• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제19권6호
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• pp.101-108
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• 2014

병렬 머신 스케줄링은 주어진 작업들의 총 완료 시간이 최소가 되도록 작업들을 병렬 머신들에 할당하는 문제로 강철 산업, 반도체 제조, 플라스틱 산업 등 다양한 제조 시스템 분야에서 활용되고 있다. 각 작업들은 준비 과정과 처리 과정을 거치게 되는데, 응용 분야에 따라 제거 과정이 필요한 경우도 있다. 이 중 처리 과정은 병렬 머신만 사용되는데 비해, 준비 과정이나 제거 과정은 서버와 병렬 머신이 동시에 사용된다. 기존의 연구들은 단일 서버를 사용하거나 준비 과정과 처리 과정만을 고려하는 연구가 대부분인데, 단일 서버를 사용하는 경우에는 서버에 병목 현상이 발생하게 되어 총 완료 시간이 늦어지게 되고, 병렬 머신의 수를 증가시키더라도 총 완료 시간은 별로 향상되지 않는 단점을 가지게 된다. 본 연구에서는 다중 서버를 사용하고 준비 과정, 처리 과정, 제거 과정을 모두 고려하는 병렬 머신 스케줄링 알고리즘을 제안하고, 서버의 수와 병렬 머신의 수가 총 완료 시간에 어떤 영향을 미치는지 실험을 통해 분석하였다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2010년도 추계학술발표대회
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• pp.1753-1756
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• 2010

최근 들어 가상화 기술은 서버의 통합에 뿐만 아니라, 임베디드 시스템에서도 널리 사용되고 있다. 하지만, 가상화 시스템에서는 물리 프로세서가 게스트 운영체제에게 직접 전달되지 않으며, 게스트 운영체제는 가상 프로세서를 통해서 실행할 수 밖에 없다. 따라서, 기존의 처리량 기준의 공평성 스케줄러가 가상머신 모니터에서 동작하는 경우, 실시간 스케줄링이 불가능하다. 본 연구에서는 멀티코어 기반의 가상화 시스템에서 실시간 태스크의 실행을 보장하는 기법을 소개한다. 특히, 본 논문에서는 계층형 스케줄링의 특성과 최대 병렬성 조건을 통하여 멀티코어 가상머신의 스케줄 가능성 분석 기법을 제시한다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제16권10호
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• pp.2303-2308
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• 2012

본 논문은 마감시간을 가지는 병렬 태스크들을 스케줄하는 문제를 다룬다. 특히, 가단성 태스크, 다시 말해서, 수행시간이 수행 머신들의 개수의 함수로 주어지는 태스크를 다룬다. 스케줄링 알고리즘의 목표는 마감시간 안에 수행을 끝마친 태스크들의 작업량의 합을 최대화하는 것이다. 이 문제는 NP-hard 문제로 알려져 있다. 따라서, 근사 알고리즘을 찾으려하고, 알고리즘의 성능은 최적 알고리즘 성능과의 비, 다시 말해서, 근사비를 구해서 분석한다. 특히, 본 논문에서는 알고리즘이 최적 알고리즘보다 많은 자원, 즉, 보다 많은 머신들을 가지는 경우에 근사비를 구할 것이다. 이것은 자원추가분석이라고 불린다. 본 논문은 최적 알고리즘보다 1.5배의 머신들을 사용해서 3.67의 근사비를 보장하는 스케줄링 알고리즘을 제안한다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제22권5호
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• pp.49-54
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• 2022

최근 클라우드 시스템에서 병렬가속기를 사용하는 사례가 늘면서 가속기 내에서 멀티태스킹을 통해 자원 이용률을 높이는 것이 중요한 이슈로 부각되고 있다. 본 논문에서는 병렬가속기 내 자원 사용 패턴을 컴퓨팅 중심과 메모리 중심으로 분류하여 워크로드를 배치하는 방식이 자원 이용률 측면에서 충분한 효과를 나타내지 못함을 보이고, 워크로드별 상세 자원 이용률에 기반한 새로운 스레드 블록 스케줄링 기법을 제안한다. 제안한 기법은 기존 방식과 달리 프로파일링과 스케줄링을 분리하여 스케줄링시의 오버헤드를 줄이고 병목 자원이 일치하지 않는 워크로드들을 최대한 중복 배치하여 자원 이용률을 높인다. 다양한 가상머신 시나리오에 대한 시뮬레이션 실험을 통해 제안한 기법이 병렬가속기의 처리량을 평균 130.6%, 최대 161.4%까지 개선함을 보인다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2003년도 가을 학술발표논문집 Vol.30 No.2 (1)
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• pp.301-303
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• 2003

