병렬 및 분산 컴퓨팅 : 자율학습기반의 에너지 효율적인 클러스터 관리에서의 성능 개선

조성철 ( Sungchul Cho ),정규식 ( Kyusik Chung ) 한국정보처리학회 2015 정보처리학회논문지. 컴퓨터 및 통신시스템 Vol.4 No.11

에너지 절감형 서버 클러스터에서는 에너지 절감을 고려하지 않는 기존 서버 클러스터에 비해 서비스 품질을 보장하면서 전력소비를 절감하는 것을 목표로 하며, 현재의 부하를 처리하는 데 필요한 최소수의 서버들만 ON 하도록 고정 주기 또는 가변 주기로 서버들의 전원 모드를 조정한다. 이에 대한 기존 연구들은 전력을 절감하거나 열을 낮추는데 노력해왔지만 에너지 효율성을 잘 고려하지 못했다. 본 논문에서는 기존 자율학습기반의 서버 전원 모드 제어 방법의 단위전력당 성능과 QoS를 높이기 위한 에너지 효율적인 클러스터 관리기법을 제안한다. 제안 방법은 다중임계기반의 자율학습 방법과 전력소모 예측 방법을 결합한 서버 전원 모드 제어이다. 일반적인 부하 상황에서는 다중임계 학습기반의 서버 전원 모드 제어를 적용하고, 급변하는 부하 상황에서는 예측기반의 서버 전원 모드 제어가 적용된다. 일반적 상황과 급변하는 상황의 구별은 현재의 사용자 요청과 관찰된 과거 몇 분의 사용자 요청의 비율에 따라 이루어진다. 또한, 동적종료 기법을 추가로 적용해 서버가 OFF 하는 데 소요되는 시간을 단축한다. 제안 방법은 16대 서버로 구성된 클러스터 환경에서 3가지 부하 패턴을 이용하여 실험을 수행한다. 다중임계 학습, 예측, 동적종료를 함께 이용한 실험에서 단위전력당 성능(유효응답 수)과 표준화된 QoS 측면에서 가장 우수한 결과를 보여준다. 제안하는 방법과 파라미터 로드된 단일임계 학습을 비교할 때 뱅킹 부하패턴, 실제 부하패턴, 가상 부하패턴에서 단위전력당 유효응답 수가 각각 1.66%, 2.9%, 3.84% 향상되고, QoS 관점에서는 각각 0.45%, 1.33%, 8.82% 향상되었다. Energy aware server clusters aim to reduce power consumption at maximum while keeping QoS(quality of service) compared to energy non-aware server clusters. They adjust the power mode of each server in a fixed or variable time interval to activate only the minimum number of servers needed to handle current user requests. Previous studies on energy aware server cluster put efforts to reduce power consumption or heat dissipation, but they do not consider energy efficiency well. In this paper, we propose an energy efficient cluster management method to improve not only performance per watt but also QoS of the existing server power mode control method based on autonomous learning. Our proposed method is to adjust server power mode based on a hybrid approach of autonomous learning method with multi level thresholds and power consumption prediction method. Autonomous learning method with multi level thresholds is applied under normal load situation whereas power consumption prediction method is applied under abnormal load situation. The decision on whether current load is normal or abnormal depends on the ratio of the number of current user requests over the average number of user requests during recent past few minutes. Also, a dynamic shutdown method is additionally applied to shorten the time delay to make servers off. We performed experiments with a cluster of 16 servers using three different kinds of load patterns. The multi-threshold based learning method with prediction and dynamic shutdown shows the best result in terms of normalized QoS and performance per watt (valid responses). For banking load pattern, real load pattern, and virtual load pattern, the numbers of good response per watt in the proposed method increase by 1.66%, 2.9% and 3.84%, respectively, whereas QoS in the proposed method increase by 0.45%, 1.33% and 8.82%, respectively, compared to those in the existing autonomous learning method with single level threshold.

산업단지의 지역전략산업 특화수준이 전략산업 신규진입과 생존에 미치는 영향 연구

조성철(Cho Sungchul),장철순(Chang Cheolsoon),이헌영(Lee Heonyeong) 한국지역개발학회 2018 韓國地域開發學會誌 Vol.30 No.4

This study explores the effect of regional strategic industry policy on entry, exit and the survival of firms in industrial complexes. Using a panel data set of 15,842 individual firms nested within l,184 industrial complexes in Korea, we propose a novel empirical model for analyzing entry, exit, and the survival of firms over time. Our findings, based on logistic analysis and discrete-time survival analysis, indicate that the level of specialization of regional strategic industries in industrial complexes is a significant predictor of spatial variations in both entry and exit decisions of firms. Understanding this mechanism whereby industrial specialization unleashes its causal effect on regional growth provides an important implication for regional policies in Korea.

