초록

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공유메모리 기반의 OpenMP 프로그램에서 발생하는 경합은 의도하지 않은 비결정적 수행 결과를 초래하므로 효과적으로 경합을 탐지하는 도구가 필요하다. 본 연구는 OpenMP 프로그램의 경합탐지를 위한 Intel 사의 Thread Checker를 내포병렬성의 여부와 접근사건들의 분포 형태를 기준으로 개발한 커널프로그램 집합을 이용하여 분석한 결과로서, 스레드들을 순서적으로 수행하면서 내포된 스레드를 부모 스레드와 동일한 스레드로 간주하고 적어도 하나의 읽기와 쓰기 접근사건들을 유지하면서 수행중에 경합을 탐지하는 도구임을 보인다. 이 도구는 접근사건의 발생 시에 이전 접근사건들과의 경합 여부를 검사한 후에 그 접근사건의 유지 여부를 결정하므로, 논리적 병행성 관계를 반영하지 못하는 내포된 스레드가 존재하지 않으면 경합의 존재를 검증한다.

공유메모리 기반의 OpenMP 프로그램에서 발생하는 경합은 의도하지 않은 비결정적 수행 결과를 초래하므로 효과적으로 경합을 탐지하는 도구가 필요하다. 본 연구는 OpenMP 프로그램의 경합탐지를 위한 Intel 사의 Thread Checker를 내포병렬성의 여부와 접근사건들의 분포 형태를 기준으로 개발한 커널프로그램 집합을 이용하여 분석한 결과로서, 스레드들을 순서적으로 수행하면서 내포된 스레드를 부모 스레드와 동일한 스레드로 간주하고 적어도 하나의 읽기와 쓰기 접근사건들을 유지하면서 수행중에 경합을 탐지하는 도구임을 보인다. 이 도구는 접근사건의 발생 시에 이전 접근사건들과의 경합 여부를 검사한 후에 그 접근사건의 유지 여부를 결정하므로, 논리적 병행성 관계를 반영하지 못하는 내포된 스레드가 존재하지 않으면 경합의 존재를 검증한다.

AI 본문요약

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• 연구 주제
• 연구 방법
• 연구 결과

문제 정의

• 대상으로 하는 프로그램인 OpenMP 프로그램을 Intel C++/Fortran Compiler가 경합을 탐지하기 위한 프로그램으로 변형한다. 변형된 프로그램의 스레드들을 Intel Thread Checker가 순서적으로 수행시키면서 프로그램의 변형 시에 경합에 필요한 정보들을 저장한 Program DataBase를 참조하여 경합을 탐지하고 그 결과를 Intel VTune Performenance Analyzer가 사용자에게 [그림 4]처럼 보고한다.

제안 방법

• Intel Thread Checker의 수행환경을 시스템 환경과 실행 환경으로 나누어 살펴본다. 먼저, 시스템 환경은 인텔 펜티움 -IV 컴퓨터에서 윈도우 2000을 기반으로 하여 OpenMP API 2.
• 이러한 프로그램은 수행 시간이 길고 많은 양의 메모리를 요구하며, 분석목적에 부합하는 프로그램을 선정하기 어려우므로 분석하고자 하는 도구의 입력 데이터로는 적합하지 않다. 따라서 도구분석을 위해 고려해야 할 사항들을 포함한 커널프로그램 집합으로 경합 탐지 도구인 Intel Thread Checker를 분석한다. 커널프로그램은 내포 병렬성의 여부와 읽기/쓰기 접근사건들의 발생순서를 조합하여 작성한다.
• 본 절에서는 OpenMP 프로그램의 경합 탐지를 위한 Intel 사의 Thread Checker를 내포 병렬성의 여부와 접근사건들의 분포 형태를 기준으로 개발한 커널프로그램 집합을 이용하여 분석한 결과로서, 스레드들을 순서적으로 수행하면서 내포된 스레드를 부모 스레드와 동일한 스레드로 간주하고 적어도 하나의 읽기와 쓰기 접근사건들을 유지하면서 수행 중에 경합을 탐지하는 도구임을 보인다. 이 도구를 분석하기 이전에 도 구의 수행환경에 대해 살펴보고, 커널프로그램 집합으로 도구의 경합 탐지 원리에 대해 분석한다.
• 커널프로그램의 집합을 이용하여 Intel Thread Checker가 프로그램의 수행 중에 경합을 탐지하는 기법임을 보이고, 커널 프로그램에서 탐지되는 경합의 유형을 분석하여 경합 탐지 기법의 원리를 살펴본다.

