엣지 디바이스에서의 병렬 프로그래밍 모델 성능 비교 연구

남덕윤,Dukyun Nam 대한임베디드공학회 2023 대한임베디드공학회논문지 Vol.18 No.4

Heterogeneous computing is a technology that utilizes different types of processors to perform parallel processing. It maximizes task processing and energy efficiency by leveraging various computing resources such as CPUs, GPUs, and FPGAs. On the other hand, edge computing has developed with IoT and 5G technologies. It is a distributed computing that utilizes computing resources close to clients, thereby offloading the central server. It has evolved to intelligent edge computing combined with artificial intelligence. Intelligent edge computing enables total data processing, such as context awareness, prediction, control, and simple processing for the data collected on the edge. If heterogeneous computing can be successfully applied in the edge, it is expected to maximize job processing efficiency while minimizing dependence on the central server. In this paper, experiments were conducted to verify the feasibility of various parallel programming models on high-end and low-end edge devices by using benchmark applications. We analyzed the performance of five parallel programming models on the Raspberry Pi 4 and Jetson Orin Nano as low-end and high-end devices, respectively. In the experiment, OpenACC showed the best performance on the low-end edge device and OpenSYCL on the high-end device due to the stability and optimization of system libraries.

미래 초고성능컴퓨팅 생태계 구축을 위한 국가 슈퍼컴퓨팅 인프라 개발과 구축

남덕윤(Dukyun Nam),이필우(Pilwoo Lee) 한국정보과학회 2016 정보과학회지 Vol.34 No.2

CORBA에서의 그룹 통신 지원을 위한 OCI 기반 프레임웍

남덕윤(Dukyun Nam),이동만(Dongman Lee) 한국정보과학회 2000 한국정보과학회 학술발표논문집 Vol.27 No.2Ⅲ

CORBA는 이종의 분산 컴퓨팅 환경에서 재사용성, 이식성, 상호 운용성을 유지하며 통합할 수 있는 환경을 제공한다. 그러나 표준 CORBA는 객체 복제를 이용하여 지원할 수 있는 결함 감내와 고 가용성을 지원하지 못한다. 지금까지 CORBA 기반 그룹 통신에 관한 연구들은 CORBA 애플리케이션 프로그래머가 그룹 통신 프로토콜을 직접 이용할 수 있는 방법이 없었다. 또한 CORBA 또는 OS의 수정이 요구되거나, 기존의 다양한 그룹 통신 프로토콜을 적용할 수 없었다. 본 연구에서는 상호 운용성, 기존 그룹 통신 프로토콜의 재사용, ORB와 OS에 대한 독립성을 유지하고, 유연성 있는 하부 프로토콜 적용을 가능하게 하는 OCI를 확장함으로써, 표준 CORBA의 수정 없이 다양한 그룹 통신 프로토콜을 적용할 수 있는 그룹 통신 프레임웍을 제안한다.

지식관리시스템 연계를 위한 미들웨어 기반 다중 전송 서비스

남덕윤(Dukyun Nam),김평(Pyung Kim),최기석(KiSeok Choi),이동만(Dongman Lee) 한국정보과학회 2005 한국정보과학회 학술발표논문집 Vol.32 No.1

지식관리시스템은 기관 및 회사들에서 자신들의 조직에 맞는 시스템으로 구축하여 기사용하고 있다. 조직별 지식관리시스템에서는 하나의 조직에서 발생할 수 있는 지식만을 축적하고 있다. 최근 지식 고도화 및 혁신사업의 하나인 ‘지식관리’를 위해 다른 조직의 지식관리시스템과의 연계를 통한 지식 공유 및 기존 지식들에서 양질의 지식을 창출할 수 있는 체계적 지식관리시스템 구축에 주안점을 두고 있다. 본 논문에서는 별도로 개발된 다수의 지식관리시스템 사이의 연계를 위한 통신 방식을 살펴보고, 시스템 구축의 편의를 도모할 수 있는 미들웨어인 CORBA와 Java Message Service (JMS)를 활용한 메시지 다중 전송 서비스 연계방식을 제안한다.

