초록 ▼

최근 마이크로프로세서 설계의 가장 두드러진 추세는 멀티-코어 프로세서라고 할 수 있다. 2004년 Dual-코어 제품의 출시 이후 그 추세는 더욱 두드러져 최근에는 멀티-코어를 넘어 매니-코어 (Many-Core) 프로세서의 시대를 열어가고 있다. 이러한 추세와 더불어 부동 소수점 (Floating-point: FP) 연산에 탁월한 성능을 보이는 GPU (Graphic Processing Unit)의 성능도 최근 들어 크게 발전하고 있는데, 흥미로운 것은 이러한 GPU들의 구조도 매니-코어화 되어가고 있다는 것이다. 본 연구에서는

최근 마이크로프로세서 설계의 가장 두드러진 추세는 멀티-코어 프로세서라고 할 수 있다. 2004년 Dual-코어 제품의 출시 이후 그 추세는 더욱 두드러져 최근에는 멀티-코어를 넘어 매니-코어 (Many-Core) 프로세서의 시대를 열어가고 있다. 이러한 추세와 더불어 부동 소수점 (Floating-point: FP) 연산에 탁월한 성능을 보이는 GPU (Graphic Processing Unit)의 성능도 최근 들어 크게 발전하고 있는데, 흥미로운 것은 이러한 GPU들의 구조도 매니-코어화 되어가고 있다는 것이다. 본 연구에서는 이러한 범용 매니-코어 CPU와 뛰어난 FP 연산 능력을 지닌 매니-코어 GPU를 결합한 컴퓨팅 환경에서 응용 프로그램의 병렬화 및 성능 최적화를 위한 연구를 수행한다. 특히 이러한 환경에서 CPU 및 GPU의 각각의 역할에 중점을 둔 최적화 기법을 개발한다.
연구의 내용으로는 다중 매니-코어 컴퓨팅 환경에서 FP 연산이 집중된 응용 프로그램의 병렬화 및 성능 최적화를 시킬 때 필요한
1) 매니-코어 CPU에서의 성능 최적화 기법 개발 :
대량의 FP 연산들은 주로 GPU에 할당하는 대신, 이러한 GPU의 성능을 최적화 할 수 있도록 CPU의 역할을 분석하고 정의한다.
이러한 분석 연구에 기초하여 실제 응용 프로그램의 병렬화/성능 최적화에 필요한 기법들을 개발하고 적용함으로써 그 효용성을 검증한다.
2) 매니-코어 GPU에서의 성능 최적화 기법 개발 :
GPU의 특성을 모델링하고, 이러한 특성을 활용하여 일반화 가능한 병렬화 및 성능 최적화 기법들을 개발한다.
개발된 기법들을 활용하여 계산 요구량이 높고, 최근 그 중요성이 커져가는 금융 파생 상품 모델링 응용 프로그램에 적용함으로써 그 효용성을 검증한다.

Abstract ▼

The latest design trend for the microprocessors is to integrate multiple CPU cores on a chip: multi-core CPU. The first multi-core CPU was introduced in the market in 2004 with 2 cores on a chip. This trend has been accelerated and resulted in Many-Core microprocessors beyond multi-core. Along with

The latest design trend for the microprocessors is to integrate multiple CPU cores on a chip: multi-core CPU. The first multi-core CPU was introduced in the market in 2004 with 2 cores on a chip. This trend has been accelerated and resulted in Many-Core microprocessors beyond multi-core. Along with the many-core CPU development in the CPU design, we are also witnessing innovative design and performance improvement in the Graphic Processing Unit (GPU). Interesting trend is that GPU's are also adopting many-core designs. These GPU show prominent floating-point performance, far better than that of the latest CPU's. In this research, we develop techniques to parallelize and optimize performance for applications on the latest many-core CPU and GPU based computing paltforms.
For the above research goals, we develop the following techniques:
1) Performance optimization techniques for many-core CPU's:
We analyze and define the role of CPU in the computing platform where many-core CPU and GPU are integrated together and the GPU is in charge of intensive FP computations.
Based on the analyses, we develop techniques to parallelize and optimize performance for applications on such platforms. We verify the usefulness of the techniques by applying them to real applications.
2) Performance optimization techniques for many-core GPU's:
We model the performance characteristics of the many-core GPU's. Based on them, we develop parallelization and performance optimization techniques for them.
We verify the usfulness of the developed techniques in the computationally demanding applications such as financial derivatives modeling.

목차 Contents

• 일반연구자지원사업 최종보고서(초안) ...1
• 목차 ...2
• I. 연구 계획 요약문 ...3
• 1. 국문 요약문 ...3
• II. 연구 결과 요약문 ...4
• 1. 국문 요약문 ...4
• 2. 영문 요약문 ...5
• III. 연구내용 및 결과 ...6
• 1. 연구개발과제의 개요 ...6
• 2. 국내외 기술개발 현황 ...7
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ...8
• 4. 목표 달성도 및 관련 분야에의 기여도 ...19
• 5. 연구결과의 활용계획 ...20
• 6. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ...20
• 7. 주관연구책임자 대표적 연구 실적 ...21
• 8. 참고 문헌 ...21
• 9. 연구 성과 ...23
• 10. 기타사항 ...25