최근에 이르러, 과거 수퍼스칼라 프로세서의 하드웨어 복잡도와 전력소모 문제를 극복하기 위하여 멀티코어 프로세서가 상용화 되어 널리 이용되고 있다. 이러한 멀티코어 프로세서의 설계 초기 단계에서는 광범위한 모의실험을 수행하는 것이 매우 중요하다. 그러나 기존의 실행 위주(execution-driven)의 멀티코어 프로세서 모의실험기는 속도가 느리다는 단점이 있다. 본 논문에서는 이것을 극복하기 위하여 빠른 속도를 갖는 명령어 자취형 (trace-driven) 멀티코어 프로세서 모의실험기를 개발하였으며, 이것을 이용하여 2 개에서 16 개까지의 멀티코어 프로세서에 대하여 SPEC 2000 벤치마크를 입력으로하여 모의실험을 수행하였다. 모의실험 결과, 16개의 코어를 이용하는 멀티코어 프로세서에서 평균 4.1 IPC의 성능과 단일코어 대비 13.3 배의 성능 향상을 기록하였다.
대한전자공학회 2004년도 ICEIC The International Conference on Electronics Informations and Communications
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pp.204-208
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2004
Embedded business will be expanded market more and more since customers seek more wearable and ubiquitous systems. Cellular telephones, PDAs, notebooks and portable multimedia devices could bring higher microprocessor revenues and more rewarding improvements in performance and functions. Increasing battery capacity is still creeping along the roadmap. Until a small practical fuel cell becomes available, microprocessor developers must come up with power-reduction methods. According to MPR 2003, the instruction and data caches of ARM920T processor consume $44\%$ of total processor power. The rest of it is split into the power consumptions of the integer core, memory management units, bus interface unit and other essential CPU circuitry. And the relationships among CPU, peripherals and caches may change in the future. The processor working on higher operating frequency will exact larger cache RAM and consume more energy. In this paper, we propose advanced low power trace cache which caches traces of the dynamic instruction stream, and reduces cache access times. And we evaluate the performance of the trace cache and estimate the power of the trace cache, which is compared with conventional cache.
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.
In order to overcome the complexity and performance limit problems of superscalar processors, the multi-core architecture has been prevalent recently. Usually, the number of cores mostly used for the multi-core processor architecture ranges from 2 to 16. However in the near future, more than 32-cores are likely to be utilized, which is called as many-core processor architecture. Using SPEC 2000 benchmarks as input, the trace-driven simulation has been performed for the 32 to 1024 many-core architectures extensively. For 1024-cores, the average performance scores 15.7 IPC, but the performance increase rate is saturated.
운영 체제의 코어에 Intel PT가 포함된 경우, 크래시 발생 시 디버거는 프로그램 상태를 검사할 수 있을 뿐만 아니라 크래시를 발생시킨 제어 플로우를 재구성할 수 있다. 또한, 커널 패닉 및 기타 시스템 정지와 같은 상황을 디버그하기 위해 실행 트레이스 범위를 전체 시스템으로 확장할 수도 있다. 2세대 PT인 WinIPT 라이브러리는 Windows 10 (버전 1809/Redstone 5)에서 제공하는 IOCTL 및 레지스트리 메커니즘을 통해 프로세스 별 및 코어 별 트레이스를 실행할 수 있는 추가 코드가 포함된 Intel PT 드라이버를 포함하고 있다. 즉 기존 1세대 PT에서 비정규화된 방식으로만 제한적인 접근이 가능했던 PT 트레이스 정보를 2세대 PT에서는 운영 체제에서 제공하는 IOCTL 및 레지스트리 메커니즘을 통해 프로세스 별 및 코어 별 트레이스를 실행할 수 있게 되었다. 본 논문에서는 1/2세대 PT를 이용하여 윈도우 환경에서 PT 데이터 패킷의 수집 저장 디코딩 및 악성코드 검출을 위한 방법을 비교 설명하였다.
