하여 소프트웨어 버전과 하드웨어 사양이 변경되었다. 본 연구는 기존 VAPS(ver.1.0)의 성능 개선에 대해서 설명하고 개선된 VAPS(ver.2.0)에 대한 체계적인 성능 평가에 목적이 있다. 이를 위하여, 남한과 북한에서 실험지역(test-bed)을 선정하고 이들 지역에 대한 아리랑위성 2호, 3호 영상자료를 이용하여 자료처리 실험을 수행하였다. 결론적으로 VAPS(ver.2.0)는 정사영상과 모자이크영상 등과 같은 높은 레벨의 제품을 생성할 수 있는 능력이 있으며, 특히 그래픽처리장치(Graphic Processing Unit)를 사용하는 ver.2.0의 경우 자료처리 속도가 ver.1.0에 비해 최대 10배 이상 향상된 것으로 나타났다.

• Journal of Information Processing Systems
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• 제7권1호
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• pp.63-74
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• 2011

As a powerful and flexible processor, the Graphic Processing Unit (GPU) can offer a great faculty in solving many high-performance computing applications. Sweep3D, which simulates a single group time-independent discrete ordinates (Sn) neutron transport deterministically on 3D Cartesian geometry space, represents the key part of a real ASCI application. The wavefront process for parallel computation in Sweep3D limits the concurrent threads on the GPU. In this paper, we present multi-dimensional optimization methods for Sweep3D, which can be efficiently implemented on the finegrained parallel architecture of the GPU. Our results show that the overall performance of Sweep3D on the CPU-GPU hybrid platform can be improved up to 4.38 times as compared to the CPU-based implementation.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제10권5호
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• pp.857-864
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• 2006

본 논문은 휴대형 3D그래픽 가속기를 위한 벡터 처리기, 누승기, 제산기 및 제곱근기 회로 설계에 관하여 기술한다. 설계된 연산기는 부동소수점 대신 OpenGL/ES에서 권장하는 16.16 고정 소수점 방식을 사용하여 모바일 환경에서 저전력/저면적으로 동작하도록 하였다. 벡터 처리기는 RB 수체계 기반으로 설계되었으며 일반적인 4개의 승산기와 3개의 가산기로 구현한 방식에 비해 30%의 동작성능이 향상됐고, 10%의 면적 감소를 이루었다. 누승기, 제산기 및 제곱근기는 로그 수체계 기반으로 설계되었으며 이진수-로그 변환 시 룩업 테이블을 사용하지 않고 6-영역의 근사화 방법을 이용한 조합회로로 구현하였다. 누승기, 제산기 및 제곱근기는 일반적인 룩업 테이블로 구현한 방식과 비교하여 면적이 대폭 감소되었다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제18권1호
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• pp.1-10
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• 2013

본 논문은3차원레이저레이더(LADAR, Laser Ladar) 영상 생성 시스템 개발을 수행함에 있어, 요구되는 실시간 처리를 구현하기 위해 CPU(Central Processing Unit) 및 GPU(Graphic Processing Unit)의 병렬처리 구조를 설계하는 CUDA(Common Unified Device Architecture) 기반 소프트웨어(SW, Software) 구현 기법에 대하여 설명한다. LADAR 시스템은 레이저 거리정보를 기반으로 3차원 영상을 생성하는 복잡도 높은 시스템으로써, 각 단계별로 많은 량의 처리 자원이 필요하다. 따라서, 한정된 시스템 자원 내에서 이를 실시간으로 처리하기 위해서는 반드시 병렬처리 구조를 설계 및 적용해야 한다. 본 논문에서는, 처리 알고리즘의 단계적 분석을 통해 분할 가능한 작업에 대하여 CUDA GPU로 할당 및 처리를 수행함으로써, 시스템에서 요구하는 실시간 처리를 달성하였으며, 처리 속도 분석을 통해 최대 46%의 처리 속도 향상을 확인할 수 있었다.

• Tribology and Lubricants
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• 제28권4호
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• pp.160-166
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• 2012

This paper presents a Reynolds equation solver for hydrostatic gas bearings, implemented to run on graphics processing units (GPUs). The original analysis code for the central processing unit (CPU) was modified for the GPU by using the compute unified device architecture (CUDA). The red-black Gauss-Seidel (RBGS) algorithm was employed instead of the original Gauss-Seidel algorithm for the iterative pressure solver, because the latter has data dependency between neighboring nodes. The implemented GPU program was tested on the nVidia GTX580 system and compared to the original CPU program on the AMD Llano system. In the iterative pressure calculation, the implemented GPU program showed 20-100 times faster performance than the original CPU codes. Comparison of the wall-clock times including all of pre/post processing codes showed that the GPU codes still delivered 4-12 times faster performance than the CPU code for our target problem.