슈퍼컴퓨터 기반 가상 척추 시뮬레이션 환경 개발

남덕윤(Dukyun Nam),구기범(Gibeom Gu),조용성(Youngseong Cho),임재형(Jae Hyoung Lim),문종배(Jongbae Moon),조금원(Kum Won Cho) 한국콘텐츠학회 2011 한국콘텐츠학회 종합학술대회 논문집 Vol.9 No.1

OCI를 이용한 CORBA에서의 그룹 통신 지원 방법

남덕윤(Dukyun Nam),이동만(Dongman Lee) 한국정보과학회 2002 정보과학회 컴퓨팅의 실제 논문지 Vol.8 No.4

그룹 통신은 객체 복제를 지원하는 주요 기술 중 하나이다. 현재의 CORBA 표준은 객체 복제를 이용하여 지원할 수 있는 고장 감내와 고 가용성을 지원하지 못한다. 지금까지의 CORBA 기반 그룹 통신에 관한 연구들에서는 CORBA 애플리케이션 프로그래머가 그룹 통신 프로토콜을 직접 이용할 수 있는 방법이 없었다. 또한 CORBA 또는 OS의 수정이 요구되거나, 기존의 그룹 통신 프로토콜을 적용할 수 없었다. 본 연구에서는 표준 CORBA의 수정 없이 다양한 그룹 통신 프로토콜을 적용할 수 있는 일반적인 그룹 통신 프레임웍을 제안한다. 이를 위해 우리는 상호 운용성, 기존 그룹 통신 프로토콜의 재사용을 지원하고, ORB와 OS에 대한 독립성을 유지하며, 유연성 있는 하부 프로토콜 적용을 가능하게 하도록 하기 위해 OCI를 확장하였다. 또한 제안한 방법에는 기존의 다양한 그룹 통신 프로토콜이 적용될 수 있다. Group communication is one of key components supporting object replication. CORBA provides little support for fault tolerance and high availability that can be supported by means of object replication. The existing approaches do not allow transparent plug-in of group communication protocols into CORBA with which CORBA application programmers are able to directly exploit group communication protocols. They either require modification of CORBA or OS, or provide no room for incorporating group communication transport protocols into CORBA. In this paper, we propose a generic group communication framework that allows transparent plug-in of various group communication protocols with no modification of standard CORBA. For this, we extend the Open Communications Interface(OCI) to support interoperability, reusability of existing group communication, and independency on ORB and OS. The proposed approach can also be applied to various group communication protocols.

웹 기반 시뮬레이션 이력출처 데이터 공유 서비스 설계

정영진,남덕윤,유진승,이종숙,조금원,Jung, Youngjin,Nam, Dukyun,Yu, Jinseung,Lee, JongSuk Ruth,Cho, Kumwon 한국정보통신학회 2014 한국정보통신학회논문지 Vol.18 No.5

컴퓨팅 기술의 발달과 네트워크의 확산으로 보다 쉽게 실세계의 다양한 현상들을 수치적으로 분석할 수 있는 웹기반 시뮬레이션 서비스가 활발히 이용되고 있다. 그러나 대부분의 서비스에서 시뮬레이션 수행 내역이 공유/공개되지 않아 사용자들이 같은 실험을 반복해서 수행해야하고 데이터나 정보를 공유하기 어렵다. 이 논문에서는 첨단 사이언스 교육 허브 (EDISON, EDucation-research Integration Simulation On the Net)의 열유체 분야 시뮬레이션 서비스를 중심으로, 기존에 수행된 시뮬레이션 수행내역을 공개할 수 있는 이력출처 데이터 공유 서비스를 설계한다. 공유 서비스를 위해 EDISON_열유체 시뮬레이션 수행 과정을 "문제 ${\rightarrow}$ 계획, 설계 ${\rightarrow}$ Mesh ${\rightarrow}$ 시뮬레이션 수행 ${\rightarrow}$시뮬레이션 결과분석 ${\rightarrow}$ 보고서"로 정의하고 이에 맞게 기존의 시뮬레이션 수행 정보를 저장한다. 사용자는 이력출처 스토어의 검색/공유 API를 통해 시뮬레이션 수행 내역을 검색하여, 시뮬레이션을 통해 어떤 문제가 어떻게 해결되는지를 이해할 수 있다. 또한 동일한 시뮬레이션을 수행하는 시간과 계산자원의 낭비를 줄일 수 있다. Web based simulation service is actively utilized to computably analyze various kinds of phenomena in real world according to progress of computing technology and spread of Network. However it is hard to share data and information among users on the services, because most of web based simulation services do not share and open simulation processing information and results. In this paper, we design a simulation provenance data sharing service on EDISON_CFD (EDucation-research Integration Simulation On the Net for Computational Fluid Dynamics) to share the calculated simulation performance information. To store and share the simulation processing information, we define the simulation processing step as "Problem ${\rightarrow}$ Plan, Design ${\rightarrow}$ Mesh ${\rightarrow}$ Simulation performance ${\rightarrow}$ Result ${\rightarrow}$ Report." Users can understand a problem solving method through a computer simulation by searching the simulation performance information with Search/Share API of the store. Besides, this opened simulation information can reduce the waste of calculation resource to process same simulation jobs.

