• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제12권5호
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• pp.10-21
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• 2012

통합형셰이더 코어 구조 개발 이후 GPU는 그래픽스 전용 연산장치에서 범용 연산장치로 발달하고 있다. 특히, 병렬 응용 프로그램들은 병렬화된 하드웨어 구조를 효과적으로 활용할 수 있기 때문에, GPU를 활용하여 병렬 응용프로그램들을 실행시키는 기법이 주목을 받고 있다. 하지만, 현재의 GPU 구조는 비그래픽스 응용프로그램을 실행하는데 있어서 병렬성을 충분히 확보하지 못하다는 한계를 가지고 있기 때문에, 이를 해결하기 위해 GPU 구조는 빠르게 변화하고 있다. 본 논문에서는 GPU 구조의 개발 방향을 살펴보기 위해, 비그래픽스 병렬 응용프로그램들을 수행하는 경우에 코어 개수 및 동작 주파수 등의 하드웨어구조에 따른 GPU의 성능을 상세히 분석하고자 한다. 실험 결과, 코어 개수가 30에서 192로 늘어나고 동작주파수가 325MHz에서 450MHz로 증가함에 따라 GPU 성능은 28.9%에서 125.8%, 4.4%에서 16.2% 각각 향상되는 반면 성능 향상 효율성은 감소하는 것을 볼 수 있다. 성능 향상 효율성 감소의 주된 원인은 향상된 연산 능력에 맞추어 증가된 데이터 요구를 메모리가 적절하게 처리하지 못하기 때문이다. 결과적으로 GPU의 성능 향상 효율성을 더욱 높이기 위해서는 연산 능력 향상과 더불어 시스템 자원들 또한 GPU 구조에 맞게 변경되어야 함을 구체적인 실험을 통해 알 수 있다.

• 한국정보과학회논문지:컴퓨팅의 실제 및 레터
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• 제6권3호
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• pp.319-328
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• 2000

메시지 전달 인터페이스(MPI)는 기존의 다양한 병렬 프로그램 개발 환경을 표준화한 것으로써, 메시지 전달 인터페이스를 기반으로 하는 병렬 컴퓨터 시스템은 응용 프로그램을 수많은 프로세서들에 분산 배치시켜 수행한다. 구성되는 각각의 프로세서 노드들은 연산을 하고 서로 결과를 메시지로 교환하여 수행을 하게 된다. 그러나 병렬 컴퓨터를 구성하는 노드들 중에서 어느 한 노드 또는 작업 중인 프로세스가 고장을 일으킨다면 수행되는 응용 프로그램은 그 동안의 수행 결과를 잃게 되며, 또한 응용 프로그램을 구성하는 모든 프로세스들은 중단될 것이다. 본 논문에서는 이와 같은 문제를 해결하기 위해 기존의 MPI에 고장 관리자(Fault Manager) 모듈을 추가함으로써 고장 허용 메시지 전달 인터페이스인 FT-MPI 를 제안한다. 제안한 FT-MPI는 고장 처리를 위한 추가적인 하드웨어 지원이 필요하지 않으며 기존의 MPI 응용 프로그램들이 수정 없이 수행될 수 있다는 장점을 지닌다. 제안한 고장 허용 방법은 프로세스 이중화 기법인 hot-spare 방법을 사용하였으며, 시뮬레이션을 통해 제안한 FT-MPI가 고장이 발생하더라도 응용 프로그램이 올바르게 수행되며, 고장 허용 기능으로 인한 수행 시간상의 오버헤드는 5%를 넘지 않음을 보인다.

• 한국정보과학회논문지:컴퓨팅의 실제 및 레터
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• 제16권8호
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• pp.863-867
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• 2010

최근 멀티코어 프로세서들이 범용 PC 뿐만 아니라 임베디드 시스템에서도 탑재될 만큼 그 사용이 보편화되고 있는 상황에서, 많은 멀티미디어 응용 프로그램이 이들을 활용하여 병렬화 되고 있다. 그러나 멀티미디어 데이터의 암호화와 같이 응용 프로그램에 데이터 종속성이 내재한 경우에는 멀티코어를 이용한 효과적인 병렬처리가 어렵다는 문제가 있다. 본 논문에서는 이러한 한계를 극복하기 위하여 유휴 코어를 이용하여 계산과 통신을 중첩시키는 병렬처리 기법을 제안한다. 특히, 주어진 멀티미디어 데이터를 처리하고 전송하는 문제를 응용 프로그램 수준의 파이프라인 설계 문제로 해석하여 최적의 파이프라인 단계수를 도출하는 방법을 제안한다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 1998년도 가을 학술발표논문집 Vol.25 No.2 (3)
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• pp.732-734
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• 1998