Three-dimensional forging analysis becomes an inevitable tool to make design process more reliable and more producible. In this study, in order to make the investigation for three-dimensional forging analysis more conveniently and accurately, a new post processor was developed. For post-processing of multi-stage forging simulation, efficient data structure was proposed and applied by using STL. New file architecture was developed to handle successive and huge data efficiently, common in three-dimensional forging analysis. Since sectioning and flow tracing plays an important role in the investigation of analysis result, we developed an algorithm suitable for 4-node and 10-node tetrahedron. This flow tracing algorithm can trace and reverse-trace flow through remeshing. Developed program shows good performance and functionality. Especially, a big size problem can be handled easily due to proposed data structure and file architecture.
최근에 컴퓨터, 노트북, 태블릿 PC 및 모바일 장치에서 널리 이용되고 있는 멀티코어프로세서의 성능에 큰 영향을 끼치는 DRAM에 대한 중요성이 날로 증가되고 있다. 이에 따라 산업계와 학계에서 미래의 DRAM에 대한 활발한 연구가 진행되고 있다. 따라서, 모의실험을 통하여 멀티코어 프로세서의 성능을 평가할 때 보다 정확한 DRAM 모델을 갖추는 것이 중요하다. 본 논문에서는 DRAM 시뮬레이터와 연동할 수 있는 명령어 자취형 (trace-driven) 멀티코어 프로세서 모의실험기를 개발하였다. 또한, SPEC 2000 벤치마크를 입력으로 모의실험을 수행하여, 싸이클 단위로 정확하게 동작하는 DD3 모델이 멀티코어 프로세서의 성능에 끼치는 영향을 분석하였다.
In order to overcome the hardware complexity and power consumption problems, recently the multi-core architecture has been prevalent. For hardware simplicity, usually RISC processor is adopted as the unit core processor. However, if the performance of unit core processor is enhanced, the overall performance of the multi-core processor architecture can be further increased. In this paper, out-of-order superscalar processor is utilized for the multi-core processor architecture. Using SPEC 2000 benchmarks as input, the trace-driven simulation has been performed for the out-of-order superscalar cores between 2 and 16 extensively. As a result, the 16-core out-of-order superscalar processor for the window size of 16 resulted in 17.4 times speed up over the single-core out-of-order superscalar processor, and 50 times speed up over the single core RISC processor. When compared for the same number of cores on the average, the multi-core out-of-order superscalar processor performance achieved 3.2 times speed up over the multi-core RISC processor and 1.6 times speed up over the multi-core in-order superscalar processor.
지금까지 오랜 시간 동안 범용 프로세서는 개발자에게 버그 수정을 할 수 있는 도구들을 제공하기 위해 전용 하드웨어/소프트웨어 트레이싱 모듈을 제공했다. 전용 하드웨어 트레이서는 성능 분석 및 디버깅에 모두 사용되는 막대한 양의 데이터를 로그로 실시간으로 생성한다. 프로세서 트레이스 (PT)는 CPU에서 실행되는 분기를 추적하는 Intel CPU를 위한 새로운 하드웨어 기반 추적 기능으로 최소한의 노력으로 모든 실행 코드의 제어 흐름을 재구성할 수 있다. 이러한 하드웨어 트레이스 기능들은 운영체제에 통합되어 프로파일 링 및 디버깅 메커니즘과의 긴밀한 통합이 가능하게 되었다. 본 논문에서는 윈도우 환경에서 PT가 제공하는 기능을 이용하여 실시간 트레이스 및 악성코드 검출을 위한 기본 데이터를 제공하는 확장된 PT 디코더 구조를 제안하였다.
This paper describes a method that is integrated trace for real-time virtualization environment. This method has solved the problem that the performance trace may not be able to analyze integrated method between heterogeneous operating systems which is consists of real-time operating systems and general-purpose operating system. In order to solve this problem, we have attempted to reuse the performance analysis function in general-purpose operating system, thereby real-time operating systems can be analyzed along with general-operating system. Furthermore, we have implemented a prototype based on ARM Cortex-A15 dual-core processor. By using this integrated trace method, real-time system developers can be improved productivity and reliability of results on real-time virtualization environment.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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