쿠다를 활용한 래스터화 병렬 알고리즘의 성능 및 에너지 효율 분석

박민호,김종면 한국공학안전보건예술학회 2013 한국공학예술학회 논문지 Vol.5 No.-

본 논문에서는 그래픽스 프로세싱 유닛의 대표적인 기술인 NVIDIA의 쿠다 아키텍처를 채택하여 데이터 병렬성이 뛰어 난 벡터 기반의 래스터화 알고리즘을 구현하고 성능을 분석하였다. 또한 다중 GPU 시스템 환경에서 GPU개수를 달리하여 래스터화 알고리즘을 매핑하고 그에 따른 성능 및 에너지 효율을 분석하였다. 블록 사이즈를 같게 맞춘 후 블록의 차원을 변경하는 방법과 블록 사이즈를 변경하는 방법을 사용하여 실험하였으며 GPU는 최대 7개를 사용하였다. 모의실험결과, 블 록 사이즈가 같을 때는 오차 범위 내로 비슷한 성능을 보였고 GPU를 많이 사용할수록 수행 속도는 높아졌다. This paper implemented and analyzed performance and energy efficiency of the vector-based rasterization algorithm using NVIDIA’s CUDA (Compute Unified Device Architecture) which is a representative technique of graphics processing units(GPUs). In addition, we implemented and analyzed the performance and energy efficiency of the rasterization algorithm with varying the number of GPUs in a multi-GPU system. In the experiment, we simulated for varying dimensions of blocks while keeping same block size as well as varying the block size, and used for varying the number of GPUs up to 7. Experimental results indicate that each case with same block size shows similar performance, but performance is increased with an increase in the number of GPUs.

일본 속 쿠다라(百濟)의 빛나는 발자취

홍윤기 ( Hong Youn-ki ) 한국예술종합학교 세계민족무용연구소 2007 민족무용 Vol.11 No.-

5세기말경 일본의 오진왕은 왕자들에게 글을 가르치기 위해 백제로부터 유능한 젊은 학자 박사 왕인(王仁)을 왜왕실로 초청했다. 박사 왕인은 왕자들을 가르치는 구다라스(百濟洲, 백제주) 터전의 왕실 교육장관이 되었다. 그 무렵 백제왕족 오진천황의 왕실은 현재의 오사카부(大阪府)인 쿠다라스 땅에 있었다. 오사카(大阪)는 일본 제2의 대도시다. 일찍이 한반도 남쪽에서 배를 타고 거센 물결을 헤치며 이 터전으로 건너 간 백제인들은 이곳에 몰려 살면서 ‘백제주’라는 새로운 삶의 터전을 만들기 시작했다. 일본에서는 백제를 ‘쿠다라’로 불렀다. 예전부터 일본인들은 선진 문화국가 백제를 찬양하였다. 왜냐하면 일본문화는 백제를 중심으로 신라며 가야 고구려로부터 모두 받아드렸다. 고대 일본은 미개한 터전이었다. 지금의 아키히토(明仁, 1989년 즉위~ ) 일왕도 “내 몸에는 한국인의 피가 흐른다”고 공언했다.(Japanes emperor said, "Korean blood ties to me") 그날(2001년 12월 23일) 아키히토 일왕은 도쿄의 일본 왕실에서 68회 생일을 맞으면서 기자회견을 갖고 말했다. 도쿄대 이노우에 미쓰사다 교수, 와세다대 미즈노 유우 교수는 “오진천황과 그의 아들 닌토쿠 천황은 구다라국(백제국) 왕가에서 건너 온 일본 이주자였던 것”이라고 밝혔다. 근년에는 일본 고대사학자 이시와타리 신이치로 씨의 저서 [구다라에서 건너 온 오진천황/2001]이 일본 사학계에서 크게 주목 받고도 있다. 필자는 오사카 지역이 본래부터 백제인들의 ‘구다라스’였다고 하는 11세기말(서기 1098년)의 [난파지도](Map of the Namba/Osaka)(難波八浪華圖)를 일본에서 발굴함으로써 오사카 지역이 고대에는 ‘백제국’으로 호칭되었던 것을 알게 되었다. Towards the end of 5C, Emperor O-jin of Japan invited a brilliant young scholar from the Kingdom of Paekche to the royal family of Japan. The young scholar was named In Wang. He was supposed to be the tutor of the princes. Master In Wang became the royal minister of education presiding over the state of Kudarasu (Paekje Province). Meanwhile, Emperor O-jin and his family stayed in Kudarasu, or the Osaka of today. Yes, Emperor O-jin was one who inherited the royal tradition of Paekche. Osaka is the 2nd largest city in Japan. Once there were guys who have sailed their way through the raging waves to Japan. They were the people from Paekche, who have then occupied the southern part of the ancient Korean peninsula. Anyway, they populated the Osaka province making it their own new homeland which is later to be known as Paekche Province. In Japan, once there was a time when Paekche was denoted as Kudara. In those days, Japanese people used to admire Paekche as the land of advanced culture. That is, as the culture of ancient Japanese was formed under direct influence from that of the ancient kingdoms which separately ruled Korean peninsula, i.e., Shilla, Kaya, and Kokuryo. Ancient Japan was a land of savage. In 2002, Akihito(1933~), current Emperor of Japan, once in public announced that "Korean blood ties to me." That day, at the Royal Palace in Tokyo, Emperor Akihito has attended a press conference celebrating his 68th birthday, saying as aforementioned. Inoue Mitsusada (Prof., Tokyo Univ.) and Mizuno Yoo (Prof., Waseda Univ.) earlier made it clear that Emperor O-jin and Emperor Nin-toku, his son, were Japanese immigrants from the royal family of Kudara (Paekche). In recent years, [Emperor O-jin, the man who came from Kudara] (2001), a work by Ishiwatari Shiniziro who is an expert on ancient Japanese history, has caught great attention from Japanese historians. I have earlier found the "Map of the Namba(name of the older days of Osaka)" from later 11C (1098 A.D.) in Japan which says once the Osaka province was called as "Kudarasu", as often referred to by the people of Paekche, thereby knowing that once the Osaka province has been called as the "State of Paekche (Kudarasu)."

