한우(빈우)의 혈액세포의 정상치에 관한 연구

김종면,Kim Jong Myon 대한수의사회 1963 대한수의사회지 Vol.7 No.5

Routine hematological exermination was made on 30 Korean cattles which are composed entirely of female in order to establish the normal blood values. The results obtained in the experimenet are summarized as follows. Class, Mean and standard deviation. Er

분할 기법을 이용한 저전력 명령어 캐쉬 설계

김종면(Jong Myon Kim),정재욱(Jae Wook Jung),김철홍(Cheol Hong Kim) 한국정보과학회 2007 정보과학회 컴퓨팅의 실제 논문지 Vol.13 No.5

최근의 내장형 프로세서를 설계하는데 있어서는 성능 못지 않게 에너지 효율성이 중요하게 고려되어야 한다. 내장형 프로세서에서 소모되는 에너지의 상당 부분은 캐쉬 메모리에서 소모되는 것으로 알려지고 있다. 특히 1차 명령어 캐쉬는 거의 매 사이클마다 접근이 이루어지므로 상당히 많은 양의 동적에너지를 소모하게 된다. 그러므로, 내장형 프로세서를 설계하는데 있어서 1차 명령어 캐쉬의 에너지 효율성을 높이는 기법은 프로세서의 총 에너지 소모를 줄여주는 결과로 이어질 것으로 기대된다. 본 논문에서는 내장형 프로세서에 적합한 저전력 1차 명령어 캐쉬를 설계하는 기법을 제안하고자 한다. 제안하는 기법은 명령어 캐쉬를 여러 개의 작은 서브 캐쉬들로 분할하는 기법을 통해 명령어 접근 시 활성화되는 캐쉬의 크기를 줄임으로써 1차 명령어 캐쉬에서 소모되는 동적 에너지를 감소시켜 준다. 또한, 하나의 서브캐쉬 크기를 페이지 크기와 동일하게 함으로써 캐쉬 내에서 태그가 차지하는 칩 공간을 없애고, 태그 비교에 소모되는 에너지도 없애는 효과를 얻는다. 제안하는 1차 명령어 캐쉬는 물리적인 접근 시간 감소를 통해 캐쉬 분할로 인한 성능 저하를 최대한 줄이고, 에너지 감소 효과는 최대로 얻고자 한다. 모의 실험결과, 제안하는 구조는 기존의 1차 명령어 캐쉬 구조와 비교하여 명령어 접근에 소모되는 동적 에너지를 평균 37% ~ 60% 감소시키는 결과를 보인다. Energy consumption in the instruction cacheaccounts for a significant portion of the total processor energy consumption. Therefore, reducing energy consumption in the instruction cache is important in designing embedded processors. This paper proposes a method for reducing dynamic energy consumption in the instruction cache by partitioning it to smaller (less energy-consuming) sub-caches. When a request comes into the proposed cache, only one sub-cache is accessed by utilizing the locality of applications. By contrast, the other sub-caches are not accessed, leading todynamic energy reduction. In addition, the proposed cache reduces dynamic energy consumption by eliminating the energy consumed in tag matching. We evaluated the energy efficiency by running cycle accurate simulator, SimpleScalar, with power parameters obtained from CACTI. Simulation results show that the proposed cache reduces dynamic energy consumption by 37%~60% compared to the traditional direct-mapped instruction cache.