슈퍼컴퓨터에 사용되는 저전력 프로세서 패키지의 신뢰성 평가

박주영,권대일,남덕윤,Park, Ju-Young,Kwon, Daeil,Nam, Dukyun 한국마이크로전자및패키징학회 2016 마이크로전자 및 패키징학회지 Vol.23 No.2

전력가격의 상승으로 데이터센터의 운영비 부담이 늘어나는 가운데, 슈퍼컴퓨터에 저전력 프로세서를 사용하여 데이터센터의 전력소모를 감소시키는 연구가 활발하다. 일반적으로 모바일 기기 등의 운용환경을 기준으로 신뢰성 평가가 이루어지는 저전력 프로세서를 슈퍼컴퓨터에 사용하는 경우 상대적으로 가혹한 운용환경으로 인해 물리적, 기계적 신뢰성 문제가 발생할 수 있다. 이 논문은 슈퍼컴퓨터 운용 환경을 바탕으로 저전력 프로세서 패키지의 수명을 평가하였다. 먼저 문헌조사, 고장모드 및 치명도 분석을 통해 저전력 프로세서 패키지의 주요 고장원인으로 온도 사이클을 선정하였다. 부하-온도 관계를 확인하기 위해 단계적인 부하를 가하며 프로세서의 온도를 측정하였다. 가장 보수적인 운용조건을 가정하고 온도 사이클에 관련된 고장물리 모델을 이용한 결과 저전력 프로세서 패키지의 기대수명은 약 3년 이하로 예측되었다. 실험 결과를 바탕으로 저전력 프로세서 패키지의 기대수명을 향상하는 방법을 제시하였다. While datacenter operation cost increases with electricity price rise, many researchers study low-power processor based supercomputers to reduce power consumption of datacenters. Reliability of low-power processors for supercomputers can be of concern since the reliability of many low-power processors are assessed based on mobile use conditions. This paper assessed the reliability of low-power processor packages based on supercomputer use conditions. Temperature cycling was determined as a critical failure cause of low-power processor packages through literature surveys and failure mode, effect and criticality analysis. The package temperature was measured at multiple processor load conditions to examine the relationship between processor load and package temperature. A physics-of-failure reliability model associated with temperature cycling predicted the expected lifetime of low-power processors to be less than 3 years. Recommendations to improve the lifetime of low-power processors were presented based on the experimental results.

Green500 분석을 통한 전력효율 측면에서의 슈퍼컴퓨터 개발 동향

전인호 ( Inho Jeon ),남덕윤 ( Dukyun Nam ),류훈 ( Hoon Ryu ),이준형 ( Jun-hyung Lee ),이종숙 ( Jongsuk Ruth Lee ) 한국정보처리학회 2013 한국정보처리학회 학술대회논문집 Vol.20 No.2

2000년대 중반 슈퍼컴퓨터와 같은 대형 시스템에서도 전력 효율이 중요한 개발 조건이 되면서, 전력효율은 슈퍼컴퓨터 개발시 중요한 고려사항이 되었다. 본 논문에서는 이러한 상황에 맞추어 전력효율 측면에서의 슈퍼컴퓨터의 개발동향에 대해 알아보고자 한다. 이를 위해 2013년 6월에 발표한 Green500의 올라온 슈퍼컴퓨터에 대해 분석하고, 전력 효율적인 슈퍼컴퓨터에 발전 방향에 대해 알아보고자 한다.

시뮬레이션 기술을 이용한 이공계 교육ㆍ연구환경 개발 및 활용

조금원(Kum Won Cho),남덕윤(Dukyun Nam),진두석(Dusuk Jin),안부영(Buyoung Ahn),박선례(Sunrae Park),이종숙(Jongsuk Ruth),김종암(Chongam Kim) 대한기계학회 2012 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2012 No.11

In this paper, we suggest how to build the future oriented education environment including the advanced R&D results, that is basically a simulation based learning environment called EDISON (EDucation-research Integration through Simulation On the Net). EDISON is like a cyber education environment, science gateway, or portal for the research and education of the computational science communities. The purpose of this system is to accelerate research and advance education by building and providing the converged cyber environment for the research and education with the research outcomes and developed softwares from the academia and research labs. The EDISON system structure consists of Science-AppStore (Science-Application Store) for managing simulation codes and analyzing program information, the PSE(Problem Solving Environment) in which users can carry out simulation, the cyber infrastructure for providing services to use various computing resources which comprises supercomputers, high performance networks. This system can be used in teaching and researching. With the advantages, the system has been used in CFD classes(e.g. homework, term project and paper publication) in at least 16 universities and more than 1,000 students in 2011.