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역전파 신경망 모델을 위한 시스톨릭 배열의 설계 및 성능 분석
정재훈(Jai-Hoon Chung),윤현수(Hyunsoo Yoo),맹승렬(Seung Ryoul Maeng) 한국정보과학회 1992 정보과학회논문지 Vol.19 No.4
시스톨릭 배열은 인공 신경망에서 고밀하게 연결된 뉴론으로 인하여 발생하는 뉴론간의 복잡한 통신 문제를 해결하고 내재된 대규모 병렬성을 이용할 수 있는 가장 좋은 방법 중의 하나이다. 본 논문에서는 역전파(Back-Propagation) 신경망 모델을 위한 이차원 시스톨릭 배열을 제안한다. 본 설계는 행렬-벡터 곱셈을 위한 이차원 시스톨릭 알고리즘을 기본으로 하며 역전파 신경망에 내재된 병렬성을 이용한다. 본 논문에서 제안한 시스톨릭 배열은 전방향과 역방향의 연산을 동시에 수행하며 각 방향의 연산에서는 다중 학습 패턴에 대한 파이프라인 병렬성을 이용한다. 계산에 의하여 분석한 본 시스톨릭 배열의 높은 성능은 신경망 모델의 VLSI/WSI 구현시 다중 패턴에 대한 파이프 라이닝이 중요한 고려 사항임을 보인다. As simulations of large neural networks on a sequential computer frequently require days and even weeks of computations, and the long computational time had been a critical obstacle for progress in neural network researches, extensive research efforts are being devoted to the parallel implementation of neural networks. A systolic array is one of the best solutions to these problems. It can overcome the communication problems generated by the highly interconnected neurons, and can exploit the massive parallelism inherent in the problem. In this paper, a two-dimensional systolic array for back-propagation neural network is presented. The design is based on the classical systolic algorithm of matrix-by-vector multiplication, and exploits the inherent parallelism of back propagation neural networks. This design executes the forward and backward passes in parallel, and exploits the pipelined parallelism of multiple patterns in each pass. The estimated performance of this design shows that the pipelining of multiple patterns is an important factor in VLSI neural network implementations.
역전파 신경망 모델의 내재된 병렬성을 이용한 시스톨릭 배열의 설계
정재훈(Jai-Hoon Chung),윤현수(Hyunsoo Yoon),맹승렬(Seung Ryoul Maeng) 한국정보과학회 1991 한국정보과학회 학술발표논문집 Vol.18 No.1
시스톨릭 배열은 인공 신경망에서 고밀하게 연결된 뉴론으로 인하여 발생하는 뉴론간의 복잡한 통신 문제를 해결하는 가장 좋은 방법 중의 하나이다. 본 논문에서는 역전파 (Back- Propagation) 신경망 모델을 위한 이차원 시스톨릭 배열을 제안한다. 본 설계는 행렬-벡터 곱셈의 시스톨릭 알고리즘을 기본으로 하며 역전파 신경망에 내재된 병렬성을 이용한다. 본 논문에서 제안한 시스톨릭 배열은 전방향 패스와 역방향 패스의 연산을 동시에 수행하며 각 패스에서는 다중 학습 패턴에 대한 파이프라인 병렬성을 이용한다. 계산에 의하여 분석한 본 시스톨릭 배열의 높은 성능은 신경망 모델의 VLSI/WSI 구현시 다중 패턴에 대한 파이프라이닝이 중요한 고려 사항임을 보인다.
정내훈(Nai Hoon Jung),정재훈(Jai-Hoon Chung),맹승렬(Seung Ryoul Maeng),조정완(Jung Wan Cho) 한국정보과학회 1991 한국정보과학회 학술발표논문집 Vol.18 No.1
그래픽 하드웨어는 사용자 인터페이스 발달로 인해 급속히 발전하고 있는 분야로서, 성능대가격비에 대한 요구가 높아지고 있다. 그래픽 프로세서도 이러한 요구에 의한 연구결과의 하나이며 여러개의 프로세서들이 발표되었다. 본 논문에서는 RISC 구조를 사용한 새로운 그래픽 프로세서를 제안하며, 본 프로세서는 간단한 하드웨어의 추가로, 그래픽 기본명령들을 한 사이클 인스트럭션의 집합들을 사용하여 효율적으로 구현 할 수 있도록 하였다. 기존의 프로세서들과는 그래픽 기본명령을 수행하는데 드는 싸이클 타임의 갯수로 비교하였으며, 같거나 더좋은 결과를 얻었다. 또한 시뮬레이션을 통하여 제안된 프로세서가 제대로 동작함을 보였다.
공유 메모리 다중처리기에서의 분산 디렉토리를 갖는 캐쉬 일관성 유지 스킴에 관한 연구
김근모(Geun Mo Kim),정재훈(Jai-Hoon Chung),윤현수(Hyunsoo Yoon),맹승렬(Seung Ryoul Maeng),조정완(Jung Wan Cho) 한국정보과학회 1991 한국정보과학회 학술발표논문집 Vol.18 No.1
본 논문에서는 다단계 연결망을 갖는 공유 메모리 다중처리기 시스템에서 하드웨어에 기초한 캐쉬 일관성 유지 스킴을 제시하였다. 본 논문에서 제안한 캐쉬 유지 스킴은 디렉토리 스킴의 한 방법으로 디렉토리로 인한 메모리 오버해드를 줄이기 위해 디렉토리를 캐쉬와 공유 메모리에 분산시켜 저장하는 방법이다. 시스템의 전체 프로세서들은 다수의 클러스터로 나누어지는데 캐쉬 블럭의 디렉토리는 클러스터 내의 블럭의 공유 상태를 기록하고 공유 메모리의 디렉토리에는 각 클러스터의 디렉토리를 관리하는 프로세서들을 기록한다. 이와 같이 디렉토리 정보를 공유 메모리와 캐쉬에 분산시킴으로써 기존의 디렉토리 스킴이 갖는 메모리 오버해드와 프로토콜 메시지의 전달 지연과 같은 문제를 해결하였다. 본 논문에서 제시한 디렉토리 스킴을 시뮬레이션을 통해 기존의 디렉토리 스킴과 비교 분석하였다.
