초록 ▼

□ 거대 융합 계산공학 (난류 연소 해석) 공동 연구
◦ DNS 방법을 이용한 거대 난류연소반응 해석 및 평가
◦ 연소모델을 이용한 튜브형 확산화염의 열-확산 불안정성 해석 및 평가
□ 대용량 데이터 가시화 기술 공동 개발
◦ SAMR 데이터에 특화된 볼륨 렌더링 알고리즘을 개발, 적용하여 가시화 효율 향상
◦ GPU 인덱싱 및 계층적 로딩 알고리즘 개발, 적용하여 데이터 IO 향상 기술 개발
□ 이종 분산 컴퓨팅 기반기술 공동 연구
◦ 이종 컴퓨팅 플랫폼에서 HTC/MTC 응용의 성능에 영향을

□ 거대 융합 계산공학 (난류 연소 해석) 공동 연구
◦ DNS 방법을 이용한 거대 난류연소반응 해석 및 평가
◦ 연소모델을 이용한 튜브형 확산화염의 열-확산 불안정성 해석 및 평가
□ 대용량 데이터 가시화 기술 공동 개발
◦ SAMR 데이터에 특화된 볼륨 렌더링 알고리즘을 개발, 적용하여 가시화 효율 향상
◦ GPU 인덱싱 및 계층적 로딩 알고리즘 개발, 적용하여 데이터 IO 향상 기술 개발
□ 이종 분산 컴퓨팅 기반기술 공동 연구
◦ 이종 컴퓨팅 플랫폼에서 HTC/MTC 응용의 성능에 영향을 주는 요소 분석
◦ 공평성 및 효율성을 고려한 최적 자원 할당 정책 개발 및 성능 평가 기술 개발
◦ Affinity를 고려한 Two-level 스케줄링 기법 개발 및 성능 평가 기술 개발
□ 에너지 효율형 GPGPU 컴퓨팅을 위한 에너지 스택 기반 동적 적응 기술 개발
◦ 성능 및 전력 소모량 예측 모델 개발
◦ 예측 모델 기반 최적 코어 및 메모리 클럭 동적 제어 시스템 개발

Abstract ▼

Ⅳ. Result of the study
□ Massive Turbulent Combustion Simulation
○ Understanding on the combustion characteristics of RCCI (Reactivity Controlled Compression Ignition) and SCCI (Stratified Charge Compression Ignition) Engines using DNS.
○ Understanding on the stabilization mechanism of hydr

