• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제9권1호
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• pp.1-7
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• 2009

This paper describes design of high energy efficiency 32 bit parallel processor core using instruction-levels data gating and dynamic voltage scaling (DVS) techniques. We present instruction-levels data gating technique. We can control activation and switching activity of the function units in the proposed data technique. We present instruction-levels DVS technique without using DC-DC converter and voltage scheduler controlled by the operation system. We can control powers of the function units in the proposed DVS technique. The proposed instruction-levels DVS technique has the simple architecture than complicated DVS which is DC-DC converter and voltage scheduler controlled by the operation system and a hardware implementation is very easy. But, the energy efficiency of the proposed instruction-levels DVS technique having dual-power supply is similar to the complicated DVS which is DC-DC converter and voltage scheduler controlled by the operation system. We simulate the circuit simulation for running test program using Spectra. We selected reduced power supply to 0.667 times of the supplied power supply. The energy efficiency of the proposed 32 bit parallel processor core using instruction-levels data gating and DVS techniques can improve about 88.4% than that of the 32 bit parallel processor core without using those. The designed high energy efficiency 32 bit parallel processor core can utilize as the coprocessor processing massive data at high speed.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제18권9호
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• pp.1-10
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• 2013

본 논문에서는 대표적인 특징점 추출 알고리즘인 SIFT(Scale-Invariant Feature Transform)를 매니코어 프로세서를 이용하여 병렬 구현하고, 이를 실행 시간, 시스템 이용률, 에너지 효율 및 시스템 면적 효율 측면에서 분석하였다. 또한 기존의 고성능 CPU와 GPU(Graphics Processing Unit)와의 성능 비교를 통해 제안하는 매니코어의 잠재가능성을 입증하였다. 모의실험 결과, 매니코어를 이용한 SIFT 알고리즘 구현 결과는 기존의 OpenCV 구현 결과와 정확도면에서 동일하였고, 매니코어 구현은 고성능 CPU 및 GPU 구현보다 실행시간 측면에서 우수하였다. 또한 본 논문에서는 SIFT알고리즘의 옥타브 크기에 따른 에너지 효율 및 시스템 면적 효율을 분석하여 최적의 모델을 제시하였다.

• 정보보호학회논문지
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• 제21권6호
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• pp.161-169
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• 2011

최근 지능형 비디오 감시 시스템은 영상 분석 및 인식기술 등의 보다 진화된 기술 개발을 요구하고 있다. 특히, 비디오 영상에서 객체를 식별하기 위하여 Support Vector Machine(SVM)과 같은 기계학습 알고리즘이 이용된다. 그러나 SVM은 대용량의 데이터를 학습시키기 위하여 많은 계산량이 필요하기 때문에 수행시간을 효율적으로 감소시키기 위하여 병렬처리 기법을 적용할 필요가 있다. 본 논문에서는, 최근 사용이 증가하고 있는 멀티코어 프로세서를 활용한 SVM 학습의 병렬처리 방법을 제안한다. 4-코어 프로세서를 이용한 실험 결과, 제안 방법은 SVM 학습의 순차처리 방법과 비교하여 2.5배 정도 수행시간이 감소됨을 확인하였다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제16권10호
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• pp.11-21
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• 2011

본 논문에서는 멀티미디어에 내재한 무수한 데이터를 효율적으로 처리할 수 있는 SIMD(Single Instruction Multiple Data) 기반 병렬 프로세서를 소개한다. 또한, 인텔사의 대표적인 멀티미디어 전용 명령어인 MMX (MultiMedia eXtension)타입 명령어를 병렬 프로세서에 구현하여 성능을 평가하고 결과를 분석한다. 16개의 32-비트 프로세서로 구성된 병렬프로세서를 이용하여 1280x1024픽셀 이미지의 JPEG 압축 애플리케이션을 구현하고 모의 실험한 결과, 동일한 병렬프로세서 기반에서 MMX타입 명령어는 베이스라인 명령어보다 약 50%의 성능 향상을 보였다. 또한, MMX타입 명령어는 베이스라인 명령어보다 에너지 효율에서 100%, 시스템 면적 효율에서 51%의 향상을 보였다. 이러한 결과는 MMX를 포함한 멀티미디어 전용 명령어들이 현재 널리 사용되고 있는 매니코어 GPU(Graphics Processing Unit) 및 다양한 형태의 병렬프로세서에서도 잠재 가능성이 있음을 보여준다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제8권10호
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• pp.3520-3537
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• 2014

Video copy detection methods have emerged in recent years for a variety of applications. However, the lack of efficiency in the usual retrieval systems restricts their use. In this paper, we propose a parallel implementation strategy for content based video copy detection (CBCD) by using a multi-core processor. This strategy can support video copy detection effectively, and the processing time tends to decrease linearly as the number of processors increases. Experiments have shown that our approach is successful in speeding up computation and as well as in keeping the performance.