이론/모형

• 수행 중 경합 탐지 도구인 Intel Thread Checker의 경합 탐지 기법의 원리를 분석하기 위해서 커널프로그램의 집합을 이용한다. 커널프로그램은 내포 병렬성이 존재하지 않은 프로그램 모델과 내포 병렬성이 존재하는 프로그램 모델로 분류하여 각 스레드에 접근사건들의 순서를 임의로 발생 시켜 경합이 탐지되는 양상을 분석하는데 이용한다.

성능/효과

• 첫 번째, Intel Thread Checker는 내포 병렬성을 가진 프로그램 모텔이 존재하지 않으면 경합 존재 여부를 검증할 수 있다. 두 번째, 접근 사건이 발생하면 이전 접근 사건들과 경합 여부를 검사한 후에 병행한 스레드들에서 적어도 하나의 읽기와 쓰기 접근 사건들을 유지한다. 앞으로 Intel Thread Checker는 OpenMP 프로그램의 작성 시에 프로그래머에게 유용한 도구가 될 것이다.
• 본 연구는 OpenMP 프로그램의 경합 탐지를 위한 Intel 사의 Thread Checker[2, 3, 4, 9]를 내포 병렬성의 여부와 접근 사건들의 분포 형태를 기준으로 개발한 커널프로그램 집합을 이용하여 분석한 결과로서, 스레드들을 순서적으로 수행하면서 내포된 스레드를 부모 스레드와 동일한 스레드로 간주하고 적어도 하나의 읽기와 쓰기 접근사건들을 유지하면서 수 행 중에 경합을 탐지하는 도구임을 보인다. Intel Thread Checker는 OpenMP 프로그램에서 경합을 탐지하는 KAI Assured]를 재설계하여 동적 분석 기법을 적용한 도구이다.
• 본 절에서는 OpenMP 프로그램의 경합 탐지를 위한 Intel 사의 Thread Checker를 내포 병렬성의 여부와 접근사건들의 분포 형태를 기준으로 개발한 커널프로그램 집합을 이용하여 분석한 결과로서, 스레드들을 순서적으로 수행하면서 내포된 스레드를 부모 스레드와 동일한 스레드로 간주하고 적어도 하나의 읽기와 쓰기 접근사건들을 유지하면서 수행 중에 경합을 탐지하는 도구임을 보인다. 이 도구를 분석하기 이전에 도 구의 수행환경에 대해 살펴보고, 커널프로그램 집합으로 도구의 경합 탐지 원리에 대해 분석한다.
• 본 논문의 Intel Thread Checker의 실험적 분석 결과를 프로그램 모델과 경합탐지기법 측면에서 정리하면 다음과 같다. 첫 번째, Intel Thread Checker는 내포 병렬성을 가진 프로그램 모텔이 존재하지 않으면 경합 존재 여부를 검증할 수 있다. 두 번째, 접근 사건이 발생하면 이전 접근 사건들과 경합 여부를 검사한 후에 병행한 스레드들에서 적어도 하나의 읽기와 쓰기 접근 사건들을 유지한다.

후속연구

• 두 번째, 접근 사건이 발생하면 이전 접근 사건들과 경합 여부를 검사한 후에 병행한 스레드들에서 적어도 하나의 읽기와 쓰기 접근 사건들을 유지한다. 앞으로 Intel Thread Checker는 OpenMP 프로그램의 작성 시에 프로그래머에게 유용한 도구가 될 것이다.

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이 논문을 인용한 문헌

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