본 논문에서는 메시지 전달을 기반으로 하는 병렬 분산 시스템에 고장 감내 기능을 추가하기 위한 고장 감내 기법과, 고장 복구에 따른 프로세서들간의 일관성 유지방법을 제안하였다. 메시지 전달을 기반으로 하는 병렬 컴퓨터 시스템상에서 응용 프로그램들은 수많은 노드들에 분산 배치되어 수행이 되는데, 그중 어느 한 노드 또는 작업 중인 프로세서가 고장을 일으킨다면 이로 인하여 전체 응용 프로그램이 중단 될 것이다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 고장 감내 기능 추가가 필요하며, 그 방법으로서 동일한 작업을 수행하는 프로세서를 서로 다른 노드상에 이중화하여 하나의 프로세서에 고장이 발생하더라도 계속 작업중인 예비 프로세서를 이용함으로써 전체 응용 프로그램이 아무런 영향을 받지 않도록 하였다. 그리고 이를 MPI상에 서브 모듈로써 설계하고 구현하였다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2005년도 춘계학술발표대회
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• pp.941-944
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• 2005

최근에는 대량의 데이터가 생산되고, 저장되며, 전송되고 있다. 따라서 이러한 대량의 데이터를 보다 효율적으로 관리하는 기술, 데이터를 고속으로 전송하는 기술이 연구되고 있다. 그 중, GridFTP는 고속으로 데이터를 전송하기 위해 연구되고 있는 기술로, 병렬연결들을 생성하고 이들을 통해 동시에 데이터를 전송함으로써 보다 빠른 전송을 실현하고 있다. 그러나 그리드 환경의 VO 간에 데이터를 병렬로 전송하는 응용 프로그램들이 증가하게 된다면, VO 간에 소켓 연결 수가 증가하게 되고, 따라서 각 연결들 간에 간섭이 발생하게 된다. 따라서 본 논문에서는 소켓 연결들 간의 간섭을 실험을 통하여 분석하고, 한 응용 프로그램에 의해 생성되는 병렬연결이 할당받게 될 대역폭을 예측함으로써, VO 간의 병렬 전송을 제어하는 메커니즘의 토대를 마련하고자 한다.

• 한국정보과학회논문지:소프트웨어및응용
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• 제26권12호
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• pp.1542-1552
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• 1999

자료 병렬성이란 자료 집합의 원소들에 대하여 동일한 작업을 동시에 수행하므로써 얻어지는 병렬성을 말한다. 함수형 언어에서 자료 집합에 대한 반복 수행은 재귀적 자료형에 대한 재귀 함수에 의하여 표현된다. 본 논문에서는 이러한 재귀 함수를 자료 병렬 프로그램으로 변환하기 위한 병렬화 방법을 제시한다. 생성되는 병렬 프로그램의 병렬 수행 구조로는 일반적인 형태의 재귀적 자료형에 대하여 정의되는 다형적인 자료 병렬 연산을 사용하여 트리, 리스트 등과 같은 일반적인 재귀적 자료 집합에 대한 자료 병렬 수행이 가능하도록 하였다. 재귀 함수의 병렬화를 위해서는, 함수를 이루는 각각의 계산들의 병렬성을 재귀 호출에 의해 존재하는 의존성에 기반하여 분류하고, 이에 기반하여 각각의 계산들에 대한 적절한 자료 병렬 연산을 사용하는 병렬 프로그램을 생성하였다.Abstract Data parallelism is obtained by applying the same operations to each element of a data collection. In functional languages, iterative computations on data collections are expressed by recursions on recursive data structures. We propose a parallelization method for data-parallel implementation of such recursive functions. We employ polytypic data-parallel primitives to represent the parallel execution structure of the object programs, which enables data parallel execution with general recursive data structures, such as trees and lists. To transform sequential programs to their parallelized versions, we propose a method to classify the types of parallelism in subexpressions, based on the dependencies of the recursive calls, and generate the data-parallel programs using data-parallel primitives appropriately.