Ⅳ. Result of the study
□ Massive Turbulent Combustion Simulation
○ Understanding on the combustion characteristics of RCCI (Reactivity Controlled Compression Ignition) and SCCI (Stratified Charge Compression Ignition) Engines using DNS.
○ Understanding on the stabilization mechanism of hydrogen turbulent-floating flames and chemical characteristics of turbulent flame by DNS.
○ Understanding on the characteristics of thermo-diffusive instability of tube-shaped flame where exist radiative heat loss by using 2D combustion model.
□ Visualization: Enhancement of the performance of volume rendering
○ Development of a volume render bsed on GL shader and a user interface based on QT.
○ Proposing a data-deduced AMR data structure based on octree and realizing efficient GPU storing structure using adaptive texture.
○ Development of a jump raycasting algorithm using adaptive octree to reduce the overhead of raycasting.
□ Visualization: Enhancement of I/O performance
○ Adopting the multi-dimensional data index for GPU in GLOVE
○ Development of hierarchical loading algorithm for large-scale data
○ Publication of the analysis and evaluation of the enhanced performance of GLOVE by adopting GPU indexing
□ Scheduling for heterogeneous system
○ Evaluating the performance of HTC/MTC application such as AutoDoct, Montage, etc. on the heterogeneous computing environments such as PLSI, GRID, and cloud platform.
○ Analyzing the effect of the characteristics of platforms and the reduction of performance due to resource sharing.
○ Development and evaluation of Fairness, Greedy Efficiency, and Fair Efficiency algorithms for the strategy of resource assigning after defining the fairness and efficiency.
○ Defining the Co-runner Affinity Metric that is a measure of the effect of resource-sharing between applications and the Platform Affinity Metric is a measure of the effect of platform characteristics.
○ Development and evaluation of the proposed Affinity-aware algorithms.
□ Energy efficient GPGPU computing
○ Development of a GPGPU workload performance prediction model based on a linear modeling.
○ Development of a GPGPU workload power consumption prediction model based on a linear modeling.
○ Development of energy-efficient GPGPU architecture that searches an optimal setting dynamically by analysing the system status consisting of active warps, core frequency, and memory frequency.
○ Evaluation of the enhancement of energy-efficiency for the proposed GPGPU architecture.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 3
• 보고서 요약서 ... 4
• 요 약 문 ... 5
• Summary ... 11
• Contents ... 18
• 목차 ... 22
• 표목차 ... 26
• 그림목차 ... 29
• 제1장 공동연구 개요 ... 35
• 제1절 공동연구의 필요성 ... 35
• 1. 거대 융합 계산공학 (난류연소해석) 연구 ... 35
• 2. 대용량 데이터 가시화 기술 연구 ... 35
• 3. 이종분산컴퓨팅 환경에서의 스케줄링 기술 연구 ... 36
• 4. 에너지 효율형 GPGPU 컴퓨팅을 위한 에너지 스택 기반 동적 적응기술 개발 ... 36
• 제 2절 국내외 현황 ... 38
• 1. 거대 융합 계산공학 (난류 연소 해석) 연구 ... 38
• 2. 대용량 데이터 가시화 기술 연구 ... 38
• 3. 이종분산컴퓨팅 환경에서의 스케줄링 기술 연구 ... 39
• 4. 에너지 효율형 GPGPU 컴퓨팅 기술 연구 ... 39
• 제3절 공동연구개발 내용 및 범위 ... 40
• 1. 거대 융합 계산공학 (난류연소) 연구 ... 40
• 2. 대용량 데이터 가시화 기술 연구 ... 41
• 3. 이기종 분산컴퓨팅 환경에서의 스케줄링 기술 연구 ... 42
• 4. 에너지 효율형 GPGPU 컴퓨팅을 위한 에너지 스택 기반 동적 적응기술 개발 ... 43
• 제4절 공동연구 목표 ... 44
• 1. 연구과제 목표 ... 44
• 2. 세부 업무별 연구 개발 목표 ... 44
• 제5절 추진전략 및 방법 ... 46
• 1. 추진전략 ... 46
• 2. 추진 체계 ... 47
• 3. 인력 구성 ... 48
• 4. 예산 ... 48
• 제2장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 49
• 제1절 거대 융합 계산공학 (난류 연소 해석) 연구 ... 49
• 1. RCCI/SCCI 연소의 직접수치모사 – 파라미터 연구 ... 49
• 2. RCCI 연소의 직접수치모사 연구 - 화학적 측면 ... 56
• 3. 자발화 한계 근처에서 비예혼합 부상 난류 수소 제트 화염의 3-D DNS ... 58
• 4. 복사열손실이 있는 비예혼합 튜브형 화염에 관한 수치 해석적 연구 ... 69
• 제2절 대용량 데이터 가시화 기술 연구 - 볼륨 렌더링 성능향상 ... 75
• 1. 연구내용 ... 75
• 2. GPU기반 볼륨렌더링 성능 향상 ... 75
• 3. GPU 기반 볼륨렌더링 메모리 효율 향상을 위한 SAMR 데이터에 특화된 Octree 기반 자료 구조 연구 ... 80
• 4. GPU Octree 사용 시의 오버헤드를 줄이기 위한 Jump Raycasting 알고리즘 ... 83
• 제3절 대용량 데이터 가시화 기술 연구 - 데이터 I/O 성능 향상 ... 85
• 1. 데이터 가시화 기술 GLOVE의 기능개선 및 성능확장 ... 85
• 2. 논문 게재 ... 88
• 제4절 이기종 스케줄링 ... 89
• 1. 이종 컴퓨팅 환경 HTC 응용에 대한 성능 및 특성 분석 ... 89
• 2. 이종 컴퓨팅 환경에서의 다양한 자원 할당 정책 및 성능 평가 ... 107
• 3. Platform 및 Co-runner Affinity를 고려한 Two-level 스케줄링 알고리즘 및 성능 평가 ... 125
• 제5절 에너지 효율형 GPGPU 컴퓨팅을 위한 에너지 스택 기반동적 적응 기술 개발 ... 187
• 1. 코어 및 클럭 설정에 따른 에너지 소비량에 대한 연구 ... 187
• 2. 성능 및 전력 소모량 예측 모델 ... 188
• 3. 에너지 소모량 예측 모델 ... 188
• 4. Thread 개수 동적 제어 시스템 ... 189
• 5. 예측 모델 기반 최적 코어 및 메모리 클럭 동적 제어 시스템 개발 ... 189
• 6. 기존 GPGPU 하드웨어 확장 ... 190
• 7. 예측 모델 및 동적 제어 시스템의 평가 ... 191
• 제6절 커뮤니티 활성화 (김성엽) ... 194
• 1. 거대 계산공학 및 대용량 데이터 가시화 워크숍 ... 194
• 2. 슈퍼컴퓨터 활용 거대 공학계산 연구 교류회 ... 196
• 제3장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 198
• 제1절 거대 융합 계산공학 (난류 연소 해석) 연구 ... 198
• 제2절 대용량 데이터 가시화 기술 연구 ... 198
• 1. 볼륨 렌더링 성능 향상 ... 198
• 2. 데이터 I/O 성능 향상 ... 199
• 제3절 이기종 스케쥴링 ... 200
• 제4절 에너지 효율형 GPGPU 컴퓨팅을 위한 에너지 스택 기반동적 적응 기술 개발 ... 202
• 1. 에너지 스택 예측 모델 설계 ... 202
• 2. 에너지 스택 기반 동적 제어 시스템 개발 ... 202
• 3. 구현된 에너지 스택 기반 동적 제어 시스템 평가 ... 203
• 4. 기타 성과 ... 204
• 제4장 연구개발결과의 활용계획 ... 205
• 제1절 기대성과 ... 205
• 1. 기술적 측면 ... 205
• 2. 경제적·산업적 측면 ... 205
• 제2절 연구사업 결과 활용방안 ... 206
• 1. 정성적 성과 ... 206
• 2. 정량적 성과 ... 206
• 참고문헌 ... 208
• 끝페이지 ... 209