병렬 및 분산 컴퓨팅 : 서버 클러스터 환경에서 자율학습기반의 에너지 효율적인 클러스터 관리 기법

조성철 ( Sungchul Cho ),곽후근 ( Hukeun Kwak ),정규식 ( Kyusik Chung ) 한국정보처리학회 2015 정보처리학회논문지. 컴퓨터 및 통신시스템 Vol.4 No.6

에너지 절감형 서버 클러스터는 에너지 절감을 고려하지 않는 기존 서버 클러스터에 비해 서비스 품질을 보장하면서 전력소비를 절감하는 것을 목표로 한다. 에너지 절감형 서버 클러스터에서는 현재의 부하를 처리하는 데 필요한 최소수의 서버들만 ON 하도록 고정 또는 가변 주기로 서버들의 전원모드를 조정한다. 이에 대한 기존 연구들은 전력 절감 또는 서비스 품질을 보장하려고 노력해왔지만 에너지 효율성을 잘 고려하지는 못했다. 본 논문에서는 에너지 절감형 클러스터에서 자율학습기반의 에너지 효율적인 클러스터 관리 기법을 제안한다. 자율학습을 통해 최적화된 파라미터들을 이용하여 전력 소모 대비 최고의 성능을 얻을 수 있도록 서버 전원모드를 조정한다. 제안방법은 서버 전원모드 조정을 위해 아래의 과정을 반복 수행한다. 첫째, 현재 부하 및 트래픽 패턴을 보고 현재 워크로드 패턴 유형을 사전에 정의한 대로 분류한다. 둘째, 학습 테이블을 탐색하여 해당 워크로드 패턴 유형에 대해 예전에 학습이 수행되었는지 확인한다. 만일 수행되었다면 이미 저장된 파라미터를 이용한다. 그렇지 않으면, 학습을 수행하여 에너지 효율성 관점에서 최고의 파라미터를 얻어 저장한다. 셋째, 얻어진 파라미터를 이용하여 서버 전원모드를 조정한다. 제안방법을 구현하여 16개의 서버 클러스터 환경에서 3가지 다른 부하 패턴들을 이용하여 실험을 수행하였다. 실험 결과는 제안방법의 에너지 효율성이 뛰어남을 보여주고 있다. 뱅킹 부하패턴, 실제 부하패턴, 가상 부하패턴 각각에 대하여, 제안방법의 단위전력당 good 응답 수가 기존의 정적 서버 전원모드 제어방법의 99.9%, 107.5%, 141.8%이고, 기존의 예측방법의 102.0%, 107.0%, 106.8%이다. Energy aware server clusters aim to reduce power consumption at maximum while keeping QoS(Quality of Service) compared to energy non-aware server clusters. They adjust the power mode of each server in a fixed or variable time interval to let only the minimum number of servers needed to handle current user requests ON. Previous studies on energy aware server cluster put efforts to reduce power consumption further or to keep QoS, but they do not consider energy efficiency well. In this paper, we propose an energy efficient cluster management based on autonomous learning for energy aware server clusters. Using parameters optimized through autonomous learning, our method adjusts server power mode to achieve maximum performance with respect to power consumption. Our method repeats the following procedure for adjusting the power modes of servers. Firstly, according to the current load and traffic pattern, it classifies current workload pattern type in a predetermined way. Secondly, it searches learning table to check whether learning has been performed for the classified workload pattern type in the past. If yes, it uses the already-stored parameters. Otherwise, it performs learning for the classified workload pattern type to find the best parameters in terms of energy efficiency and stores the optimized parameters. Thirdly, it adjusts server power mode with the parameters. We implemented the proposed method and performed experiments with a cluster of 16 servers using three different kinds of load patterns. Experimental results show that the proposed method is better than the existing methods in terms of energy efficiency: the numbers of good response per unit power consumed in the proposed method are 99.8%, 107.5% and 141.8% of those in the existing static method, 102.0%, 107.0% and 106.8% of those in the existing prediction method for banking load pattern, real load pattern, and virtual load pattern, respectively.