• 정보처리학회논문지A
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• 제13A권5호
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• pp.445-454
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• 2006

본 논문에서는 자료 집약적인 분산 또는 병렬 응용의 시뮬레이터들과, 정확도에 대하여 사용자가 정의한 요구 조건이 주어지는 경우에 그 조건을 만족하는 방법들 중에서 가장 효율적인 것을 선택하게 하는 방법론을 제시하고자 한다. 이 방법론은 응용 프로그램의 속성을 기반으로 적당한 시뮬레이션을 선택하는 일련의 시험들로 구성되어 있다. 그리고, 각 시뮬레이터는 응용 프로그램의 실행시간의 두 가지 측정치들, 최소기대 시간과 최대 기대 시간을 제공한다. 본 논문에서는 현존하는 응용 프로그램들에 이 방법론을 적용한 결과를 제시하고, 각 응용 프로그램의 실행시간보다 수십에서 수백배 빠르면서도 정확하게 그 응용을 시뮬레이션 할 수 있다는 것을 보인다.

• 한국정보처리학회논문지
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• 제6권2호
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• pp.307-314
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• 1999

본 논문에서는 순차 언어로 작성된 프로그램을 '병렬화'와 지역성 향상'을 목적으로 변형시키는 최적화 기법에 대해서 논의한다. 의존성과 지역성을 고려하여 순차 프로그램의 루프 구조를 분석하고, 루프 분산과 루프 병합 기법을 적용하여 프로그램을 변형시킨다. 이 변형된 프로그램은 쉽게 '굵은 단위'의 병렬성과 지역성이 향상된 형태의 쓰레드 프로그램으로 표현될 수 있다. 따라서 이 변형 기법은 최적화/자동병렬화 컴파일러 구현에 유용하게 응용될 수 있다. 4개의 SPARC 프로세서를 장착한 Solaris 시스템에서 이 기법을 SPEC95 프로그램에 적용하여 시험한 결과 순차프로그램과는 20∼62%, 기존의 SUIF 병렬화 컴파일러와는 3∼12% 정도의 수행시간이 개선되는 효과를 얻게 되었다.

• 정보처리학회논문지A
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• 제13A권2호
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• pp.137-146
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• 2006

최근 Chip-level MuitiThreading(CMT) 기술을 내장한 프로세서 들이 출시되면서 그들을 기반으로 하는 공유 메모리 다중 프로세서(SMP: Shared Memory Multiprocessor) 서버 또한 그 사용이 점점 더 보편화 되고있다. OpenMP는 그 사용의 효율성으로 인하여 SMP 시스템을 위한 응용 프로그램의 병렬화를 위한 표준이 되었다. 고성능 컴퓨팅(HPC: High Performance Computing) 응용프로그램 분야에서 더욱 더 빠른 컴퓨터의 처리 능력에 대한 요구가 증가함에 따라, OpenMP 지시어를 사용하여 병렬화된 HPC 응용 프로그램 들의 성능과 확장성을 높이는 일은 그 중요성이 점차 증대되고 있다. 본 논문에서는 CMT 기술을 내장한 대용량 SMP서버인 Sun Fire E25K에서 OpenMP 지시어를 사용하여 병렬화된 HPC 응용 프로그램 들의 suite인 SPEC OMPL(OpenMP를 위한 표준 벤치마크 suite)의 성능과 확장성에 관해 연구했다. 본 논문에서는 또한 SPEC OMPL에 대한 CMT 기술의 효능을 평가하였다.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제26권4호
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• pp.420-431
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• 1999

이 논문은 병렬 공유 메모리 시스템의 성능을 정확하게 평가할수 있으며 MIT의 Proteus 시뮬레이터의 기능을 확장한 시뮬레이터인 Trojan 에 대해 언급한다. 이 논문에서 언급되는 trojan 의 주요한 기능으로는 다음과 같다. 첫째, Trojan 은 프로세스 기반 응용 프로그램(예를 들어 SPLASH)과 쓰레드 기반 응용 프로그램들(예를 들어 SPLASH2) 에 대해 효율적 시뮬레이션을 제공한다. 둘째, 수행 구동 시뮬레이터 중에 처음으로 가상 메모리 시뮬레이션 기능이 구현되었다. 실제 운영체제의 가상 메모리 시스템과 하드웨어 시스템과의 상호작용 및 가상 메모리 시스템의 성능을 평가할수 있게 되었다. 기존의 공유 메모리 시뮬레이터들은 공유 메모리를 참조하기위해서 시뮬레이터 자체가 제공하는 문법에 맞게 변경해야만 하는 단점이 있다. 이 논문에서처럼 Trojan 시뮬레이터는 캐쉬동작, 네트웍통신양, 다주프로세서 시스템 설계,그리고 병렬 공유 응용 프로그램동작 및 성능 연구에 효율적이고 폭넓게 사용되고 있다.