인공신경망 기반의 유중가스 분석 방법 및 시스템

김영훈(Young-hun Kim),김재영(Jae-Young Kim),김준태(Jun-Tae Kim),김종면(Jong-Myon Kim) 한국가스학회 2017 한국가스학회 학술대회논문집 Vol.2017 No.11

유전알고리즘과 서포트 벡터 머신을 이용한 보일러 튜브 누설 감지 방법

김영훈(Young-Hun Kim),김재영(Jae-Young Kim),정인규(In-kyu Jeong),김유현(Yu-Hyun Kim),김종면(Jong-Myon Kim) 한국컴퓨터정보학회 2018 한국컴퓨터정보학회 학술발표논문집 Vol.26 No.2

모바일 초음파 영상신호의 빔포밍 알고리즘을 위한 멀티코어 프로세서 구현

최병국,김종면,Choi, Byong-Kook,Kim, Jong-Myon 한국정보처리학회 2011 정보처리학회논문지 A Vol.18 No.2

과거에는 환자가 초음파 영상진단장치가 설치되어 있는 방에 가서 진단을 받았지만, 현재는 의사가 초음파 영상 진단장치를 가지고 이동하면서 환자를 진단(모바일 초음파, handheld ultrasound)할 수 있는 시대가 왔다. 그러나 초음파 영상진단장치로서의 기본적인 기능만을 구현하였으며, 초음파 영상의 질을 결정하는 초음파 빔의 포커싱 알고리즘에서 요구되는 고성능을 만족하지 못하는 실정이다. 또한 모바일 기기의 경우 저전력의 요구조건도 만족하여야 한다. 이를 위해 본 논문에서는 모바일 초음파 영상신호의 포커싱을 위한 방법 중 대표적인 빔포밍 알고리즘(Beamforming Algorithm)을 고성능, 저전력으로 처리 가능한 단일 명령어 다중 데이터(Single Instruction Multiple Data, SIMD)기반의 멀티코어 프로세서를 제안한다. 제안한 SIMD기반 멀티코어 프로세서는 16개의 프로세싱 엘리먼트(Processing Element, PE)로 구성되어 있으며, 초음파의 에코 영상데이터에 내재한 무수한 데이터 레벨 병렬성을 활용하여 빔포밍 알고리즘에서 요구되는 고성능을 만족시킨다. 모의실험 결과, 제안한 멀티코어 프로세서는 현재 상용 고성능 프로세서인 TI DSP C6416보다 평균 15.8배의 성능, 6.9배의 에너지 효율 및 10배의 시스템 면적 효율을 보였다. In the past, a patient went to the room where an ultrasound image diagnosis device was set, and then he or she was examined by a doctor. However, currently a doctor can go and examine the patient with a handheld ultrasound device who stays in a room. However, it was implemented with only fundamental functions, and can not meet the high performance required by the focusing algorithm of ultrasound beam which determines the quality of ultrasound image. In addition, low energy consumption was satisfied for the mobile ultrasound device. To satisfy these requirements, this paper proposes a high-performance and low-power single instruction, multiple data (SIMD) based multi-core processor that supports a representative beamforming algorithm out of several focusing methods of mobile ultrasound image signals. The proposed SIMD multi-core processor, which consists of 16 processing elements (PEs), satisfies the high-performance required by the beamforming algorithm by exploiting considerable data-level parallelism inherent in the echo image data of ultrasound. Experimental results showed that the proposed multi-core processor outperforms a commercial high-performance processor, TI DSP C6416, in terms of execution time (15.8 times better), energy efficiency (6.9 times better), and area efficiency (10 times better).

초음파 영상선호의 크기 변화에 따른 최적의 매니코어 프로세서 구조

강성모,김종면,Kang, Seong-Mo,Kim, Jong-Myon 한국융합신호처리학회 2012 융합신호처리학회 논문지 (JISPS) Vol.13 No.1

