|일시| 2012년 2월 8일(수) ~ 2월 10일(금)

|장소| 용평리조트 타워콘도, 드래곤밸리 호텔

|주최| 한국통신학회

www.kics.or.kr

2012년도 한국통신학회 동계종합학술발표회 프로그램

2012년도 동계종합학술발표회

- 4 -

2012년도 동계종합학술발표회 종합일정표

•일시 : 2012년 2월 8일(수) ~ 2월 10일(금) •장소 : 용평리조트 타워콘도, 드래곤밸리 호텔•주최 : 한국통신학회

•행사일정표

가. 첫째날 (2월 8일(수)) 튜토리얼, 워크숍, 리셉션

·드래곤밸리 호텔 그랜드볼룸 로비

• 등 록 .................................................................................................. 11:00 ~ 17:00

• 튜토리얼1 (타워콘도 2층 홍송룸) ........................................................ 13:30 ~ 17:00

- 물리계층 비전공자를 위한 물리계층 통신 기초

강사 : 임민중 교수(동국대학교)

- Part 1 : 디지털통신 ........................................................................ 13:30 ~ 15:00

- Part 2 : 무선통신 ............................................................................ 15:30 ~ 17:00

• 튜토리얼2 (타워콘도 2층 철쭉룸) ........................................................ 13:30 ~ 17:00

- 네트워크 비전공자를 위한 네트워크 기초

강사 : 정성호 교수(한국외국어대학교)

- Part 1 : 데이터링크 계층 기초 ...................................................... 13:30 ~ 15:00

- Part 2 : 네트워크 계층 및 트랜스포트 계층 기초 ....................... 15:30 ~ 17:00

• 튜토리얼3 (타워콘도 2층 주목룸) ........................................................ 15:30 ~ 16:30

강사 : 남해운 교수(한양대학교)

- 제목 : Design and performance of wireless systems in an impulsive

noise environment

• 한국통신학회 여성위원회 워크숍 (타워콘도 2층 자작룸) .................. 15:30 ~ 17:00

• 한국통신학회 이동통신연구회 운영위원워크숍 (타워콘도 2층 주목룸)

...................................................................................................... 16:30 ~ 17:00

• 특별강연 및 리셉션 (드래곤밸리 호텔 그랜드볼룸) ........................... 17:30 ~ 20:00

사회 : 안재민(학회 학술회의이사)

- 개 회 사 ......................................................................... 박진우(한국통신학회 회장)

- 축 사 ..................................................................... 전방욱(국립강릉원주대 총장)

- 환 영 사 ...................................................................................... 최문순(강원도지사)

2012년도 동계종합학술발표회

- 5 -

- 특별강연 .................................................................... 김성태(한국정보화진흥원 원장)

강연제목 : 스마트 사회의 미래, 스마트 평창올림픽!

- 리 셉 션(만찬)

나. 둘째날 (2월 9일(목)) : 학술발표

• 등 록 (타워콘도 2층 로비) .............................................................. 08:40 ~ 17:00

• 한국통신학회 연구회위원장 워크숍 (드래곤밸리 호텔 2층 회의실) .... 10:00 ~ 13:00

• 학술발표 (구두/포스터 세션) ................................................................ 09:00 ~ 18:20

·타워콘도 발표장 : 루비, 크리스탈, 에메랄드, 사파이어, 오팔, 홍송, 철쭉, 자작, 주목

- 오 전 세 션 ......................................................................................... 09:00 ~ 12:10

- 중 식 ......................................................................................... 12:10 ~ 13:30

- 오 후 세 션 ......................................................................................... 13:30 ~ 18:20

다. 셋째날 (2월 10일(금)) : 지부, 연구회 분야별 워크숍/견학 및 답사

• 연구회, 지부별 워크숍 ........................................................................... 09:00 ~ 12:00

구두발표 Session

2012년도 동계종합학술발표회

- 29 -

좌 장 : 황승훈(동국대)

좌 장 : 임민중(동국대)

발표장소 : 크리스탈

8B 무선통신 및 시스템 15:10-16:40

8A 네트워크 및 서비스 13:30-15:00

[8A-1] Duty-cycle 기반 센서네트워크 MAC protocol 의 저전력 동작 성능 분석

............................................................................................................남상준, 한동혁, 정종문(연세대)

[8A-2] 동시 전송 기반 무선 애드 혹 네트워크 성능 분석

...............................................................................................신성진, 김민석, 하태영, 정종문(연세대)

[8A-3] 안전한 원격사용자 인증스킴에 대한 취약성 분석

................................................................................................. Jin Qiuyan, 이광우, 원동호(성균관대)

[8A-4] 스마트 네트워크 구조와 시뮬레이션을 통한 성능 비교

......................................................................................................이정원, 홍주표, 이시영((주)크레블)