경남 방언의 ‘X고 하다’ 구문의 모문 동사 ‘쿠다’의 형성 동기와 과정

김한별 한국방언학회 2019 방언학 Vol.0 No.30

This study explores the cause and process of the South Kyengsang (SK) dialect form khwu-ta ‘쿠다,’ a matrix sentence verb used in four types of X-kwo ha-ta ‘X-고 하다’ constructions: direct quotation (DIR), indirect quotation (IND), designation (DES) and volitive (VOL). It was hypothesized that the verb was formed in consequence of dialect contact, and a statistical methodology was employed to prove the hypothesis. As main data for this study, I have chosen the transcribed corpus of oral utterance collected at 26 places in Southeastern and Southwestern (SW) dialect from 2005 to 2013 by the National Institute of Korean Language. Then I described the occurrence pattern of various kinds of matrix sentence V(P)s including khwu-ta and the grammatical morpheme {-kwo ‘-고’} preceding the V(P)s and explained why and how khwu-ta had been created. The major findings from the description and explanation are as follows: (1) while in SW dialect kule-ta ‘그러다’-kind forms are widely used as a matrix sentence V(P) of IND and DES constructions, in SK dialect kha-ta ‘카다’ and khe-ta ‘커다’ take the position instead of them, and this situation had caused that a SW dialect form Ø#kwu-ta ‘구다’ (< Ø#kwule-ta ‘구러다’, Ø#ku-ta ‘그다’) and two SK dialect forms Ø#kha-ta and Ø#khe-ta had been blended together and created Ø#khwu-ta; (2) the blending process is based on the premise of le ‘러’-deletion and vowel rounding after velars; (3) the kule-ta-kind forms frequently used in DIR constructions in SK dialect had affected the blended form’s spreading throughout the western part of SK; and (4) in some region in SK, khe-ta coalesced from -kwo#he-ta ‘–고#허다’ could directly change into khwu-ta by vowel rounding. 본고는 경남 방언의 ‘X고 하다’ 구문(직접 인용, 간접 인용, 지칭, 의도ㆍ목적 구문)에 쓰이는 모문 동사 ‘쿠다’의 형성 동기와 과정을 밝히기 위해 작성된 것이다. 이를 위하여 국립국어원의 ≪지역어 조사 보고서≫ 중 남부 방언의 26개 지역어의 구술 발화 전사 자료를 대상으로 계량적인 방법론에 따라 연구를 진행하였다. 제2장에서는 ‘쿠다’를 비롯한, ‘X고 하다’ 구문의 모문 동사(구)와 그에 선행하는 문법 형태소 ‘{-고}’의 실현 양상을 조사하여 그 결과를 기술하였다. 제3장에서는 그 기술 내용을 바탕으로 ‘쿠다’의 형성 동기와 과정을 먼저 경남-서남 방언 간의 접촉의 측면에서 논의해 보았다. 서남 방언에서는 간접 인용과 지칭 구문의 모문 동사(구)로 ‘그러다’類가 빈번하게 쓰이는 데 반해 경남 방언에서는 ‘카다, 커다’가 쓰이고 있었기에, 서남 방언형 ‘Ø#구다(<Ø#구러다, Ø#그다)’와 경남 방언형 ‘Ø#카다, Ø#커다(<-고#다)’가 혼효되어 ‘쿠다’가 형성될 수 있었다. 이 혼효 과정에는 ‘러’ 탈락과 연구개음 뒤에서의 원순 모음화가 전제되어 있다. 그리고 경남 방언의 직접 인용 구문에서 활발하게 쓰이는 ‘그’ 지시어類의 존재는 그러한 ‘쿠다’의 형성과 확산에 영향을 주었으며, 일부 지역어에서는 ‘-고#허다’에서 축약된 ‘*커다’가 원순 모음화를 겪어 ‘쿠다’로 직접 변화할 수도 있었다.

