보고서 정보
주관연구기관 |
포항공과대학교 Pohang University of Science and Technology |
연구책임자 |
김한준
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보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 |
한국어
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발행년월 | 2017-05 |
과제시작연도 |
2016 |
주관부처 |
과학기술정보통신부 Ministry of Science and ICT |
등록번호 |
TRKO201800004849 |
과제고유번호 |
1711036397 |
사업명 |
개인연구지원 |
DB 구축일자 |
2018-05-05
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키워드 |
컴파일러.프로파일러.스마트폰.서버.협력적 수행.Compiler.Profiler.Smartphone.Cooperative Optimization.Server.
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DOI |
https://doi.org/10.23000/TRKO201800004849 |
초록
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연구의 목적 및 내용
컴퓨터 시스템은 PC, 서버 뿐만 아니라 스마트폰, 테블릿에 이르기까지 다양해졌으며, 사용자들 또한 높은 작업 처리량, 짧은 응답 시간, 저전력 실행 등 다양한 성능에 대한 요구 사항을 가지고 있다. 이처럼 다양한 하드웨어에 대해 다양한 성능 요구를 충족시키기 위해, 본 연구는 새로운 컴파일러 시스템을 제안한다. 제안하는 컴파일러는 자동으로 하드웨어의 상태와 프로그램의 구조를 분석하여, 다양한 기기의 하드웨어의 상황을 반영한 최적화를 진행하여, 서로 다른 기기가 협력적으로 하나의 프로그램을 실행할 수 있도
연구의 목적 및 내용
컴퓨터 시스템은 PC, 서버 뿐만 아니라 스마트폰, 테블릿에 이르기까지 다양해졌으며, 사용자들 또한 높은 작업 처리량, 짧은 응답 시간, 저전력 실행 등 다양한 성능에 대한 요구 사항을 가지고 있다. 이처럼 다양한 하드웨어에 대해 다양한 성능 요구를 충족시키기 위해, 본 연구는 새로운 컴파일러 시스템을 제안한다. 제안하는 컴파일러는 자동으로 하드웨어의 상태와 프로그램의 구조를 분석하여, 다양한 기기의 하드웨어의 상황을 반영한 최적화를 진행하여, 서로 다른 기기가 협력적으로 하나의 프로그램을 실행할 수 있도록 하였으며, 이를 통해 응답 시간 및 소비 전력을 감소시켰다.
연구결과
본 연구는 프로그래머의 힌트없이 프로그램이 어떻게 동작하는지 분석하는 프로파일러와 프로파일링 결과를 토대로 스마트폰과 서버가 협력적으로 프로그램을 수행할 수 있도록 최적화하는 컴파일러를 개발하였다. 프로그램을 보다 정확하게 분석하기 위해서 각 함수 호출 상황와 반복문의 상황인 컨텍스트를 인지하는 프로파일러를 개발하였으며, 컴파일러가 가능한 모든 컨텍스트를 분석하고 최적화하여 컨텍스트 관리 오버헤드를 최소화하였다. 이를 토대로 스마트폰-서버 협력적 컴파일러 최적화는 기기에 종속적인 부분과 독립적인 부분을 파악하고, 실행 시간이 오래 걸리는 부분을 파악하여, 서버에서 기기 독립적이며 오랜 시간이 필요한 부분을 수행하도록 스마트폰 프로그램을 최적화하였다. 특히 컴파일러는 사용자의 힌트 없이도 자동으로 협력적 수행 부분을 찾아내어 프로그래머의 부담을 줄여주었으며, 해당 기기에 대한 바이너리 코드를 바로 생성하여 가상머신 없이도 서로 다른 기기가 협력적으로 프로그램을 실행할 수 있도록 하였다. 또한 컴파일러 프레임워크에서 각 바이너리에 대해 통합된 메모리 주소를 제공하여 데이터 공유에 대한 부분도 손쉽고 효율적으로 처리할 수 있도록 하였다.
