루프 변환에 의한 프로그램 병렬성 개선 방안

김진미,지동해,윤석한,Kim, J.M.,Chi, D.H.,Yoon, S.H. 한국전자통신연구원 1999 전자통신동향분석 Vol.14 No.2

본 연구는 병렬성 및 지역성 증진을 위한 컴파일러 최적화에 관한 연구로서, 순차 언어로 작성된 프로그램을 병렬성을 명시하는 프로그램으로 변환하는 자동 병렬화 기술을 연구하고, 병렬화를 위한 코드 변환을 수행한 후 쓰레드를 이용한 최적화된 코드 생성을 통하여 프로그램의 효율성을 높이는 것을 목적으로 한다. 이는 병렬 컴퓨터에서의 프로그램 개발 생산성을 높일 수 있고, 컴파일러의 관련 기술 발전에 도움을 줄 수 있다. 본 고에서는 순차 언어인 FORTRAN 및 C 프로그램을 입력으로 받아 병렬성 및 지역성 분석을 수행하고, 분석을 통해 기본 컴파일러로 선정한 SUIF 컴파일러에서 사용되는 루프 변환을 포함하여 루프 분산 및 병합의 프로그램 변환을 수행한 후, 쓰레드 실행시간 라이브러리로 병렬성을 명시한 C 프로그램을 출력하는 병렬화 번역기에 대한 연구 내용을 기술하였다.

매니코어 병렬프로그래밍 모델

김진미,변석우,김강호,고광원,차승준,정연정,정성인,Kim, J.M.,Byun, S.W.,Kim, K.H.,Koh, K.W.,Cha, S.J.,Jeong, Y.J.,Jung, S.I. 한국전자통신연구원 2015 전자통신동향분석 Vol.30 No.4

매니코어는 단순한 기능을 가진 수백~수천 개 코어를 하나의 CPU에 집적하여 성능을 구현하는 것으로 근본적으로 이를 활용할 병렬프로그래밍이 필요하다. 단순히 속도를 높이는 방향으로 발전하던 하드웨어는 병렬성을 증대하는 방향으로 발전하고 있고 이에 따라 프로그래밍 패러다임 역시 변하고 있다. 병렬화를 위한 여러 기술이 하드웨어에 구현되고 프로그래머가 이를 보다 적극적으로 활용할 수 있게 하는 유용한 병렬프로그래밍 모델이 필요하다. 또한, 컴퓨팅 환경은 자원의 활용도를 중시하는 시스템 중심에서 응용 및 서비스 중심으로 변화하고 있으므로, 그 도메인에 적합하게 프로그래밍할 수 있는 환경이 요구된다. 매니코어에서 병렬시스템 구조를 활용하는 방법을 결정하는 병렬프로그래밍 모델은 그 목적에 유연하게 제공되고 또한 컴퓨팅 환경 변화에 따라 새로운 개념의 모델을 정립하는 데 있어 유용해야 한다.

클러스터 컴퓨팅 기술동향

김진미,온기원,김학영,지동해,Kim, J.M.,On, G.W,,Kim, H.Y.,Chi, D.H. 한국전자통신연구원 1999 전자통신동향분석 Vol.14 No.1

고성능 프로세서와 초고속 네트워크 등의 하드웨어 기술이 발전하게 됨에 따라 최근 슈퍼컴퓨터와 같은 고가의 대형 컴퓨터를 사용하는 대신에 여러 개의 프로세싱 노드들을 클러스터링 기술을 사용하여 고속의 네트워크로 묶는 클러스터 시스템을 많이 활용하고 있다. 클러스터 시스템의 응용 분야는 병렬 처리를 비롯하여 멀티미디어나 대용량 데이터 베이스와 같은 입출력 중심적인 분야까지 넓어지게 되었다. 본 고에서는 클러스터 시스템을 구축하기 위하여 필요한 전반적인 클러스터 컴퓨팅 기술에 대하여 설명하였다.

