순위다중패턴매칭문제는 길이가 n인 텍스트 T와 패턴들의 집합 P' = {P1,P2…,Pk}가 주어졌을 때, P'에 속하는 패턴들과 상대적인 순위가 일치하는 T의 모든 부분문자열들의 위치를 찾는 문제이다. P'에서 가장 짧은 패턴의 길이가 m, 가장 긴 패턴의 길이를 $\bar{m}$, 모든 패턴들의 길이의 합을 M, q개의 연속된 문자들을 q-그램이라 할 때, 기존에 텍스트의 핑거프린트를 이용하여 순위다중패턴매칭문제를 $O(q!+nqlogq+Mlog\bar{m}+nM)$ 시간에 해결하는 알고리즘이 제시되었다. 본 논문에서는 텍스트의 핑거프린트를 활용하여 O(max(q!,M,n))개의 스레드를 이용하여 순위다중패턴매칭문제를 평균적으로 $O(\bar{m}+qlogq+n/q!)$ 시간에 해결하는 병렬 구현 방법을 제시한다. 실험 결과, n = 1,000,000, k = 1,000, m = 5, q = 3일 때, 본 논문에서 제시하는 병렬 구현 방법은 기존의 순차 알고리즘보다 약 19.8배 빠르게 수행되었다.
본 논문에서는 $GF(2^m)$상에서 표준기저를 사용한 두 다항식의 승산을 비트-병렬로 실현하는 새로운 형태의 고속 병렬 승산기를 제안하였다. 승산기의 구성에 앞서, 피승수 다항식과 기약다항식의 승산을 병렬로 수행한 후 승수 다항식의 한 계수와 비트-병렬로 승산하여 결과를 생성하는 MOD 연산부를 구성하였다. MOD 연산부의 기본 셀은 2개의 AND 게이트와 2개의 XOR 게이트로 구성되며, 이들로부터 두 다항식의 비트-병렬 승산을 수행하여 승산결과를 얻도록 하였다. 이러한 과정을 확장하여 m에 대한 일반화된 회로의 설계를 보였으며, 간단한 형태의 승산회로 구성의 예를 $GF(2^4)$를 통해 보였다. 또한 제시한 승산기는 PSpice 시뮬레이션을 통하여 동작특성을 보였다. 본 논문에서 제안한 승산기는 기본 셀에 의한 MOD 연산부가 반복적으로 이루어짐으로서 차수 m이 매우 큰 유한체상의 두 다항식의 승산에서 확장이 용이하며, VLSI에 적합하다. 또한 승산기회로의 내부에 메모리 소자를 사용하지 않기 때문에 연산과정 중 소자에 의해 발생하는 지연시간이 적으므로 고속의 연산을 수행할 수 있다.
본 논문에서는 유한체 GF($P^m$)상에서 모든 항의 계수가 이 아닌 두 다항식의 승산 알고리즘을 제시하였다. 제시된 승산 알고리즘을 이용하여 모듈 구조의 병렬 입-출력 승산기를 구성하였다. 제시된 승산기는 $(m+1)^2$개의 동일한 셀로 구성되었으며, 각각의 셀은 1개의 mod(p) 가산 게이트와 1개의 mod(p) 승산 게이트로 구성되었다. 본 논문에서 제시된 승산기는 클럭이 필요하지 않고 m개의 mod(p) 가산 게이트 지연시간과 1개의 mod(p) 승산 게이트 소자 지연시간만을 필요로 한다. 또한, 제시된 승산기는 규칙성과 셀 배열에 의한 모듈성을 가지므로 VLSI 회로 실현에 적합할 것이다.
실생활에서 2개의 병렬형 대기행렬 시스템은 흔히 발견된다. 병렬형 대기행렬 시스템에서 각 작업장은 서로 다른 고객 도착패턴과 고객 서비스 시간 분포를 갖는 경우가 많다. 이 논문은 서로 다른 서비스 시간을 갖는 병렬형 대기행렬 시스템에 총 서버 수가 제한되어 있는 상황에서 각각의 작업장에 적절한 수의 서버를 배치하는 문제를 다룬다. 각 작업장은 제한된 수의 서버를 전체 시스템의 가중평균 시스템 시간이 최소가 되는 기준에 따라 배치 받는다. 일반적으로 M/M/c 시스템은 시스템 시간에 대한 해석적 방법의 산출식이 알려져 있다. M/M/c 시스템에 대한 최적 서버 배치 방안을 해석적 방법에 따라 계산한 결과를 컴퓨터 시뮬레이션 실험 결과와 비교해 본 결과, 두 가지 방법에 의한 최적 해가 동일함이 확인되었다. M/M/c 시스템의 최적화 과정에서 발견한, 각 작업장의 유효작업부하가 가장 비슷하거나 같게 되도록 서버를 배치하는 방식인 CETI 규칙에 따라 M/G/c, G/M/c 그리고 G/G/c 시스템에 대한 컴퓨터 시뮬레이션 실험 결과를 제시하였다. 그 결과, 해석적 방법으로는 증명할 수 없지만 일부 G/G/c 시스템을 제외한 나머지 경우에서는 CETI 규칙이 최적의 서버 배치 방식인 것으로 나타났다.