하천사업에 대한 일반인 및 공무원 인식차이 조사에 관한 연구

강형식,김민선,조성철,Kang, Hyeongsik,Kim, Minseon,Cho, Sungchul 대한토목학회 2014 대한토목학회논문집 Vol.34 No.4

This study aims to analyze civil society consciousness to river projects, examine the current state of resident participation, and suggest development directions for river policy. For this, this study conducted a survey of 1,200 local residents and 100 public officials living and working in the river project areas. The result demonstrates the necessity of formulating river policy in a way that recognizes voices of various policy stakeholders, strengthens partnership among resident groups, and promotes a trend shift in river restoration to reflect residents' consciousness. 본 연구에서는 하천사업에 대한 인식과 하천사업에서의 주민참여 현황을 파악하고 하천사업의 발전방향을 제시하고자 한다. 이를 위해 고향의 강 사업과 생태하천 복원사업 대상지 중 12개 하천을 선정하여 일반인과 공무원 집단을 대상으로 면접설문을 실시하였다. 설문결과 하천정책의 지향점, 하천관리 주체, 주민참여 활성화 방안에 대한 두 집단 간의 인식차이를 확인 할 수 있었고 이와 관련하여 다양한 주체의 의견을 반영하는 하천정책이 필요한 것으로 도출되었다. 지금까지의 하천사업이 하천의 생태적 측면과 친수환경 조성을 중요시 했다면 앞으로는 하천의 역사, 문화, 공동체성에 대한 요구를 수용하고 다양한 주민참여의 기회를 마련하여 민 관 거버넌스 형태의 하천사업이 이루어 질 수 있는 하천정책의 패러다임이 구축되어야 할 것이다.

지속가능발전 관점에서의 수자원 가치 인식

이윤(Yoon Lee),조성철(Sungchul Cho),이헌영(Heonyeong Lee),정영근(Young-Keun Chung),홍용석(Yongsuk Hong) 한국환경정책학회 2015 環境政策 Vol.23 No.3

바이오 디젤 혼합비에 따른 커먼레일 인젝터 분사특성에 관한 실험 연구

김태범(Taebum Kim),임석연(Seokyeon Im),조성철(Sungchul Cho),유상석(Sangseok Yu) 한국자동차공학회 2011 한국자동차공학회 부문종합 학술대회 Vol.2011 No.5

An object of this study is to understand the correlation of injection characteristics and injector dimensions according to bio-diesel mixture. The Injection characteristics of different types of common-rail injectors are the number of nozzle holes(5~8), jet cone angle(146°~153°), hydraulic flow rate(830~900㎖/min) injection quantity and response time. Prior to characteristic experiment, the reference injector has been selected in 6 candidates injectors under the investigation of injected quantity according to the bio-diesel mixture so that injector type can be determined. The injector is used for the characteristic experiment which varied the various operating conditions including pressure 23㎫, 80㎫, 160㎫, changing in injection duration 0.16㎳~1.2㎳ and even mixture ratio. The result shows that the nozzle hole number and cone angle influence the injection quantity much more than nozzle hole diameter at low injection pressure and the nozzle hole diameter at high injection pressure, post injection duration.

커먼레일형 디젤기관 초음파 조사 디젤유 적용 특성에 관한 연구

임석연(Seukeon Im),정주영(Juyoung Jeong),정영철(Youngchul Jeong),조성철(Sungchul Cho),류정인(Jeongin Ryu) 한국자동차공학회 2005 한국자동차공학회 춘 추계 학술대회 논문집 Vol.2005 No.5_1

This is an experimental study on the performance characteristics and combustion characteristics of common-rail type diesel engine by using ultrasonic energy. It is carried out engine performance by engine dynamometer test and combustion characteristics using ultrasonic fuel system in comparison with using conventional fuel system. In analyzing the experiments of these results generally, these are obtained as follows. There is an affirmative effect on the side of the improvement of power and the reduction of smoke by applying the ultrasonically diesel reformed fuel to the common rail engine. But there is less effect on the side of improvement of BSFC and BTE. And it is later necessary to make up for the experiment of correlation affected on the existing diesel engine by the cavitation which is created at being irradiated ultrasonically.

초음파 조사 메탄올 혼합 연료의 가솔린 기관 적용 특성 연구

임석연(Seukyeon Im),정영철(Youngchul Jung),최두석(Dooseuk Choi),조성철(Sungchul Cho),류정인(Jeongin Ryu) 한국자동차공학회 2006 한국자동차공학회 춘 추계 학술대회 논문집 Vol.- No.-

The object of this study is to examine the properties of engine performance and discharged materials. The methanol was mixed with gasoline fuel in common use at the blending ratio 20% and 40%. The reformed methanol blended fuel irradiated by ultrasonic wave was applied to the electric control fuel injection gasoline engine and it was compared and analyzed. The results showed that the engine performance and discharged materials was influenced by the methanol blended ratio.