본 논문은 휴대용 초음파 진단기기에서 초음파 영상 크기 변화에 따라 요구되어지는 저전력 및 고성능을 만족시키기 위한 최적의 매니코어 프로세서 구조를 제안한다. 이를 위해 본 논문에서는 매니코어 프로세서 코어의 구조를 데이터의 크기에 따라 최대 일곱 가지의 프로세싱 엘리먼트(Processing Element, PE) 모델에서 성능 변화 및 전력 소모를 측정하였다. 모의실험 결과, 에너지 효율은 $256{\times}256$, $320{\times}240$, $800{\times}480$ 해상도를 갖는 영상에서 PE 수가 각각 1,024개, 64개, 256개 일 때 가장 높았다. 또한 $256{\times}256$와 $800{\times}480$ 해상도의 영상에서는 PE 수가 256개, $320{\times}240$ 해상도의 영상에서는 64개에서 가장 높은 면적 효율을 보였다. This paper proposes an optima] many-core processor architecture that meets the requirements of low power and high performance for different ultrasonic image resolutions in hand-held ultrasonic devices. To identify the optimal many-core architecture, seven different PE configurations are simulated for processing ultrasonic images in terms of execution performance and energy consumption. Experimental results indicate that the highest energy efficiencies are achieved at PEs=1,024, 64, and 256 for ultrasonic images at $256{\times}256$, $320{\times}240$, and $800{\times}480$ resolutions, respectively. In addition, the maximum area efficiencies are obtained at PEs=256 (for $256{\times}256$ and $800{\times}480$ image resolutions) and 64 (for $320{\times}240$ image resolution).

매니코어 프로세서를 이용한 벡터 기반 래스터화 알고리즘 구현 및 성능평가

손동구,김종면,Shon, Dong-Koo,Kim, Jong-Myon 대한임베디드공학회 2013 대한임베디드공학회논문지 Vol.8 No.2

In this paper, we implemented and evaluated the performance of a vector-based rasterization algorithm of 3D graphics using a SIMD-based many-core processor that consists of 4,096 processing elements. In addition, we compared the performance and efficiency of the rasterization algorithm using the many-core processor and commercial GPU (Graphics Processing Unit) system which consists of 7 GPUs and each of which have 512 cores. Experimental results showed that the SIMD-based many-core processor outperforms the commercial GPU system in terms of execution time (3.13x speedup), energy efficiency (17.5x better), and area efficiency (13.3x better). These results demonstrate that the SIMD-based many-core processor has potential as an embedded mobile processor.

A Massively Parallel Algorithm for Fuzzy Vector Quantization

김철홍,김종면,Huynh, Luong Van,Kim, Cheol-Hong,Kim, Jong-Myon 한국정보처리학회 2009 정보처리학회논문지 A Vol.16 No.6

퍼지 클러스터링 기반 벡터 양자화 알고리즘은 퍼지 클러스터링 분석이 벡터 양자화 프로세스 초기단계에서 초기화에 덜 민감하게 하기 때 문에 데이터 압축 분야에서 널리 사용되어 왔다. 하지만, 퍼지 클러스터링 처리는 훈련 벡터 공간에 포함된 불확실한 양적 공식의 복잡한 프레 임워크 때문에 상당한 계산량이 요구된다. 이러한 상당한 계산량 부하를 극복하기위해 본 논문은 4,096 프로세싱 엘리먼트로 구성된 어레이 아 키텍처를 이용하여 퍼지 벡터 양자화 알고리즘의 병렬 구현을 제안한다. 제안하는 병렬 구현은 4,096 프로세싱 엘리먼트를 이용하여 클러스터 링 프로세스 동안 효과적인 벡터 할당 정책을 적용함으로써 계산적으로 효율적인 솔루션을 제공한다. 모의실험 결과, 제안한 병렬 구현은 기존 의 다른 어레이 아키텍처를 이용한 구현보다 성능 및 효율 측면에서 상당한 향상을 보였다. 또한동일한 130nm 기술에서 제안한 병렬 구현은 오늘날의 ARM이나 TI DSP 프로세서를 이용한 구현과 비교하여 약 1000배의 성능 향상 및 100배의 에너지 효율 향상을 보였다. 이 결과들은 향상된 성능 및 에너지효율에서 제안한 병렬 구현의 잠재가능성을 입증한다. Vector quantization algorithm based on fuzzy clustering has been widely used in the field of data compression since the use of fuzzy clustering analysis in the early stages of a vector quantization process can make this process less sensitive to its initialization. However, the process of fuzzy clustering is computationally very intensive because of its complex framework for the quantitative formulation of the uncertainty involved in the training vector space. To overcome the computational burden of the process, this paper introduces an array architecture for the implementation of fuzzy vector quantization (FVQ). The arrayarchitecture, which consists of 4,096 processing elements (PEs), provides a computationally efficient solution by employing an effective vector assignment strategy during the clustering process. Experimental results indicatethat the proposed parallel implementation providessignificantly greater performance and efficiency than appropriately scaled alternative array systems. In addition, the proposed parallel implementation provides 1000x greater performance and 100x higher energy efficiency than other implementations using today's ARMand TI DSP processors in the same 130nm technology. These results demonstrate that the proposed parallel implementation shows the potential for improved performance and energy efficiency.

