플로어플랜 기법에 따른 3차원 멀티코어 프로세서의 성능, 전력효율성, 온도 분석

최홍준,손동오,김종면,김철홍,Choi, Hong-Jun,Son, Dong-Oh,Kim, Jong-Myon,Kim, Cheol-Hong 한국정보처리학회 2010 정보처리학회논문지 A Vol.17 No.6

공정기술 발달로 인해 칩 내부 집적도가 크게 증가하면서 내부 연결망이 멀티코어 프로세서의 성능 향상을 제약하는 주된 원인이 되고 있다. 내부 연결망에서의 지연시간으로 인한 프로세서 성능 저하 문제를 해결하기 위한 방안 중 하나로 3차원 적층 구조 설계 기법이 최신 멀티코어 프로세서를 설계하는데 있어서 큰 주목을 받고 있다. 3차원 적층 구조 멀티코어 프로세서는 코어들이 수직으로 쌓이고 각기 다른 층의 코어들은 TSV(Through-Silicon Via)를 통해 상호 연결되는 구성으로 설계된다. 2차원 구조 멀티코어 프로세서에 비해 3차원 적층 구조 멀티코어 프로세서는 내부 연결망의 길이를 감소시킴으로 인해 성능 향상과 전력소모 감소라는 장점을 가진다. 하지만, 이러한 장점에도 불구하고 3차원 적층 구조 설계 기술은 증가된 전력 밀도로 인해 발생하는 프로세서 내부 온도 상승에 대한 적절한 해결책이 마련되지 않는다면 실제로는 멀티코어 프로세서 설계에 적용되기 어렵다는 한계를 지니고 있다. 본 논문에서는 3차원 멀티코어 프로세서를 설계하는데 있어서 온도 상승 문제를 해결하기 위한 방안 중 하나인 플로어플랜 기법을 다양하게 적용해 보고, 기법 적용에 따른 프로세서의 성능, 전력효율성, 온도에 대한 상세한 분석 결과를 알아보고자 한다. 실험 결과에 따르면, 본 논문에서 제안하는 온도를 고려한 3가지 플로어플랜 기법들은 3차원 멀티코어 프로세서의 온도 상승 문제를 효과적으로 해결함과 동시에, 플로어플랜 변경으로 데이터 패스가 바뀌면서 성능이 저하될 것이라는 당초 예상과는 달리, 온도 하락으로 인해 동적 온도 제어 기법의 적용 시간이 줄어들면서 성능 또한 향상시킬 수 있음을 보여준다. 이와 함께, 온도 하락과 실행 시간 감소로 인해 시스템에서의 전력 소모 또한 줄일 수 있을 것으로 기대된다. As the process technology scales down and integration densities continue to increase, interconnection has become one of the most important factors in performance of recent multi-core processors. Recently, to reduce the delay due to interconnection, 3D architecture has been adopted in designing multi-core processors. In 3D multi-core processors, multiple cores are stacked vertically and each core on different layers are connected by direct vertical TSVs(through-silicon vias). Compared to 2D multi-core architecture, 3D multi-core architecture reduces wire length significantly, leading to decreased interconnection delay and lower power consumption. Despite the benefits mentioned above, 3D design technique cannot be practical without proper solutions for hotspots due to high temperature. In this paper, we propose three floorplan schemes for reducing the peak temperature in 3D multi-core processors. According to our simulation results, the proposed floorplan schemes are expected to mitigate the thermal problems of 3D multi-core processors efficiently, resulting in improved reliability. Moreover, processor performance improves by reducing the performance degradation due to DTM techniques. Power consumption also can be reduced by decreased temperature and reduced execution time.

