GPU 성능 저하 해결을 위한 내부 자원 활용/비활용 상태 분석

최홍준; 손동오; 김종면; 김철홍

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자료유형: 학술저널

저자정보: 최홍준 (한국전자통신연구원) 손동오 (전남대학교) 김종면 (한국전자통신연구원) 김철홍 (전남대학교)

저널정보: 한국콘텐츠학회 한국콘텐츠학회논문지 한국콘텐츠학회논문지 제15권 제7호

발행연도: 2015.7

수록면: 1 - 11 (11page)

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최신 고성능 컴퓨팅 시스템에서는, 대용량 병렬 연산을 효과적으로 처리할 수 있는 GPU의 우수한 연산성능을 그래픽 처리 이외의 범용 작업에 활용하는 GPGPU 기술에 관한 연구가 활발하게 진행 중이다. 하지만 범용 응용프로그램의 특성이 GPU 구조에 최적화되어 있지 않기 때문에 범용 프로그램 수행 시 GPGPU는 GPU의 연산 자원을 효과적으로 활용하지 못하고 있다. 그러므로 본 논문에서는 GPGPU 기술을 사용하는 컴퓨팅 시스템의 성능을 보다 향상시킬 수 있는 GPU 연구에 대한 방향을 제시하고자 한다. 이를 위하여, 본 논문에서는 GPU 성능 저하 원인 분석을 수행한다. GPU 성능 저하 원인을 보다 명확하게 분류하고자 본 논문에서는 GPU 코어의 상태를 완전 활성화 상태, 불완전 활성화 상태, 유휴 상태, 메모리스톨 상태, 그리고 GPU 코어 스톨 상태 등 5가지로 정의하였다. 완전 활성화 상태를 제외한 모든 GPU 코어 상태들은 컴퓨팅 시스템의 성능 저하를 유발한다. 본 논문에서 성능 저하 원인을 찾고자 벤치마크 프로그램의 특성에 따라 각 GPU 코어 상태의 비율 변화를 측정하였다. 분석 결과에 따르면, 불완전 활성화 상태, 유휴 상태, 메모리 스톨 상태 그리고 GPU 코어 스톨 상태는 연산 자원 활용률 저하, 낮은 프로그램 병렬성, 높은 메모리 요청, 그리고 구조적 해저드에 의해 각각 유발된다.

#그래픽 처리장치 #범용 프로그램 #GPGPU #GPU 코어 상태 #GPU #General-Purpose Applications #CPU Core Status

참고문헌 (28)

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[학술대회논문] - K. Olukotun / 1996 / The Case for a Single-Chip Multiprocessor / Proceedings of 7th Conference on Architectural Support for Programming Languages and Operating Systems : 2 ~ 11

[학술대회논문] - V. Agarwal / 2000 / Clock rate versus IPC : the end of the road for conventional microarchitectures / Proceedings of International Symposium on Computer Architecture : 248 ~ 259

[학술대회논문] - H. Esmaeilzadeh / 2011 / Dark Silicon and the End of Multicore Scaling / Proceedings of International Symposium on Computer Architecture : 365 ~ 376

[인터넷자원] - / / iSuppli Market Research

[학술지(정기간행물)] - M. D. Hill / 2008 / Amdahl’s law in the multicore era / IEEE Computer 41 (7) : 33 ~ 38

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