매니코어 시대를 대비하는 Haskell 병렬 프로그래밍 동향

김진미,변석우,김강호,정진환,고광원,차승준,정성인,Kim, J.M.,Byun, S.W.,Kim, K.H.,Jeong, J.H.,Koh, K.W.,Cha, S.J.,Jung, S.J. 한국전자통신연구원 2014 전자통신동향분석 Vol.29 No.5

매니코어 구조의 고성능 컴퓨팅 시대가 시작되고 있다. 매니코어의 성능을 활용하기 위해서는 병렬 프로그래밍이 필수적인데, 이 방식은 기존 프로그래밍에 비해 훨씬 더 복잡하고 어렵다. 또한 컴퓨터의 성능이 높아짐에 따라 소프트웨어의 규모와 복잡도 또한 증가하게 되며, 소프트웨어를 에러 없이 안전하게 개발하는 것은 매우 어려운 문제가 되고 있다. 이 문제해결에 도움을 줄 수 있는 한 방법으로 기존의 명령형 프로그래밍 언어 대신 Haskell과 같은 순수 함수형 언어의 이용을 고려한다. Haskell은 지난 수십 년 동안 람다 계산법, 타입 이론, 의미론 등의 강력한 이론적 배경하에 최신 기술을 수용하면서 발전하고 있는 순수 함수형 언어이다. 함수의 순수성은 결정적(deterministic) 병렬 프로그래밍을 표현하는데 매우 유리하다. 최근 이와 관련된 매우 고무적인 연구결과가 발표되고 있으며 여러 응용프로그램들이 개발되고 있다. Haskell은 여러 강력한 이론 덕택으로 병렬 프로그래밍뿐만 아니라 소프트웨어의 생산성 및 안정성과 관련된 많은 문제에 도움을 줄 수 있는 다목적 언어로써 주목 받고 있다.

고속병렬컴퓨터(SPAX)에서 병렬 프로그래밍을 위한 C 언어의 확장

김진미(J. M. Kim),우영춘(Y. C. Woo),이경석(K. S. Lee),신동하(D. H. Shin),이재경(J. K. Lee) 한국정보과학회 1995 한국정보과학회 학술발표논문집 Vol.22 No.2B

주전산기IV 에서의 고속병렬컴퓨터인 SPAX는 다중 처리기 구조 및 클러스터링 구조의 병렬 시스템이며, 마이크로커널 기반의 다중 서버형 운영체제를 가진다. 이런 구조에서 응용 프로그램을 수행시키기 위하여 병렬 자원을 최대로 사용하도록 하는 병렬 프로그래밍 환경이 필요하다. 본 논문에서 보여지는 병렬 언어는 기존의 ANSI C에 프로그래머가 작업을 분산, 병렬로 수행시킬 수 있는 명시적 병렬화를 표연할 수 있도록 병렬구문을 확장함으로써 병렬 프로그램을 쉽게 작성할 수 있도록 한다. 본 논문은 새로운 병렬 제어 구문, 동기화 구문, 원격 함수 제어 구문을 포함하는 문법적인 확장을 쓰레드 라이브러리, 메시지 전달 라이브러리를 갖는 코드로 번역하는 고속 병렬 컴퓨터용 병렬 C 컴파일 시스템의 설계 내용을 다룬다. 설계의 내용으로 구문 확장을 위한 의미 동작부의 구현이 용이하며 시스템 성능을 충분히 활용할 수 있는 기반을 마련한다.

고성능 컴퓨팅을 실현하는 런타임 시스템 기술 동향

김진미,이재진,최완,Kim, J.M.,Lee, J.J.,Choi, W. 한국전자통신연구원 2012 전자통신동향분석 Vol.27 No.6

최근 산업의 발전으로 대규모 문제 해결의 요구가 커지고 사용자가 원하는 서비스를 신속하게 받고자 고성능 컴퓨팅에 대한 요구가 계속해서 증가하고 있다. 이에 따라 멀티코어 및 매니코어와 이종 하드웨어의 혼용 등으로 지속해서 발전하는 새로운 고성능 컴퓨팅을 위한 시스템은 컴퓨팅 패러다임을 바꿀 시스템 소프트웨어의 혁신 요소로 등장하였다. 하드웨어를 활용하여 시스템의 성능을 높이기 위해서는 컴퓨팅 요소 간의 통신을 최소화하여 전력 소모를 줄이고, 메모리 계층 구조 및 지역성을 고려하여 성능을 높이는 것이 필요하다. 특히, 응용의 실행 시에 시스템 자원을 최고로 활용할 수 있게 하여 성능을 높이는 런타임 시스템은 하드웨어 및 운영체제를 변경하지 않고 시스템 자원을 최대한 활용하여 성능 최적화를 이룰 수 있는 기술이다. 따라서 본고에서는 런타임 시스템의 기능과 기술 방향을 파악하여 차세대 런타임 시스템에 필요한 기술 및 연구 분야를 전망하고자 한다.

