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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 발행연도
- 2017
- 저작권
- 서울대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
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최근에는 처리해야 하는 연산의 규모가 커짐에 따라 하나의 시스템에 2개 이상의 GPGPU를 활용하는 멀티 GPGPU 시스템이 보편화되고 있다. 멀티 GPGPU 시스템의 GPGPU들은 PCI Express와 스위치를 통해 전체 시스템과 연결되는데, CPU 및 메인 메모리와의 데이터 송수신 과정은 PCI Express를 통해 패킷 단위로 이루어지게 된다.
CPU와 GPGPU간 데이터 전송이 PCI Express를 통해 동시에 이루어지게 될 경우 PCI Express 스위치에서 경합이 발생할 수 있다. PCI Express 스위치는 이러한 상황이 발생되었을 때 미리 프로그래밍된 중재 정책에 의해 패킷들을 순차적으로 처리하게 되며, 이 과정에서 시간 지연이 발생된다. 본 논문에서는 응답 시간을 계산하고자 하는 목적 태스크의 데이터 전송 시간 동안 간섭 태스크의 데이터 전송 발생 횟수를 계산하고, 이를 목적 태스크의 데이터 전송에 반영하는 과정을 재귀적으로 반복하여 최종적인 응답 시간을 산출하는 방법을 제안한다.
본 논문에서 제안하는 응답 시간 분석 방법은 실제 GPGPU의 동작 대비 약 21% 수준의 오차를 보였는데, 이는 기초적인 응답 시간 분석 방법과 대비하여 약 40%의 정확성을 향상 시킨 결과이다. 이를 통해 개발자는 실시간 시스템 측면에서 멀티 GPGPU 시스템의 스케줄 가능성과 다양한 시나리오에 대해 사전에 검토해 볼 수 있다.
CPU와 GPGPU간 데이터 전송이 PCI Express를 통해 동시에 이루어지게 될 경우 PCI Express 스위치에서 경합이 발생할 수 있다. PCI Express 스위치는 이러한 상황이 발생되었을 때 미리 프로그래밍된 중재 정책에 의해 패킷들을 순차적으로 처리하게 되며, 이 과정에서 시간 지연이 발생된다. 본 논문에서는 응답 시간을 계산하고자 하는 목적 태스크의 데이터 전송 시간 동안 간섭 태스크의 데이터 전송 발생 횟수를 계산하고, 이를 목적 태스크의 데이터 전송에 반영하는 과정을 재귀적으로 반복하여 최종적인 응답 시간을 산출하는 방법을 제안한다.
본 논문에서 제안하는 응답 시간 분석 방법은 실제 GPGPU의 동작 대비 약 21% 수준의 오차를 보였는데, 이는 기초적인 응답 시간 분석 방법과 대비하여 약 40%의 정확성을 향상 시킨 결과이다. 이를 통해 개발자는 실시간 시스템 측면에서 멀티 GPGPU 시스템의 스케줄 가능성과 다양한 시나리오에 대해 사전에 검토해 볼 수 있다.
목차
I. 서론 11.1 연구의 개요 11.2 연구 동기 71.3 논문의 구성 9II. 관련 연구 10III. 멀티 GPGPU 시스템 응답 시간 분석 133.1 GPGPU의 데이터 전송 처리와 PCI Express 133.1.1 멀티 GPGPU 시스템의 구조 133.1.2 PCI Express와 데이터 처리 153.1.3 PCI Express 스위치의 특성 173.2 멀티 GPGPU를 활용하는 태스크와 실시간 시스템 모델링 183.3 GPGPU 태스크의 응답 시간 분석 방법 213.3.1 기초적 응답 시간 분석 방법 (Naıve Analysis) 213.3.2 기초적 응답 시간 분석 방법의 한계 233.3.3 제안하는 응답 시간 분석 방법 243.3.4 PCI Express 레인 수의 영향 반영 26IV. 실험 결과 및 분석 294.1 응답시간 분석 실험 294.2 멀티 GPGPU 시스템 시뮬레이션 33V. 결론 38참고 문헌 40Abstract 42
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