임베디드 병렬 프로세서를 위한 픽셀 서브워드 병렬처리 명령어 구현

정용범,김종면,Jung, Yong-Bum,Kim, Jong-Myon 한국정보처리학회 2011 정보처리학회논문지 A Vol.18 No.3

프로세서 기술은 공정비용의 증가와 전력 소모 때문에 단순 동작 주파수를 높이는 방법이 아닌 다수의 프로세서를 집적하는 병렬 프로세싱 기술 발전이 이루어지고 있다. 본 논문에서는 멀티미디어에 내재한 무수한 데이터를 효과적으로 처리할 수 있는 SIMD(Single Instruction Multiple Data) 기반 병렬 프로세서를 소개하고, 또한 이러한 SIMD 기반 병렬 프로세서 아키텍처에서 이미지/비디오 픽셀을 효율적으로 처리 가능한 픽셀 서브워드 병렬처리 명령어를 제안한다. 제안하는 픽셀 서브워드 병렬처리 명령어는 48비트 데이터패스 아키텍처에서 4개의 12비트로 분할된 레지스터에 4개의 8비트 픽셀을 저장하고 동시에 처리함으로써 기존의 멀티미디어 전용 명령어에서 발생하는 오버플로우 및 이를 해결하기 위해 사용되는 패킹/언팽킹 수행의 상당한 오버헤드를 줄일 수 있다. 동일한 SIMD 기반 병렬 프로세서 아키텍처에서 모의 실험한 결과, 제안한 픽셀 서브워드 병렬처리 명령어는 baseline 프로그램보다 2.3배의 성능 향상을 보인 반면, 인텔사의 대표적인 멀티미디어 전용 명령어인 MMX 타입 명령어는 baseline 프로그램보다 단지 1.4배의 성능 향상을 보였다. 또한, 제안한 명령어는 baseline 프로그램보다 2.5배의 에너지 효율 향상을 보인 반면, MMX 타입 명령어는 baseline 프로그램보다 단지 1.8배의 에너지 효율 향상을 보였다. Processor technology is currently continued to parallel processing techniques, not by only increasing clock frequency of a single processor due to the high technology cost and power consumption. In this paper, a SIMD (Single Instruction Multiple Data) based parallel processor is introduced that efficiently processes massive data inherent in multimedia. In addition, this paper proposes pixel subword parallel processing instructions for the SIMD parallel processor architecture that efficiently operate on the image and video pixels. The proposed pixel subword parallel processing instructions store and process four 8-bit pixels on the partitioned four 12-bit registers in a 48-bit datapath architecture. This solves the overflow problem inherent in existing multimedia extensions and reduces the use of many packing/unpacking instructions. Experimental results using the same SIMD-based parallel processor architecture indicate that the proposed pixel subword parallel processing instructions achieve a speedup of $2.3{\times}$ over the baseline SIMD array performance. This is in contrast to MMX-type instructions (a representative Intel multimedia extension), which achieve a speedup of only $1.4{\times}$ over the same baseline SIMD array performance. In addition, the proposed instructions achieve $2.5{\times}$ better energy efficiency than the baseline program, while MMX-type instructions achieve only $1.8{\times}$ better energy efficiency than the baseline program.