2차원 메쉬에서 최대 적응도를 갖는 우회허용 적응라우팅 알고리즘
이경은(Kyung-Eun Lee),정재훈(Jai-Hoon Chung),윤현수(Hyunsoo Yoon),맹승렬(Seung Ryoul Maeng) 한국정보과학회 1994 한국정보과학회 학술발표논문집 Vol.21 No.1
본 논문에서는 웜홀 라우팅 방식의 2차원 메쉬 다중컴퓨터 네트워크를 위한 적용 라우팅 알고리즘을 제안한다. 본 논문에서 제안하는 라우팅 알고리즘은 교착상태 방지에 필요한 추가적인 가상 채널의 사용을 최소화하고, 메시지의 전달거리가 지연시간에 미치는 영향이 적은 웜홀 라우팅의 특성을 이용하여 비최단 경로도 허용하며, 메시지 경로 제한을 최소화하며 최대의 우회 경로를 제공한다. 제안한 라우팅 알고리즘의 성능을 평가하기 위하여 시뮬레이션을 통하여 통신망의 크기, 메시지 주입율, 트래픽 패턴 등의 변화에 따른 성능 평가 실험을 하며 기존의 여러 라우팅 알고리즘에 대한 비교 실험을 한다. 실험 결과에 따르면, 본 논문에서 제안한 라우팅 알고리즘이 비적용 라우팅 및 기존의 적용 라우팅 알고리즘들에 비해 균등 트래픽 및 여러 비균등 트래픽 패턴에서 괄목할 만한 성능 개선을 보이며 우회 경로의 제공이 성능 개선에 크게 효과가 있음을 보인다.
입력버퍼 ATM 스위치에서의 멀티캐스팅 셀 스케줄러에 관한 연구
임근휘(Geunhwi Lim),송효정(Hyojeong Song),정재훈(Jai-Hoon Chung),김진천(Jin-Chun Kim),윤현수(Hyunsoo Yoon) 한국정보과학회 1997 한국정보과학회 학술발표논문집 Vol.24 No.1A
최근의 컴퓨터 통신에 있어서 서비스의 종류가 다양해지고 각 서비스마다 요구하는 네트웍자원도 다양화 되었다. 이러한 다양한 요구를 만족시키기 위해서 ATM이 유망한 후보로 떠올랐고 국내및 국외에서 이에 대한 연구가 계속되고 있다. 특히 ATM을 구현하기 위한 핵심 이라 할수 있는 ATM 스위치에대한 연구가 매우 활발한데 ATM 스위치는 매우 빠른 속도와 큰 용량 적은 지연시간등이 요구되는 스위치이다. 아직까지 ATM 스위치에 대한 연구는 유니캐스트(unicast) 트래픽을 처리하는데 중점을 두었는데 멀티미디어 정보나 화상회의 같은 대용량 데이타를 전송하고 네트웍 자원을 효율적으로 사용하기 위해서는 멀티캐스트(multicast) 트래픽 처리에 대한 연구가 필요하게 되었다. 본 논문에서는 유니캐스트 트래픽을 처리하기 위해 제안된 예약방식 셀 스케줄러인 CTRA(Cyclic Time Reservation Algorithm) [1] 스케줄러를 발전시켜 멀티캐스트 트래픽을 효율적으로 처리하기 위한 셀 스케줄링 알고리즘을 제안하였고 이에대한 성능평가를 통하여 최대 처리율 면에서 기존 스위치에 비하여 우수함을 보였다.
임의의 가상 채널을 갖는 2차원 메쉬에서 Turn Model을 기반으로 하는 최대 적응도의 완전 적응 라우팅
이경은(Kyung-Eun Lee),김지윤(Ji-Yun Kim),정재훈(Jai-Hoon Chung),윤현수(Hyunsoo Yoon) 한국정보과학회 1995 한국정보과학회 학술발표논문집 Vol.22 No.1
본 논문에서는 현재 많이 사용되고 있는 웜홀 라우팅 방식의 2차원 메쉬 상에서, 임의의 가상 채널에 대하여 적응 가능한 일반화된 turn model을 제안한다. 그리고 이를 기반으로 최대 적응도를 갖는 완전 적응 라우팅 알고리즘을 제안한다. 기존의 turn model은 교착상태 방지를 위하여 회전들을 제한하는데, 제한해야 할 회전을 찾는 방법이 도식적이기 때문에 많은 가상 채널을 갖는 통신망에 적응하기 어려운 단점을 갖는다. 본 논문에서는 이러한 단점을 해결하고 임의의 가상 채널에 대해서도 적응 가능하도록 turn model을 일반화한다. 그리고, 일반화된 turn model을 기반으로, 임의의 가상 채널을 갖는 2차원 메쉬 다중컴퓨터 통신망을 위한 최대 적응도의 적응 라우팅 알고리즘을 제안한다.