CUDA 프레임워크 상에서 스카이라인 질의처리 알고리즘 최적화

민준(Jun Min),한환수(Hwan Soo Han),이상원(Sang-Won Lee) 한국정보과학회 2010 정보과학회논문지 : 데이타베이스 Vol.37 No.5

GPU는 대용량 데이터 처리를 위해 특화된 멀티 코어 기반의 스트림 프로세서로서 빠른 데이터 처리 속도 및 높은 메모리 대역 등의 장점을 가지며, CPU에 비해 가격이 저렴하다. 최근 이러한 GPU의 특성을 활용하여 범용 컴퓨팅 분야에 활용하고자 하는 시도가 계속되고 있다. 엔비디아에서 발표한 범용 병렬 컴퓨팅 아키텍처인 쿠다(CUDA) 프로그래밍 모델의 경우 프로그래머가 GPU 상에서 동작하는 범용 어플리케이션을 보다 손쉽게 개발할 수 있도록 지원한다. 본 논문에서는 쿠다 프로그래밍 모델을 이용하여 기본적인 중첩-반복 스카이라인 알고리즘을 병렬화시킨다. 그리고 스카이라인 알고리즘의 특성을 고려하여 GPU 자원을 효율적으로 사용할 수 있도록 GPU의 메모리 및 명령어 처리율에 중점을 두고 단계적인 최적화를 진행한다. 최적화 단계에 따라 각각 다른 성능 개선이 나타나는 것을 확인하였으며, 그 결과 기본 병렬 중첩-반복 알고리즘에 비해 평균 80%의 성능이 향상됨을 확인하였다. GPUs are stream processors based on multi-cores, which can process large data with a high speed and a large memory bandwidth. Furthermore, GPUs are less expensive than multi-core CPUs. Recently, usage of GPUs in general purpose computing has been wide spread. The CUDA architecture from Nvidia is one of efforts to help developers use GPUs in their application domains. In this paper, we propose techniques to parallelize a skyline algorithm which uses a simple nested loop structure. In order to employ the CUDA programming model, we apply our optimization techniques to make our skyline algorithm fit into the performance restrictions of the CUDA architecture. According to our experimental results, we improve the original skyline algorithm by 80% with our optimization techniques.

병렬컴퓨팅 기반 단백질 열 안정성 분석 가속화 시스템

김대희(Dae-Hee Kim),김효중(Hyo Jung Kim),김민호(Minho Kim),임명은(Myung Eun Lim),이대희(Dae-Hee Lee),최재훈(Jaehoon Choi),정호열(Hoyoul Jung) 한국정보과학회 2014 정보과학회논문지 : 소프트웨어 및 응용 Vol.41 No.6

