초록 ▼

◎ 연구개요
■ 본 연구에서는 네트워크를 통해 연결된 다양한 스마트 엣지 기기들을 위한 시스템 수준의 딥러닝 추론 및 학습의 에너지 효율을 최적화하는 연구를 진행하고자 함
□ DNN 워크로드 특성 분석 및 에너지, 성능, 정확도 평가
□ 스마트 엣지 시스템을 위한 디바이스 그룹의 에너지 최적화 기술 개발
□ 시스템 수준의 연합 학습 최적화
■ 본 연구에서 제안하는 위와 같은 기술들을 스마트 엣지 기기에 구현되어, 실측에 기반해 평가함

◎ 연구 목표대비 연구결과
1차년도: DNN 워크로드

◎ 연구개요
■ 본 연구에서는 네트워크를 통해 연결된 다양한 스마트 엣지 기기들을 위한 시스템 수준의 딥러닝 추론 및 학습의 에너지 효율을 최적화하는 연구를 진행하고자 함
□ DNN 워크로드 특성 분석 및 에너지, 성능, 정확도 평가
□ 스마트 엣지 시스템을 위한 디바이스 그룹의 에너지 최적화 기술 개발
□ 시스템 수준의 연합 학습 최적화
■ 본 연구에서 제안하는 위와 같은 기술들을 스마트 엣지 기기에 구현되어, 실측에 기반해 평가함

◎ 연구 목표대비 연구결과
1차년도: DNN 워크로드 특성 분석 및 에너지, 성능, 정확도 평가
□ 다양한 DNN 워크로드 특성 분석을 위한 프레임워크 구축 (달성)
□ 시스템 수준에서 DNN 워크로드 (e.g., CNN, RNN, 추천 모델) 분석 (달성)
□ 다양한 형태의 Mobile SoC에서 DNN 추론/학습 에너지, 성능, 정확도 평가 (달성)
■ 2차년도: 스마트 엣지 시스템을 위한 디바이스 그룹 수준의 에너지 최적화 기술 개발
□ 추론 에너지 최적화를 위한 강화학습 컴포넌트 정의 (달성)
□ 다양한 엣지 기기를 위한 CNN/RNN 추론 에너지 최적화 기술 개발 (달성)
□ 스마트 엣지 시스템을 위한 추천 추론 에너지 최적화 기술 개발 (달성)
■ 3차년도: 시스템 수준의 연합 학습 에너지 최적화
□ 연합 학습에서 GLobal Parameter들이 DNN 모델들의 정확도, 수렴 속도, 그리고 에너지 효율에 미치는 영향 분석 (달성)
□ 에너지 최적 Global Parameter 선택 기술 개발 (달성)
□ 연합 학습에 참여하는 기기들의 서로 다른 성능 및 실행 환경의 변화를 고려한 로컬 에너지 효율 최적화 (달성)
■ 본 연구에서는 위와 같이 연차별 연구 목표를 100% 달성하였으며, 일부 추가적인 연구수행을 통해 전체 연구 목표를 초과 달성하였음

◎ 연구발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
■ 기술적 측면
□ 다양한 DNN 모델의 시스템 사용 특성 분석을 위해 확보한 프레임워크는 생성형 AI 모델 등 트랜스포머 기반 새로운 모델들의 특성을 분석하는데 활용될 수 있음
□ 다양한 형태의 Mobile SoC에서 활용될 수 있는 딥러닝 추론/학습 에너지 최적화 기술을 확보했으며, 이는 생성형 AI 모델의 온-디바이스 수행을 위해 활용할 수 있음
□ 이를 통해, 온-디바이스 생성형 AI 시스템을 위한 최적화 기술의 선제적 연구 및 개발에 기여할 수 있을 것으로 기대 됨
■ 경제적·사회적 측면
□ 본 과제에서 개발한 기술들을 오픈 소스로 제공하여, 딥러닝 기반 서비스를 제공하는 다양한 국내 기업에서 활용할 수 있도록 해, 국내 기업의 시장 경쟁력을 제고할 수 있을 것으로 기대됨
□ 본 연구과제로 확보한 딥러닝 추론/학습 에너지 최적화 관련 특허를 통한 기술료 수입 효과가 기대됨
■ 인력 양성 측면
□ 본 과제에서 수행한 딥러닝 추론/학습 에너지 최적화 관련 경험에 기반하여, 다양한 딥러닝 워크로드의 특성을 이해하고 시스템 측면에서 이를 최적화 할 수 있는 석박사급의 전문 인력을 양성함
□ 위와 같은 석박사급 전문 인력이 국내 기업 및 학계에서 온-디바이스 생성형 AI 시스템을 위한 선제적 연구 및 개발에 참여할 수 있을 것으로 기대 됨

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 5
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 12
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 12
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 13
• 3) 목표 달성 수준 ... 13
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 13
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 13
• 6. 자체점검표 ... 14
• 7. 참고문헌 ... 14
• 끝페이지 ... 36