초록 ▼

□ 연구개요
자율주행차 AI 컴퓨팅 시스템에 있어서 글로벌 기업들은 이미 상용화 수준의 딥러닝 하드웨어 가속기와 이에 필요한 소프트웨어 스택까지 완벽하게 갖추고 있다. 이들 기업의 플랫폼을 그대로 자율주행차에 탑재할 경우 해당 기업의 하드웨어부터 소프트웨어 전체 스택까지 기술적으로 종속될 수밖에 없다. 본 연구에서는 이러한 기술 종속성을 피할 수 있게 하는 소프트웨어 기초 연구를 수행하였다. 본 연구에서 제시한 우선순위 기반 딥러닝 태스크의 성능 고립화, CPU-GPU 혼용 스케줄링, 데이터 재사용 및 메인 메모리 최소 접근

□ 연구개요
자율주행차 AI 컴퓨팅 시스템에 있어서 글로벌 기업들은 이미 상용화 수준의 딥러닝 하드웨어 가속기와 이에 필요한 소프트웨어 스택까지 완벽하게 갖추고 있다. 이들 기업의 플랫폼을 그대로 자율주행차에 탑재할 경우 해당 기업의 하드웨어부터 소프트웨어 전체 스택까지 기술적으로 종속될 수밖에 없다. 본 연구에서는 이러한 기술 종속성을 피할 수 있게 하는 소프트웨어 기초 연구를 수행하였다. 본 연구에서 제시한 우선순위 기반 딥러닝 태스크의 성능 고립화, CPU-GPU 혼용 스케줄링, 데이터 재사용 및 메인 메모리 최소 접근 기법들은 미들웨어 및 OS 수준의 기술이며 딥러닝 가속기의 종류에 상관없이 적용할 수 있다.

□ 연구 목표대비 연구결과
1차년에는 자율주행차에서 필요한 대표적인 딥러닝 모델들의 연산구조를 분석하고 딥러닝 모델들의 연산장치(CPU 및 GPU)에서의 스케줄링 단위를 설계하였다. 이를 기반으로 CPU와 GPU에 현재 부여된 부하의 정도에 따라서 적응적으로 딥러닝 모델의 레이어들이 할당될 수 있는 이기종 코어 스케줄링 기법을 개발하였다.
2차년에는 여러 개의 딥러닝 모델들이 혼용되어 수행될 때 온라인으로 레이어 단위로 분산처리 되는 기법과 CPU와 GPU 중 현시점에서 가장 적절한 코어를 선택할 수 있는 알고리즘을 개발하였다. 또한 CPU와 GPU 사이의 데이터 송수신을 최소화하고 우선순위가 높은 딥러닝 모델들이 우선적으로 실행될 수 있는 메커니즘을 추가하였다. 적용한 결과, 빠른 응답을 요구하는 딥러닝 모델들의 End-to-End 지연시간을 최소화할 수 있었다.
3차년에는 여러 개의 가속기(ex. GPU)가 존재하는 환경에서 중간 연산 결과 데이터를 가속기 내부에서 재사용하면서 최소로 메인 메모리를 접근할 수 있는 알고리즘을 개발하였다. 또한 자율주행차를 위협하는 딥러닝 모델의 오동작 유도 공격을 빠르게 검출하고 대처할 수 있는 기법을 추가로 개발하였다. 마지막으로 전체 개발된 소프트웨어들을 통합하고 전체 연구과제를 완료하였으며, 목표한 바는 모두 100% 달성하고 과제 수행 중 추가로 필요한 아이템들을 별도로 추가하였다.

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성)
본 연구의 결과물들을 볼록체인 기반 연합학습 연구에 확장할 계획이다. 보안 이슈를 해결하는 블록체인은 Edge/IoT/Server 연산 노드들 사이에서 막대한 양의 통신/컴퓨팅/스토리지 이슈들을 가지고 있다. 본 연구의 이기종 코어 협력 스케줄링, 온라인 레이어 분산처리 기법, 외부 메모리 최소 접근 기법 등과 결합하면 이러한 이슈를 해결할 수 있다. 또한 고 실감 Plenoptic 영상의 객체 추적 및 객체 탐지 분야에 확장할 계획이다. 본 연구에서 개발한 멀티쓰레딩 기반 스케줄링 프레임워크를 사용하여 각각의 focal plane 처리에서 발생하는 딥러닝 연산을 병렬화 시킬 수 있다. 또한 다중 객체를 추적하는 복수 개의 추적기(tracker)들이 중첩되게 사용하는 focal plane들에 본 연구에서 개발한 데이터 재사용 및 외부 메모리 최소 사용기법을 활용한다면 획기적으로 메모리 사용량을 감소시킬 수 있다.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 4
• 1) 1년차 수행 과정 및 수행 내용 ... 4
• 2) 2년차 수행 과정 및 수행 내용 ... 6
• 3) 3년차 수행 과정 및 수행 내용 ... 8
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 10
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 10
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 12
• 3) 목표 달성 수준 ... 12
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 13
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 13
• 6. 참고문헌 ... 14
• [붙임1] 세부 정량적 연구개발성과 ... 15
• [붙임2] 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 19
• 끝페이지 ... 25