본 논문에서는 병렬 컴퓨팅 가속화를 통한 웹기반 단백질 열 안정성 분석 시스템을 제시한다. 이 시스템은 단백질의 열안정성 분석을 위한 것으로 종래의 PSA 시스템의 문제점인 방대한 계산량에 의한 오랜 처리시간 문제를 해결하기 위하여 병렬처리 기법을 도입하였다. 적용된 병렬처리 방법은 이기종 아키텍처에 기반을 둔 것으로 쿠다(CUDA)기반의 GPU(Graphic Processing Unit) 및 인텔의 MIC(Many Integrated Core), OpenMP 기반의 멀티코어 CPU를 이용하여 멀티 GPU를 지원하는 PSA-mGPU 및 PSAMIC 시스템을 개발하였다. 기존 PSA 시스템과의 성능 비교를 위해 질병 관련 단백질 서열을 바탕으로 인위적인 돌연변이를 제작하여 실험 데이터로 사용하였으며 시스템의 파라미터 변수인 온도 간격 및 단백질 서열 개수에 따른 성능을 시험하였다. 실험을 통해 병렬 처리에 기반한 방법이 성능을 향상시킬 수 있음을 확인하였으며 특히, 멀티 GPU를 이용한 방법의 경우에는 기존 시스템 대비 16~220배의 속도 향상을 보여주었다. In this paper, we present a Web-based protein thermal stability analysis system that is accelerated by parallel computing. The system makes use of parallel processing techniques to relieve the problem of high computational complexity in the analysis of protein thermal stability. The parallel processing methods applied in this study are based on the heterogeneous architecture system which uses CUDA-based GPU (Graphic Processing Unit), Intel"s MIC (Many Integrated Core), and OpenMPbased multi-core CPU. PSA-mGPU supporting multi-GPU and PSA-MIC system were developed for the system. For performance comparison with the conventional PSA system, experimental data are generated by mutating from disease-related protein sequences, and the performance comparison tests are conducted by varying the number of sequences and temperature interval. From the tests, we found that the proposed parallel processing methods can improve the performance, and in particular, the method using multi-GPU, showed speedup of 16~220 times when compared with the conventional PSA system.

바이토닉 정렬 기반의 GPU 해싱을 이용한 인접 입자의 빠른 접근 기법과 그 응용 사례

이수빈(SuBin Lee),김종현(Jong-Hyun Kim) 한국컴퓨터정보학회 2022 한국컴퓨터정보학회 학술발표논문집 Vol.30 No.1

3차원 삼각형 메쉬의 과장을 안정적으로 표현할 수 있는 필터링과 GPU 최적화

이수빈(SuBin Lee),문성혁(Seong-Hyeok Moon),김종현(Jong-Hyun Kim) 한국컴퓨터정보학회 2023 한국컴퓨터정보학회 학술발표논문집 Vol.31 No.1

GPU를 이용한 무리 짓기에서 이웃 에이전트 찾기의 병렬 처리

이재문 한국게임학회 2010 한국게임학회 논문지 Vol.10 No.5

논문은 GPU를 이용한 무리 짓기에 대한 병렬 알고리즘을 제안한다. 이를 위하여 GPU의 병렬처리 구조로 CUDA를 사용하였으며, 그것의 특성 및 제한 요소들을 분석하였다. 이의 특성 및 제한 요소를 기초로 무리 짓기에서 가장 많은 비용을 요구하는 이웃 에이전트들을 찾는 것을 병렬화 함으로써 성능을 개선하였다. 제안된 알고리즘을 GTX 285상에서 구현하였고, 그것의 성능을 실험적으로 기존의 공간분할 알고리즘과 비교하였다. 비교의 결과는 제안된 알고리즘이 실행 시간 관점에서 최대 9배 정도 우수하다는 것을 보였다. This paper proposes a parallel algorithm of the flocking behaviors using GPU. To do this, we used CUDA as the parallel processing architecture of GPU and then analyzed its characteristics and constraints. Based on them, the paper improved the performance by parallelizing to find the neighbors for an agent which requires the largest cost in the flocking behaviors. We implemented the proposed algorithm on GTX 285 GPU and compared experimentally its performance with the original spatial partitioning method. The results of the comparison showed that the proposed algorithm outperformed the original method up to 9 times with respect to the execution time.

PyCUDA 프레임워크에서 볼륨 렌더링을 구현하기 위한 새로운 커널 디자인

이수호(SooHo Lee),김종현(Jong-Hyun Kim) 한국컴퓨터정보학회 2022 한국컴퓨터정보학회 학술발표논문집 Vol.30 No.1

CUDA를 이용한 초해상도 기법의 영상처리 속도개선 방법

김미정,Kim, Mi-Jeong 한국군사과학기술학회 2011 한국군사과학기술학회지 Vol.14 No.4

Although multi-frame super resolution algorithm has many merits but it demands too much calculation time. Researches have shown that image processing time can be reduced using a CUDA(Compute unified device architecture) which is one of GPGPU(General purpose computing on graphics processing unit) models. In this paper, we show that the processing time of multi-frame super resolution algorithm can be reduced by employing the CUDA. It was applied not to the whole parts but to the largest time consuming parts of the program. The simulation result shows that using a CUDA can reduce an operation time dramatically. Therefore it can be possible that multi-frame super resolution algorithm is implemented in real time by using libraries of image processing algorithms which are made by a CUDA.