부동산공법상 매수청구권 제도에 관한 연구

최홍준 ( Choi Hong-jun ) 건국대학교 법학연구소 2018 일감부동산법학 Vol.16 No.-

사회는 각 구성원들의 재산권을 포함한 기본권을 최대한 보장하여야 한다. 하지만 기본권 중에서 재산권과 같은 기본권은 그 보장이 무제한적으로 보장되는 것은 아니며 합리적이고 타당한 근거에 따라 일정한 범위 내에서 제한될 수 있다고 본다. 그러나 그 제한에도 일정한 한계가 있음은 주지의 사실이다. 그와 같은 재산권에 대한 한계를 이탈하는 것으로 평가되는 것에는 국토계획법상의 도시계획시설의 장기미집행으로 인한 재산권 침해와 개발제한구역법상의 계획제한으로 인한 재산권의 침해가 대표적이다. 그리하여 헌법재판소는 (구) 도시계획법상 도시계획시설의 설치를 위한 도시계획결정에 대하여 헌법불합치 결정을 하였고 그에 따라 매수청구권 제도와 실효제도가 신설되었다. 하지만 여전히 개인의 재산권에 대한 권리구제의 장치가 미흡한 것이 현실이다. 그리하여 그에 대한 문제점을 분석하고 입법적 개선방안을 모색하고자 하였다. The society shall guarantee the basic rights including the property rights of each member to the utmost. However, basic rights such as property rights among basic rights are not guaranteed indefinitely, and public interest as a reasonable and reasonable ground can be limited within a certain range. However, it is a well-known fact that there are limitations to the limit. Representation of such property rights is the infringement of property rights due to the infringement of property rights due to the long-term exploitation of urban planning facilities under the National Land Planning Act and restriction of plans under the Restricted Zone Act. Thus, the Constitutional Court made a decision on the unconstitutionality of the city planning decision for the designation of the restricted area for development and the establishment of the long - term unplanned urban planning facility. However, it is still a reality that there is not enough equipment of the right to relieve the rights of the individual. Therefore, we analyze the problems and propose the following legislative improvements.

ABS-Polyethylene 혼합물의 저온 열분해 특성평가

최홍준 ( Hong Jun Choi ),정상문 ( Sang Mun Jeong ),이봉희 ( Bong Hee Lee ) 한국화학공학회 2012 Korean Chemical Engineering Research(HWAHAK KONGHA Vol.50 No.2

The low-temperature pyrolysis of ABS, polyethylene (PE) and an ABS-polyethylene (ABS-PE) mixture was conducted in a batch reactor at 450˚C. The conversion and the product yield were measured as a function of the reaction time with a variation of the mixture composition. The oil products formed during pyrolysis were classified into gas, gasoline, kerosene, gas oil and heavy oil according to the petroleum product quality standard of the Ministry of Knowledge Economy. The pyrolysis conversion increases with an increase in the content of PE. The yield of the pyro-lytic products was ranked as heavy oil>gas>gasoline>gas oil>kerosene as the content of PE in the mixture increases.

SNS 댓글 연관분석을 활용한 댓글 검색

최홍준(Hong-Jun Choi),정재호(Jae-Ho Jung),정재현(Jae-Hyun Jung),전민재(Min-Jae Jeon),강원석(Won-Seog Kang) 한국컴퓨터교육학회 2020 한국컴퓨터교육학회 학술발표대회논문집 Vol.24 No.2(A)

최근 스마트폰이 상용화됨에 따라 SNS 사용이 급증하고 있다. 늘어나고 있는 SNS 댓글에서 자신이 원하는 자료를 효율적으로 찾을 필요가 있다. 검색 엔진은 원하는 자료를 빠르게 검색해주지만 연관된 자료를 찾아주기 힘들다. 본 연구는 이 문제를 해결하기 위해 연관된 자료를 이용한 댓글 검색 시스템을 설계, 구현한다. 이 시스템은 댓글 코퍼스에 들어있는 공기 정보를 이용하여 질의와 연관된 단어들을 찾고 그 연관 단어를 이용하여 댓글을 검색한다. 실험 결과 일반 댓글 검색시스템보다 정확도의 범위안에서 리콜이 높아짐을 알 수 있었다. 이 연구를 통해 한국어 분석기술과 연관검색 기술을 학습하여 응용할 수 있었다.