• 정보과학회 논문지
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• 제44권9호
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• pp.878-886
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• 2017

본 논문에서는 고성능컴퓨팅 분야에서 주로 활용되는 MPI 응용들을 인텔의 차세대 매니코어 프로세서인 Knights Landing(KNL)에서 실행할 때 발생할 수 있는 성능 병목 현상 및 이를 해결하기 위한 효율적인 자원 할당 방법에 대해서 논의하고자 한다. KNL은 기존의 가속기 형태의 매니코어 프로세서 형태뿐만 아니라 자체적으로 부팅이 가능한 형태의 호스트 프로세서로 구성되어 있으며, 기존의 DDR4 기반의 메모리와 함께 향상된 대역폭을 가진 새로운 형태의 온-패키지 메모리를 장착해서 출시되었다. 이러한 새로운 매니코어 프로세서 아키텍처에 최적화된 자원 할당 방법을 연구함으로써 다중 MPI 응용 실행 성능의 향상과 전체적인 시스템 활용률을 높일 수 있음을 실험적으로 검증하였다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제17권1호
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• pp.171-181
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• 2012

본 논문은 대칭키 기반의 암호 알고리즘으로 사용하는 AES 암호 알고리즘을 정의하고, 멀티코어 프로세서의 자원을 최대 활용하기 위한 병렬 암호 알고리즘 설계를 제안한다. 제안한 병렬 암호 알고리즘은 코어의 개수에 따라 암호 알고리즘을 쓰레드별로 할당하여 암호 연산의 병렬 수행을 확인하였고, AES 암호 알고리즘에 비해 약 30% 성능향상을 확인하였다. 암호 알고리즘의 암 복호화 성능은 바이너리 비교 분석 툴을 통해 확인하여, AES 암호 알고리즘과 제안한 병렬 암호 알고리즘의 바이너리는 동일 결과를 확인하였으며, 복호화한 바이너리 또한 동일하였다. 본 논문에서 제안한 멀티코어 프로세서 환경의 병렬 암호 알고리즘은 개인 PC, 노트북, 서버, 모바일 환경에서 금융 서비스의 인증 및 결제에 적용 가능하고, 대형 데이터의 고속 암호화 연산이 필요한 분야에서 활용 가능하다.

• 한국정보과학회논문지:컴퓨팅의 실제 및 레터
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• 제16권7호
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• pp.775-787
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• 2010

GPU(Graphics Processing Unit)는 범용 CPU와는 달리 다수코어 스트리밍 프로세서(manycore streaming processor) 형태로 특화되어 발전되어 왔으며, 최근 뛰어난 병렬 처리 연산 능력으로 인하여 점차 많은 영역에서 CPU의 역할을 대체하고 있다. 이러한 추세에 따라 최근 NVIDIA 사에서는 GPGPU(General Purpose GPU) 아키텍처인 CUDA(Compute Unified Device Architecture)를 발표하여 보다 유연한 GPU 프로그래밍 환경을 제공하고 있다. 일반적으로 CUDA API를 사용한 프로그래밍 작업시 GPU의 계산구조에 관한 여러 가지 요소들에 대한 특성을 정확히 파악해야 효율적인 병렬 소프트웨어를 개발할 수 있다. 본 논문에서는 다양한 실험과 시행착오를 통하여 획득한 CUDA 프로그래밍에 관한 최적화 기법에 대하여 설명하고, 그러한 방법들이 프로그램 수행의 효율에 어떠한 영향을 미치는지 알아본다. 특히 특정 예제 문제에 대하여 효과적인 계층 구조 메모리의 접근과 코어 활성화 비율(occupancy), 지연 감춤(latency hiding) 등과 같이 성능에 영향을 미치는 몇 가지 규칙을 실험을 통해 분석해봄으로써, 향후 CUDA를 기반으로 하는 효과적인 병렬 프로그래밍에 유용하게 활용할 수 있는 구체적인 방안을 제시한다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제9권2호
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• pp.728-741
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• 2015

Stereo vision has become an important technical issue in the field of 3D imaging, machine vision, robotics, image analysis, and so on. The depth map extraction from stereo video is a key technology of stereoscopic 3D video requiring stereo correspondence algorithms. This is the matching process of the similarity measure for each disparity value, followed by an aggregation and optimization step. Since it requires a lot of computational power, there are significant speed-performance advantages when exploiting parallel processing available on processors. In this situation, multi-core CPU may allow many parallel programming technologies to be realized in users computing devices. This paper proposes parallel implementations for calculating disparity map using a shared memory programming and exploiting the streaming SIMD extension technology. By doing so, we can take advantage both of the hardware and software features of multi-core processor. For the performance evaluation, we implemented a parallel SAD algorithm with OpenMP and SSE2. Their processing speeds are compared with non parallel version on stereoscopic streaming video. The experimental results show that both technologies have a significant effect on the performance and achieve great improvements on processing speed.

• 정보과학회 논문지
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• 제43권9호
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• pp.1060-1065
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• 2016

최근 비디오 시스템은 초고해상도 영상의 사용으로 병렬처리의 필요성이 대두되고 있고, 시스템은 ARM big.LITTLE 같은 비대칭 처리능력을 지닌 컴퓨팅 시스템이 도입되고 있다. 따라서, 이 같은 비대칭 컴퓨팅 환경에 최적화된 초고해상도 UHD 비디오 병렬처리 기법이 필요한 시점이다. 본 논문은 인코딩/디코딩 시에 비대칭 컴퓨팅 환경에 최적화 된 HEVC 타일(Tile) 분할 기법을 제안한다. 제안하는 방식은 (1) 비대칭 CPU 코어들의 처리능력과 (2) 비디오 크기별 연산 복잡도 분석 모델을 분석하여, (3) 각 코어에 최적화된 크기의 타일을 할당함으로써, 처리속도가 빠른 CPU 코어와 느린 코어의 인코딩/디코딩 시간차를 최소화한다. 이를 ARM기반의 비대칭 멀티코어 플랫폼에서 4K UHD 표준 영상을 대상으로 실험하였을 때, 평균 약 20%의 디코딩 시간 개선이 발생함을 확인하였다.