본 논문에서는 $0.25{\mu}m$ GaAs pHEMT 공정을 이용하여 직-병렬변환기(Serial to Parallel Converter: SPC)의 설계 및 제작을 보였다. 직-병렬변환기는 코아-칩에 사용되는 4개의 위상천이기를 제어하기 위하여 4-bit로 구성하였다. SPC는 외부로부터 받은 직렬데이터 신호를 SPC 내부의 레지스터에 저장하고, 저장된 데이터를 병렬데이터로 변환 출력한다. 변환 출력된 각각의 데이터는 4개의 위상천이기를 제어할 수 있다. 제작된 SPC의 크기는 $1,200{\times}480{\mu}m^2$이며, 5 V 및 -3 V의 두 개 DC 전원을 사용한다. 각 DC 전원의 소모전류는 5 V는 7.1 mA, -3 V는 2.1 mA이다.
차세대 염기서열 분석법이 생성한 유전체 원시 데이터를 기존의 방식대로 하나의 서버에서 분석하기 위해서는 수십 시간이 필요할 수 있고 이러한 시간을 최대한 줄여야 하는 응급 상황도 존재한다. 따라서 본 연구에서는 고속의 네트워크로 연결되고 병렬 파일 시스템을 공유하는 서버 클러스터를 활용하여 분석 시간을 크게 단축 시킬 수 있는 유전체 데이터 분석의 전처리 프로세스의 병렬화 방법을 제안한다. 기존의 검증된 분석도구를 기반으로 프로세스의 병렬화, 데이터의 분배 및 병렬 병합 기법을 개발하였고 실험을 통해 성능을 향상 시킬 수 있음을 증명하였다.
본 논문은 GF(2$^{m}$ )상에서 파워썸 연산을 수행하는데 필요한 새로운 알고리즘과 그에 따른 병렬 입/출력 구조를 제안한다. 새로운 알고리즘은 최상위 비트 우선 구조를 기반으로 하고, 제안된 구조는 기존의 구조에 비해 낮은 하드웨어 복잡도와 적은 지연을 가진다. 이는 역원과 나눗셈 연산을 위한 기본 구조로 사용될 수 있으며 암호 프로세서 칩 디자인의 기본 구조로 이용될 수 있고, 또한 단순성, 규칙성과 병렬성으로 인해 VLSI 구현에 적합하다.
최신 기계번역 연구 동향을 살펴보면 대용량의 단일말뭉치를 통해 모델의 사전학습을 거친 후 병렬 말뭉치로 미세조정을 진행한다. 많은 연구에서 사전학습 단계에 이용되는 데이터의 양을 늘리는 추세이나, 기계번역 성능 향상을 위해 반드시 데이터의 양을 늘려야 한다고는 보기 어렵다. 본 연구에서는 병렬 말뭉치 필터링을 활용한 mBART 모델 기반의 실험을 통해, 더 적은 양의 데이터라도 고품질의 데이터라면 더 좋은 기계번역 성능을 낼 수 있음을 보인다. 실험결과 병렬 말뭉치 필터링을 거친 사전학습모델이 그렇지 않은 모델보다 더 좋은 성능을 보였다. 본 실험결과를 통해 데이터의 양보다 데이터의 질을 고려하는 것이 중요함을 보이고, 해당 프로세스를 통해 추후 말뭉치 구축에 있어 하나의 가이드라인으로 활용될 수 있음을 보였다.
본 논문에서는 근접한 Processing Element(PE)들간의 통신 부담을 경감시켜 영상신호를 실시간 처리할 수 있는 새로운 병렬처리 방식 ASIC 구조를 설계한다. 하나의 Sliding Memory Plane (SliM) Image Processor chip을 병렬처리 방식을 사용 $3\times3$ PE를 격자 형태로 연결한다. 제안하는 Image Processor를 구현할 수 있다. Sliding 개념은 별도의 보조 프로세서나 DMA를 사용치 않고 또한 PE들을 interupt 걸지 않고 모든 화소가 이웃 PE로 이동됨을 의미한다. 따라서 근접 통신과 계산이 동시에 일어나 기존의 격자 연결 병렬 컴퓨터의 결정적 단점인 근접 통신 부담을 경감시킬 수 있다. 또한 하나의 PE에 두 개의 입출력용 레지스터 plane을 사용, buffer를 제공하여 입출력 부담을 감소시킨다. SliM Image Processor에서는 단지 4개의 통신 link만으로 8가지 방향의 통신경로를 제공하는 by-passing path에 의해 통신 부담없이 대각선 통신을 수행할 수 있다. 제안하는 유일한 특성들로 인해 영상 신호 처리시 성능을 향상시킬 수 있다. 영상신호 처리를 위한 알고리즘들을 효율적으로 수행키 위한 PE, Image Processor 구조 및 명령어를 설계한다.
본 논문에서는 GF$(2^m)$ 상에서 기존의 비트직렬 곱셈기에 비해 짧은 지연 시간을 갖는 새로운 디지트병렬/비트직렬 곱셈기를 제안한다. 제안된 곱셈기는 유한체 GF$(2^m)$의 다항식기저 상에서 동작하며, D 클럭 사이클마다 곱셈의 결과를 출력한다. 여기에서 D는 디지트의 크기이다. 제안된 곱셈기는 기존의 비트직렬 곱셈기 보다는 짧은 지연시간에 곱셈의 결과를 얻을 수 있고, 비트병렬 곱셈기보다는 적은 하드웨어로 구현할 수 있다. 따라서 회로의 복잡도와 지연시간 사이에 적절한 절충을 꾀할 수 있는 장점을 가지고 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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