연구결과의 활용계획
본 연구의 결과인 스마트폰과 서버의 협력적 실행은 다양한 기기가 협력적으로 하나의 서비스를 제공하는 사물인터넷 환경에서, 프로그래머의 부담없이 효율적으로 프로그램을 실행할 수 있도록 최적화하는 시스템을 개발하는 데 원천 기술로서 활용할 계획이다. 또한 본 연구 산출물 중 하나인 프로파일러는 다양한 프로그램을 분석하는 툴로서 활용하며 새로운 최적화 기술을 개발하는데 활용하고자 한다. 마지막으로 본 컴파일러는 프로그램 개발 시간을 단축하는데 도움을 주어, 산업체에서도 경쟁사보다 빠른 제품 출시를 하는데 이 연구 성과를 활용할 수 있다.
(출처 : 한글요약문 4p)
Abstract
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Purpose& contents
To meet various performance demands such as high throughput, low latency, power efficiency, or any combinations of them on various computer systems such as PCs, servers, tablets and smartphones, this proposal proposes a new compilation system. The compiler analyzes programs and
Purpose& contents
To meet various performance demands such as high throughput, low latency, power efficiency, or any combinations of them on various computer systems such as PCs, servers, tablets and smartphones, this proposal proposes a new compilation system. The compiler analyzes programs and target hardware platforms, and optimizes the programs with deep understanding of the programs and hardware resources. Fully exploiting the computing resources of different computer systems such as smartphones and servers, the compilation system reduces response time and energy consumption of programs.
Result
This work presents a compilation system with various profilers. Since dynamic execution patterns can vary widely depending on the context, such as function call site stack and loop nest level, context-aware profiling is of great value for precise profiling. However, managing full context information causes huge overheads in terms of CPU cycles and memory space. This work first proposes a new context-aware profiling framework that efficiently traces all the memory uses and execution time with full context information. The profiling framework statically analyzes a context tree of a program that illustrates all the possible dynamic contexts, and simplifies context management during profiling. Based on the profiling results, the compilation system supports smaprtphone-server cooperative execution of mobile programs. The compiler automatically finds heavy tasks without any annotation, and generates cooperative execution-enabled native binaries with memory unification for a mobile device and a server. At run-time, the compiler framework efficiently supports seamless migration between the mobile device and the server with a unified virtual address space and communication optimization.
Expected Contribution
This work introduces a smartphone-server cooperative execution model that can be widely used in the Internet-of Things (IoT) environments. With a small extension of smartphone-server optimization modules, the proposed compiler system can optimize IoT programs for various hardware systems without any burden of programmers. Moreover, proposed profilers can introduce various optimization opportunities of various program. Finally, the proposed compilation system can reduce development time of variosu service applications, increasing competition power of industries.
(출처 : SUMMARY 5p)
목차 Contents
- 표지 ... 1
- 목차 ... 2
- 연구계획 요약문 ... 3
- 연구결과 요약문 ... 4
- 한글요약문 ... 4
- SUMMARY ... 5
- 연구내용 및 결과 ... 6
- 1. 연구개발과제의 개요 ... 6
- 2. 국내외 기술개발 현황 ... 7
- 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 8
- 4. 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 12
- 5. 연구결과의 활용계획 ... 12
- 6. 연구과정에서 수집한 해외 과학기술정보 ... 13
- 7. 주관연구책임자 대표적 연구실적 ... 13
- 8. 참고문헌 ... 13
- 9. 연구성과 ... 14
- 10. 국가과학기술지식정보서비스에 등록한 연구시설‧장비 현황 ... 14
- 11. 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전조치 이행실적 ... 14
- 12. 기타사항 ... 14
- 별첨1 대 표 연 구 성 과 ... 15
- 별첨2 세부 목표 관련 증빙 ... 19
- 끝페이지 ... 20
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