다양한 벤치마크 프로그램 실행에 따른 GPU의 성능 및 전력의 정량적인 평가

최홍준(Hong Jun Choi),손동오(Dong Oh Son),김종면(Jong Myon Kim),김철홍(Cheol Hong Kim) 대한전기학회 2014 정보 및 제어 심포지엄 논문집 Vol.2014 No.10

GPU can improves the performance of computing system since GPU vendors provide the convenient APIs such as CUDA which utilize the GPU resources more easily. Even though power consumption as well as performance is important factor in designing GPU, most recent researches focus on the performance improvement. Power consumption should be considered since it has strong relation with both cost and reliability. Therefore, we analyze the performance and the power consumption of the GPU. According to our experimentation results, high GPU performance cannot guarantee that it shows the better performance per watt.

필터 캐쉬의 저온도 유지를 위한 프로세서 설계 기법

최홍준(Hong-Jun Choi),양나라(Na-Ra Yang),이정아(Jeong-A Lee),김종면(Jong-Myon Kim),김철홍(Cheol-Hong Kim) 한국컴퓨터정보학회 2010 韓國컴퓨터情報學會論文誌 Vol.15 No.1

지난 수십 년 동안 프로세서의 성능은 크게 발전하여 왔다. 하지만, 공정 기술의 발달에 기인한 프로세서의 급속한 성능 향상은 최근 들어 몇 가지 문제점들에 직면하고 있다. 반도체 공정 기술이 크게 발전하면서 회로 집적도가 급속도로 높아짐에 따라서 단위 면적당 소모되는 전력량의 증가와 그에 따른 열섬 현상이 대표적인 문제점으로 인식되고 있다. 이와 같은 최근 상황에서, 최신의 프로세서를 설계할 때에는 전력 효율성 향상과 온도 제어 기술이 반드시 함께 고려되어야만 한다. 본 논문에서는 프로세서에서 소비되는 전력의 상당 부분을 차지하고 있는 명령어 캐쉬의 전력 효율성을 향상시키기 위해 사용되는 대표적인 기법 중 하나인 필터 캐쉬 구조에서 발생하는 필터 캐쉬의 온도 상승 문제를 해결하기 위한 기법을 제안함으로써 저전력과 저온도 유지를 동시에 해결하고자 한다. 제안하는 변형 필터 캐쉬 구조는 세 가지로 분류된다. 프로세서가 명령어를 요청 시 필터 캐쉬와 메인 캐쉬를 선택적으로 접근하도록 하는 바이패스 필터 캐쉬 구조, 동일한 크기의 필터 캐쉬를 하나 더 추가하여 기존의 필터 캐쉬와 추가한 필터캐쉬를일정시간동안 번갈아 접근하도록하는 중복필터캐쉬구조, 그리고기존의필터캐쉬를두 개의독립된 필터 캐쉬로 분할하여 요청 명령어에 따라선택적으로 접근되도록 하는 분할필터 캐쉬 구조이다. 본논문에서는 제안된 변형 필터 캐쉬 기법들의 효율성을 정확하게 측정하기 위하여 Wattch 시뮬레이터와 Hotspot을 사용하여 모의실험을 수행한다. 모의실험결과, 본 논문에서 제안하는 세 가지 기법 중 분할 필터 캐쉬 구조가 저온도 필터 캐쉬유지에 가장 적합한 구조임을 확인할 수 있다. Recently, processor performance has been improved dramatically. Unfortunately, as the process technology scales down, energy consumption in a processor increases significantly whereas the processor performance continues to improve. Moreover, peak temperature in the processor increases dramatically due to the increased power density, resulting in serious thermal problem. For this reason, performance, energy consumption and thermal problem should be considered together when designing up-to-date processors. This paper proposes three modified filter cache schemes to alleviate the thermal problem in the filter cache, which is one of the most energy-efficient design techniques in the hierarchical memory systems : Bypass Filter Cache (BFC), Duplicated Filter Cache (DFC) and Partitioned Filter Cache (PFC). BFC scheme enables the direct access to the L1 cache when the temperature on the filter cache exceeds the threshold, leading to reduced temperature on the filter cache. DFC scheme lowers temperature on the filter cache by appending an additional filter cache to the existing filter cache. The filter cache for PFC scheme is composed of two half-size filter caches to lower the temperature on the filter cache by reducing the access frequency. According to our simulations using Wattch and Hotspot, the proposed partitioned filter cache shows the lowest peak temperature on the filter cache, leading to higher reliability in the processor.