매니코어 기반 고성능 컴퓨팅을 지원하는 경량커널 동향

김진미,차승준,전승협,고광원,정연정,김강호,정성인,Kim, J.M.,Cha, S.J.,Jeon, S.H.,Koh, K.W.,Jeong, Y.J.,Kim, K.H.,Jung, S.I. 한국전자통신연구원 2017 전자통신동향분석 Vol.32 No.4

대규모 고성능 컴퓨팅 시스템에서 경량커널은 전통적으로 계산 노드에 탑재되어 특정 연산만을 수행한다. 특히 경량커널은 병렬 프로그램을 실행함에 있어 성능을 최대한 끌어올리기 위하여 자원 간의 간섭을 최소화할 수 있도록 개발되어 사용되고 있다. 최근에는 수천 개의 코어가 장착된 고성능 컴퓨팅 환경은 병렬프로그램뿐만 아니라 일반 응용 및 대규모 분산 응용에서도 필요하다. 고성능 컴퓨팅 환경에서는 매니코어와 메모리 자원이 늘어남에 따라 성능 확장성을 요구하는 현실적인 운영체제의 구조로서 경량커널과 리눅스를 같이 실행하는 멀티커널 구조를 선호하고 있다. 본고에서는 이러한 선행연구를 소개하고 매니코어 시스템에서 활용되는 최근 경량커널의 동향에 대해 살펴본다.

유비쿼터스 컴퓨팅 환경을 위한 서비스 인프라구축 관리 기술

김창수,김진미,배승조,우상민,김학영,Kim, C.S.,Kim, J.M.,Bae, S.J.,Woo, S.M.,Kim, H.Y. 한국전자통신연구원 2004 전자통신동향분석 Vol.19 No.5

본 고에서는 유비쿼터스 컴퓨팅 환경을 실현하기 위한 차세대 서비스 인프라 구축 관리 기술에 대하여 살펴본다. 유비쿼터스 컴퓨팅 환경을 실현하기 위해서는 방대한 양의 정보를 효율적으로 처리하여 어떠한 상황에서도 사용자들에게 일정한 수준의 고품질 서비스를 제공할 수 있는 서비스 인프라의 구축 관리 기술이 필수적이다. 즉, 서비스나 단말 기기의 특성에 상관없이 언제 어디서나 어떤 사용자들에게도 고품질의 맞춤형 서비스를 투명하게 제공할 수 있는 가상의 서비스 인프라 혹은 서비스 전달 망을 구축 관리할수 있어야 한다. 유비쿼터스 컴퓨팅의 다른 기반 기술인 상황 인지 컴퓨팅 기술 그리고 디지털 홈 기술이 이러한 서비스 인프라 구축 관리 기술과 연계될 때 비로소 진정한 의미의 유비쿼터스 컴퓨팅 환경을 구축할 수 있을 것이다.

다운증후군의 산전진단을 위한 다양한 선별검사의 기여율 비교 - 산전 및 신생아때 진단된 96 례 분석 -

한정열(J . Y . Han),김문영(Y. M . Kim),조준형(J . H . Cho),안현경(H . K . Ahn),류현미(H . M . Ryu),김진미(J . M . Kim),김영미(Y . M . Kim),박소연(S . Y . Park),한혜경(H . K . Han),이영호(Y . H . Lee),양재혁(J . H . Yang) 대한산부인과학회 2000 Obstetrics & Gynecology Science Vol.43 No.10