사용자 쓰레드와 시스템 쓰레드간의 1:1 맵핑 모델은 병렬성을 지원하는 장점이 있고, M: N 맵핑은 병렬성 지원과 빠른 문맥교환의 장점이 있다. 리눅스 자바 가상 머신에서는 1:1 맵핑 모델만을 지원한다. 연성 실시간을 보장하기 위해서는 쓰레드간의 문맥교환을 최소화하여 성능 향상시킬 필요가 있다. 이 논문에서는 자바 어플리케이션 레벨에서 경량 프로세스(Light Weight Process, LWP) 개념을 도입하여 리눅스 자바 가상 머신에서 M: N 맵핑을 지원하는 자바 쓰레드 모델을 제안한다. 제안한 모델은 그린 쓰레드 (Green Thread)의 빠른 문맥교환과 네이티브 쓰레드(Native Thread)의 병렬성 지원 장점을 혼합한 것으로 빠른 처리속도와 자바 플랫폼의 독립성을 그대로 유지할 수 있다. 또한, MTR-LS 알고리즘을 경량 프로세스 스케줄링에 채택함으로서, 자바 응용프로그램의 연성 실시간을 보장한다. 1:l 및 M:1 맵핑 모델과의 성능 비교를 통해 제안한 모델이 좋은 성능과 연성 실시간을 보장한다는 것을 보인다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2013년도 춘계학술발표대회
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• pp.123-124
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• 2013

비용대비 작업 처리의 효율을 위해서는 사용자들의 작업 요구사항에 적절한 자원을 선택하고 요구 작업을 적절한 할당된 자원에 스케쥴링하는 플랫폼이 필수적이다. 또한 이러한 플랫폼은 사용자의 SLA 에 따라 작업 처리 기한 안에 요구 비용 이내로 작업을 처리할 수 있도록 결정을 내릴 수 있어야 하고 요구 작업량의 변화에 따라 즉각 대응을 하기 위하여 실시간적인 결정을 내릴 수 있어야 한다. 이러한 복잡한 결정 사항들을 최적 판단으로 대신 처리해주는 미들웨어로 클라우드 자원 브로커 시스템을 사용할 수 있다. 클라우드 자원 브로커 시스템은 작업 스케쥴링과 자원 프로비저닝 등이 가격, 처리시간에 중요한 선택 및 수행을 한다. 기존의 많은 논문들에서의 작업 스케줄링은 다중 테넌트 정책의 클라우드가 제공하는 사용자들간의 가상 머신 독립에 초점을 두어 하나의 가상 머신이 하나의 작업에 한정되도록 처리하는 방식이었다. 이는 병렬화의 정도가 낮은 어플리케이션의 경우 시스템 활용률이 낮아 자원 활용율이 떨어진다. 이를 다수의 작업을 멀티 태스킹, 멀티 스레드의 방법으로 하나의 가상 머신에서 처리하도록 하여 스레드 레벨 병렬화의 이점을 이용해 자원 이용률을 높임으로 효율을 높이고자 한다.

• 전자공학회논문지
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• 제54권5호
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• pp.48-61
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• 2017