임베디드 병렬 프로세서를 위한 칼라미디어 명령어 구현

김철홍,김종면,Kim, Cheol-Hong,Kim, Jong-Myon 한국정보과학회 2008 정보과학회논문지 : 시스템 및 이론 Vol.35 No.7

최근 모바일 컴퓨팅 환경의 변화로 멀티미디어 데이타의 고성능, 저전력 처리에 대한 수요가 증가하고, 프로세서에 있어서 멀티미디어 전용 가속기 기능의 중요성이 크게 부각되고 있다. 이에 본 논문은 고성능, 저전력 멀티미디어 처리를 위한 SIMD 병렬 프로세서용 칼라미디어 명령어를 제안한다. 기존의 범용 마이크로프로세서 전용 멀티미디어 명령어 (e.g., MMX, VIS, AltiVec)는 4개의 8 비트 픽셀을 32 비트 레지스터에 저장하고 처리하는 반면에, 제안하는 칼라미디어 명령어는 인간의 시각이 칼라에 덜 민감한 점을 고려하여 32비트 데이타패스 아키텍처에서 두 쌍 (6개의 픽셀)의 압축된 16비트 YCbCr (6비트 Y, 5비트 Cb와 Cr) 데이타를 32비트 레지스터에 저장하고 동시에 처리함으로써 YCbCr 데이타 처리에서 높은 병렬성과 효율성을 보여준다. 또한 칼라미디어 명령어는 데이타 포맷 사이즈를 줄임으로써 전체시스템의 비용을 절감할 뿐만 아니라 데이타 대역폭의 감소로 시스템 디자인을 간소화한다. SIMD 병렬 프로세서 아키텍처에서 모의 실험한 결과, 칼라미디어 명령어 기반 프로그램은 baseline 명령어 프로그램보다 평균 6.3배 성능향상을 보여준다. 반면, Intel의 대표적인 멀티미디어 명령어인 MMX 기반 프로그램은 동일한 SIMD 병렬 프로세서에서 baseline 명령어 프로그램보다 단지 3.7배 성능향상을 나타낸다. 또한, 칼라미디어 명령어는 MMX보다 시스템 면적 효율 (52% 증가 대비 13% 증가)과 시스템 전력 효율 (50% 증가 대비 11% 증가)에서 우수성을 보여준다. 칼라미디어 명령어는 이러한 성능과 효율을 단지 3%의 시스템 면적과 5%의 시스템 전력의 증가로 얻는 반면, MMX는 14%의 시스템 면적과 16%의 시스템 전력증가가 요구된다. As a mobile computing environment is rapidly changing, increasing user demand for multimedia-over-wireless capabilities on embedded processors places constraints on performance, power, and sire. In this regard, this paper proposes color media instructions (CMI) for single instruction, multiple data (SIMD) parallel processors to meet the computational requirements and cost goals. While existing multimedia extensions store and process 48-bit pixels in a 32-bit register, CMI, which considers that color components are perceptually less significant, supports parallel operations on two-packed compressed 16-bit YCbCr (6 bit Y and 5 bits Cb, Cr) data in a 32-bit datapath processor. This provides greater concurrency and efficiency for YCbCr data processing. Moreover, the ability to reduce data format size reduces system cost. The reduction in data bandwidth also simplifies system design. Experimental results on a representative SIMD parallel processor architecture show that CMI achieves an average speedup of 6.3x over the baseline SIMD parallel processor performance. This is in contrast to MMX (a representative Intel's multimedia extensions), which achieves an average speedup of only 3.7x over the same baseline SIMD architecture. CMI also outperforms MMX in both area efficiency (a 52% increase versus a 13% increase) and energy efficiency (a 50% increase versus an 11% increase). CMI improves the performance and efficiency with a mere 3% increase in the system area and a 5% increase in the system power, while MMX requires a 14% increase in the system area and a 16% increase in the system power.