RF 기술을 적용한 농업용 릴방제기 원격제어시스템 개발에 관한 연구

최홍준(Hong-Jun Choi),전광연(Gwang-Yeon Jeon),차인수(In-Su Cha),윤정필(Jeong-Phil Yoon) 전력전자학회 2007 전력전자학술대회 논문집 Vol.- No.-

농업 분야 시장개방이 확대되고 농업에 종사하는 연령의 고령화로 인해 농기계류의 자동화는 수요자의 요구와 함께 최우선적으로 해결되어야 할 과제로 꼽히고 있으며, 극한의 환경에서 원활하게 작동되는 자동화 시스템의 필요성이 대두되고 있다. 본 논문에서는 농기계류 중에서 현장에서 널리 쓰이는 릴 방제기의 원격 제어 장치의 개발에 관한 것이다.

ABS 수지의 저온 열분해에 의한 액화특성 연구

최홍준 ( Hong Jun Choi ),정상문 ( Sang Mun Jeong ),이봉희 ( Bong Hee Lee ) 한국화학공학회 2011 Korean Chemical Engineering Research(HWAHAK KONGHA Vol.49 No.4

The low temperature pyrolysis of ABS resin has been carried out in a batch reactor under the atmospheric pressure. The effect of the reaction temperature on the yield of pyrolytic oils has been determined in the present study. The oil products formed during pyrolysis were classified into gas, gasoline, kerosene, gas oil and heavy oil according to the petroleum product quality standard of Ministry of Knowledge Economy. The conversion reaches 80% after 60 min at 500℃ in the pyrolysis of ABS resin. The amount of the final product was ranked as gas heavy oil> gasoline> gas oil> kerosen based on the yield. The yields of heavy oil and gas oil increase with an increase in the reaction time and temperature.

범용 응용프로그램 실행 시 하드웨어 구성과 분기 처리 기법에 따른 GPU 성능 분석

최홍준(Hong Jun Choi),김철홍(Cheol Hong Kim) 한국콘텐츠학회 2013 한국콘텐츠학회논문지 Vol.13 No.3

GPU의 연산 능력과 유연성이 강화됨에 따라, GPU는 그래픽 응용프로그램뿐만 아니라 범용 응용프로그램도 수행한다. 특히, GPU 회사들이 제공하는 API를 활용함으로써 프로그래머들은 보다 쉽게 GPGPU 응용프로그램을 작성할 수 있다. 하지만 대부분의 범용 응용프로그램은 분기 명령어를 많이 포함하고 있기 때문에, 범용 응용프로그램을 수행하는 경우 GPU의 연산 자원을 충분히 활용할 수 없다. 분기 명령어를 처리하기 위해서 다양한 워프 생성 기법들이 제안되었다. GPU 구조에서는 높은 연산 자원 활용률을 보이는 워프 생성기법이 우수한 성능을 보일 것으로 예상된다. 하지만 예상과는 달리, 실험 결과에 따르면 높은 연산 자원활용률을 보이는 워프 생성 기법의 성능이 상대적으로 낮은 연산 자원 활용률을 보이는 워프 생성 기법의 성능보다 낮게 나타난다. 높은 연산 자원 활용률을 보이는 워프 생성 기법에서 유발한 많은 메모리 요구로 인한 심각한 메모리 병목 현상이 원인으로 분석된다. 그러므로 적절한 하드웨어 지원이 없는 경우, 높은 연산자원 활용률이 반드시 우수한 성능을 보장한다고 할 수 없다. 이러한 이유로, 본 논문에서는 하드웨어 자원과 워프 생성 기법사이의 상관관계에 대한 상세한 분석을 수행하고자 한다. 본 논문의 분석 결과는 분기 명령어에 의해 발생된 GPU의 성능 저하 문제를 해결하고자 할 때 중요한 가이드라인이 될 것이다. Due to increased computing power and flexibility of GPU, recent GPUs execute general purpose parallel applications as well as graphics applications. Programmers can use GPGPU by using the APIs from GPU vendors. Unfortunately, computational resources of GPU are not fully utilized when executing general purpose applications because of frequent branch instructions. To handle the branch problem, several warp formations have been proposed. Intuitively, we expect that the warp formations providing higher computational resource utilization show higher performance. Contrary to our expectations, according to simulation results, the performance of the warp formation providing better utilization is lower than that of the warp formation providing worse utilization. This is because warp formation providing high utilization causes serious memory bottleneck due to increased memory request. Therefore, warp formation providing high computation utilization cannot guarantee high performance without proper hardware resources. For this reason, we will analyze the correlation between hardware configuration and warp formation. Our simulation results present the guideline to solve the underutilization problem due to branch instructions when designing recent GPU.