클라우드 컴퓨팅의 IaaS 서비스는 유지비용 없이 원하는 만큼의 고성능 가상 머신을 사용할 수 있다는 장점 덕분에 대용량 병렬 프로그램을 실행하기 위한 고성능 컴퓨팅 환경으로 주목받고 있다. 이러한 고성능 컴퓨팅 환경에서 병렬 프로그램의 실행에 소요되는 시간은 태스크 스케줄링 알고리즘에 좌우된다. 클라우드 컴퓨팅 환경을 기반으로 하는 태스크 스케줄링 알고리즘에 관한 연구는 사용자 부담 비용을 최소화하는 알고리즘이 주류를 이루었으며, 병렬 프로그램의 실행을 최대한 빨리 끝내기 위한 알고리즘에 관한 연구는 거의 이루어지지 않았다. 본 논문에서는 사용자 부담 비용 등의 제약 없이 병렬 프로그램을 최대한 빨리 끝내기 위한 알고리즘인 HAGD 알고리즘과, HAGD 알고리즘이 사용하는 새로운 성능 향상 기법인 묶음 태스크 복제 기법을 제안한다. 묶음 태스크 복제 기법은 기존 태스크 복제 기법을 단순화하였으며, HAGD 알고리즘은 고성능 컴퓨팅 환경과 병렬 프로그램의 특성에 맞추어 태스크 삽입 기법 혹은 묶음 태스크 복제 기법을 사용한다. 성능 평가 결과, 제안하는 알고리즘이 환경 특성과 관계없이 우수한 표준화한 전체 실행 시간을 제공하는 것을 확인하였다.

• 정보처리학회논문지:컴퓨터 및 통신 시스템
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• 제9권9호
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• pp.189-196
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• 2020

최근 클라우드 환경에서는 고성능 연산이 가능한 GPU(Graphics Processing Unit) 장치를 가상머신에게 적용한 GPU 클라우드 컴퓨팅 기술이 많이 사용되고 있다. 클라우드 환경에서 가상머신에게 할당된 GPU 장치는 대규모 병렬 처리를 통해 CPU보다 더 빠르게 연산을 수행할 수 있으며, 이로 인해 다양한 분야의 고성능 컴퓨팅 서비스들을 클라우드 환경에서 운용할 때 많은 이점을 얻을 수 있다. 클라우드 환경에서 GPU 장치는 가상머신의 성능 향상에 많은 도움을 주지만 가상머신의 CPU 사용 시간을 기반으로 작동하는 가상머신 스케줄러에서는 GPU 장치의 사용 시간이 고려되지 않아 다른 가상머신들의 성능에 영향을 미친다. 본 논문에서는 클라우드 환경에서 가상머신에게 GPU를 할당할 때 많이 사용되는 직접 통로기반 GPU 가상화 환경에서 GPGPU(General-Purpose computing on Graphics Processing Units) 작업을 수행하는 가상머신으로 인한 다른 가상머신들의 성능 저하 현상을 검증하고 분석하며, 이를 해결하기 위한 가상머신의 GPGPU 작업 관리 기법을 제안한다.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제27권5호
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• pp.450-463
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• 2000

배열 재분산은 분산 메모리 컴퓨팅 환경에서 응용 프로그램의 수행 속도를 빠르게 하기 위해 많이 사용되고 있다. 특히 GEN BLOCK간 재분산은 동적으로 부하가 변화하는 경우 최적화된 성능을 보이기 위해 필요하다. 배열 재분산에 관한 기존 연구들은 대부분 CYCLIC(N)등과 같은 정규 분산 패턴간 재분산에 대해서만 이루어져 왔다. 그러나 GEN BLOCK등과 같은 비정규 분산 패턴간 재분산에서 발생하는 메시지패싱들은 정규 분산 패턴간 재분산과는 다른 특정을 보이기 때문에 이에 대한 새로운 연구가 필요하다. 본 논문은 GEN BLOCK간 재분산에서 발생하는 메시지패싱들에 정규 분산 패턴간 재분산에서 발견되 는 규칙성은 없는 반면 공간 지역성 (spacial locality)이 존재함을 보이고, 이를 기반으로 최소 스텝 정리와 최소 크기 정리가 재분산의 성능을 향상시키는데 중요함을 증병하였으며, 기존의 리스트 스케줄링 방식에 재구성 단계(relocation phase)를 추가함으로써 최적 스케줄을 생성하는 알고리즘을 제시하였다. 마지막으로 제안한 알고리즘의 성능을 평가하기 위해 ， CRAY T3E와 IBM SP2에서 성능 평가를 수행 하였으며， 그 결과 분산 메모리 병렬 머신에서 최소 스텝 정리와 최소 크기 정리를 만족하는 스케줄이 GEN BLOCK간 재분산의 성능 향상에 중요함을 보였다.