연구의 목적은 다운증후군을 산전진단하기 위한 다양한 산전선별검사 (나이; 35세 이상, 임산부 혈청 marker를 이용한 triple test, 초음파; 비정상 소견, 후경부 투명대 (nuchal translucency), 후경부두께 (nuchal fold thickness))의 기여율를 비교하기 위한 것이다. 1990년 1월부터 1999년 9월까지 본원에서 산전 및 산후에 진단된 례는 총 96례 이었다. 산전 및 신생아기에 진단된 다운증후군의 빈도는 각각 68례 (71 %), 28례 (29 %)였다. 다운증후군 태아를 임신했던 임산부의 평균연령은 33±5.7세이다. 다운증후군의 1,000분만당 연도별 빈도율은 1990년부터 1999년까지 각각 0.4, 1.3, 0.7, 0.7, 1.6, 0.7, 1.2, 2.2, 2.0, 그리고 2.3 (Y=0.28±0.18 year, P=0.01)이었다. 산전진단된 다운증후군의 비율 (%)은 지난 10년간 각각 0 (0/2), 43 (3/7), 50 (2/4), 25 (1/4), 56 (5/9), 100 (5/5), 71 (5/7), 78 (14/18), 78 (14/18), 그리고 89 (17/19) (Y=12.9±8.9 year, P=0.000) 이었다. 다운증후군을 산전진단하기 위한 다양한 산전선별 검사에 따른 기여율은 35세이상의 연령에 의하면 30.2±5.6 %, triple test의 경우 18.2±3.4 %, 초음파에 의한 경우 51.7±6.3 % 이며, 초음파에 의한 산전 선별 검사가 통계적으로 유의하게 연령이나 triple test에 의한 경우 보다 다운증후군의 산전진단에 기여율이 높았다. (P=0.008) 결론적으로 본 연구에 의하면 지난 10년 동안 다운증후군을 산전 진단하기 위한 여러 선별 검사방법의 적용은 효율적이었으며, 특히 초음파에서 다양한 소견을 이용한 다운증후군의 산전선별검사는 연령이나 triple test 보다는 더욱더 의미가 있다고 추론된다. Objective : The purpose of this study was comparison of the contribution rate for prenatal diagnosis of Down syndrome using various screening methods (Age: greater than or equal to 35 years old, Serum markers: Triple test, Ultrasonography: abnormal sonographic findings, nuchal translucency, nuchal fold thickness).Methods : Total 96 cases of Down syndrome, prenatally or postnatally diagnosed between Jan. 1990 and Sept. 1999, made up the study population. We got the contribution rate of various prenatal screening methods of down syndrome, and obtained the efficiency of various screening program applied for last 10 years. Results : The frequencies of Down syndrome confirmed in prenatal and postnatal were 68 (71%) and 28 (29%) in respectively. The mean age of mother of Down syndrome fetus was 33.0±5.7 years old. The frequency rate of Down syndrome was 0.4, 1.3, 0.7, 0.7, 1.6, 0.7, 1.2, 2.2, 2.0 and 2.3 a 1,000 deliveries from 1990 to 1999 (Y= 0.28+0.18 year, P=0.01). The percentage of Down syndrome diagnosed prenatally was 0 (0/2), 43 (3/7), 50 (2/4), 25 (1/4), 56 (5/9), 100 (5/5), 71 (5/7), 78 (14/18), 78 (14/18) and 89 (17/19) from 1990 to 1999 (Y= 12.9+8.9 year, P=0.000). The contribution rate of prenatal diagnosis for Down syndrome was 30.2±5.6% by age, 18.2±3.4% by triple test and 51.7±6.3% by ultrasonography, and was significantly difference among each screen methods (P=0.008). Conclusions : This study shows that our prenatal screening program is highly effective to detect Down syndrome and especially ultrasonographic findings (abnormal sono findings, Nuchal translucency, Nuchal fold thickness) may be more important than that of age or Triple test to detect the Down syndrome prenatally.

유니커널의 동향과 매니코어 시스템에 적용

차승준,전승협,람 닉,김진미,정연정,정성인,Cha, S.J.,Jeon, S.H.,Ramneek, Ramneek,Kim, J.M.,Jeong, Y.J.,Jung, S.I. 한국전자통신연구원 2018 전자통신동향분석 Vol.33 No.6

As recent applications are requiring more CPUs for their performance, manycore systems have evolved. Since existing operating systems do not provide performance scalability in manycore systems, Azalea, a multi-kernel based system, has been developed for supporting performance scalability. Unikernel is a new operating system technology starting with the concept of a library OS. Applying unikernel to Azalea enables an improvement in performance. In this paper, we first analyze the current technology trends of unikernel, and then discuss the applications and effects of unikernel to Azalea. Azalea-unikernel was built in a single image consisting of libOS, runtime libraries, and an application, and executed with the desired number of cores and memory size in bare-metal. In particular, it supports source and binary compatibility such that existing linux binaries can be rebuilt and executed in Azalea-unikernel, and already built binaries can be run immediately without modification with a better performance. It not only achieves a performance enhancement, it is also a more secure OS for manycore systems.