응용프로그램 실행에 따른 CPU/GPU의 온도 및 컴퓨터 시스템의 에너지 효율성 분석

최홍준(Hong-Jun Choi),강승구(Seung-Gu Kang),김종면(Jong-Myon Kim),김철홍(Cheol-Hong Kim) 한국컴퓨터정보학회 2012 韓國컴퓨터情報學會論文誌 Vol.17 No.5

전력 소모 증가와 칩 내부 온도 증가라는 문제점들로 인해 동작 주파수 증대를 통해 CPU의 성능을 향상시키는 기법은 점차 한계에 다다르고 있다. 이와 같은 상황에서, CPU의 작업량을 줄여주는 GPU를 활용하는 것은 컴퓨터 시스템의 성능을 향상시키기 위해 사용되는 대표적인 방안 중 하나이다. GPU는 그래픽 작업을 위해 개발된 프로세서로 기존에는 그래픽 작업들만을 전담으로 처리하여 왔지만, CUDA와 같이 GPU 자원을 쉽게 활용할 수 있는 기술이 점차 개발됨에 따라서 GPU를 범용 연산에 활용함으로써 고성능 컴퓨터 시스템을 구현하는 기법이 주목을 받고 있다. 본 논문에서는 다양한 응용프로그램들을 수행하는 경우에 CPU와 GPU가 동시에 활용되는 고성능 컴퓨터 시스템을 목표로, 시스템에서 발생하는 온도와 에너지 효율성을 상세하게 분석하고자 한다. 이를 통해, CPU와 GPU가 동시에 활용되는 컴퓨터 시스템에서 향후 발생 가능한 온도와 에너지 소비 측면에서의 문제점들을 제시하고자 한다. 온도 분석 결과를 살펴보면, GPU를 이용하여 응용프로그램을 수행하는 경우에는 CPU와 GPU의 온도가 동시에 모두 상승하는 것을 할 수 있다. 이와 달리, CPU를 이용하여 응용프로그램을 수행하는 경우에는 GPU의 온도는 거의 변화가 없이 유지되고, CPU의 온도만이 지속적으로 상승한다. 에너지 효율성 측면에서 살펴보면, GPU를 이용하는 것이 CPU를 이용하는 것과 비교하여 동일한 응용프로그램을 수행하는데 있어서 더 적은 에너지를 소비한다. 하지만, GPU는 CPU에 비해 더 많은 전력을 소모하기 때문에 1Wh의 에너지당 발생하는 온도는 CPU에 비해 GPU에서 훨씬 높게 나타난다. As the clock frequency increases, CPU performance improves continuously. However, power and thermal problems in the CPU become more serious as the clock frequency increases. For this reason, utilizing the GPU to reduce the workload of the CPU becomes one of the most popular methods in recent high-performance computer systems. The GPU is a specialized processor originally designed for graphics processing. Recently, the technologies such as CUDA which utilize the GPU resources more easily become popular, leading to the improved performance of the computer system by utilizing the CPU and GPU simultaneously in executing various kinds of applications. In this work, we analyze the temperature and the energy efficiency of the computer system where the CPU and the GPU are utilized simultaneously, to figure out the possible problems in upcoming high-performance computer systems. According to our experimentation results, the temperature of both CPU and GPU increase when the application is executed on the GPU. When the application is executed on the CPU, CPU temperature increases whereas GPU temperature remains unchanged. The computer system shows better energy efficiency by utilizing the GPU compared to the CPU, because the throughput of the GPU is much higher than that of the CPU. However, the temperature of the system tends to be increased more easily when the application is executed on the GPU, because the GPU consumes more power than the CPU.