[8B-1] CR 네트워크를 위한 NC-OFDM 시스템에서 클리핑 잡음 억압을 이용한 PAPR 감소기법

.........................................................................................................................양모찬, 신요안(숭실대)

[8B-2] NC-OFDM 전송 방식에서 Tone Reservation 을 이용한 PAPR 감소 방법

.........................................................................................................................양모찬, 신요안(숭실대)

[8B-3] 이동 릴레이의 주파수 옵셋 및 입사각 동시 추정 기술

..................................................................고요한, 박범수, *로트나 펙, *조용수(LIG넥스원, *중앙대)

[8B-4] 시스템 버스 트래픽에 대한 트랜잭셔널 메모리의 충돌 관리 정책 영향 분석

.........................................................................................................................김영규, 문병인(경북대)

[8B-5] 깊이 영상의 후처리 필터링 기술을 통한 원격 화상 회의의 시선 맞춤 방법

........................................................이상범, *양승준, 호요성(광주과학기술원, *한국전자통신연구원)

* 교신 자: 문병인

시스템 버스 트래픽에 한 트랜잭셔 메모리의 충돌 리 정책 향 분석

김 규, 문병인*

경북 학교 자 기컴퓨터학부, *경북 학교 IT 학 자공학부

kyk79@ee.knu.ac.kr, *bihmoon@knu.ac.kr

Analysis of the Influence of the Conflict Management Policy of the Transactional Memory on the System Bus Traffic

　Young-Kyu Kim, Byungin Moon*

School of Electrical Engineering & Computer Science, Kyungpook National University,

*School of Electronics Engineering, Kyungpook National University

요 약

트랜잭셔 메모리(transactional memory)는 공유메모리 멀티 로세서 시스템에서 사용되는 통 인 로세서 동기화 방식들의 문제 을 해결하기

해 제안된 기술이다. 트랜잭셔 메모리의 동작은 크게 충돌 감지 정책과 데이터 리 정책으로 구분되고 이는 다시 eager 방식과 lazy 방식으로

각각 세분화 된다. 이러한 정책들은 시스템 환경을 고려하여 최 화 되어야 하며, 그 지 못한 경우에는 성능 향상에는 기여하지 못한 채 불필요한

시스템 오버헤드만 가 시키는 결과를 래한다. 이에 본 논문은 트랜잭셔 메모리의 충돌 감지 정책을 시스템의 성능과 시스템 버스 리 측면에서

분석하여, 로세서들 간의 경합 강도에 따라 시스템 성능 향상 기여도가 가장 높은 트랜잭셔 메모리 충돌 리 정책을 제시한다.

Ⅰ. 서 론

공유메모리 멀티 로세서 시스템에서 통 인 블로킹(blocking) 기반

로세서 동기화 기법들은 멀티 로세서의 병렬성을 해하고 다 처리

로그래 을 어렵게 할 뿐만 아니라 시스템에 치명 인 결과를 래하는

문제 을 가지고 있다.[1] 이러한 문제 들의 안으로 트랜잭셔 메모

리가 제안되었다. 트랜잭셔 메모리는 캐시 일 성 로토콜을 일부 수

정하여 구 된 논블로킹(non-blocking) 방식의 로세서 동기화 방식으

로서 통 인 동기화 방식의 문제 들을 모두 해결 할 수 있기 때문에

이를 실용화 하기 한 연구가 활발히 진행되고 있다.[2] 그러나 트랜잭셔

메모리는 로세서간의 경합 정도와 충돌 리 정책(충돌 감지 정책

데이터 리 정책)에 따라서 트랜잭션 수행 속도 시스템 버스의 오

버헤드가 크게 달라진다.[3] 특히 시스템 버스는 공유메모리 멀티 로세

서 시스템의 성능과 규모를 결정짓는 매우 요한 요소이며, 시스템 버스

의 성능은 시스템 버스의 트래픽 리 방법에 의해 크게 향을 받는

다.[4]

이에 본 논문은 하드웨어 트랜잭셔 메모리의 트랜잭션 동작을 충돌

리 정책에 따라 4가지로 구분하여 각각 모델링 하고, 로세서간의 경합

정도에 따른 시스템의 성능과 시스템 버스의 오버헤드를 시뮬 이션을 통

해 비교 분석한다. 그리고 로세서들의 경합 정도에 따라 시스템의 성능

과 시스템 버스의 효율 인 리를 모두 고려한 가장 합한 충돌 리

정책을 제시한다.

Ⅱ. 트랜잭셔 메모리의 충돌 리 정책

트랜잭셔 메모리의 특성을 결정짓는 가장 요한 요소는 충돌 리 정

책이다. 충돌 리 정책은 충돌 감지(conflict detection) 정책과 데이터

리(version management) 정책으로 구분되며 동작 방식에 따라 eager 방

식과 lazy 방식으로 다시 세분화 된다.[5] 이러한 정책들이 시스템에 미치

는 향을 분석하기 하여 본 논문에서는 서로 다른 충돌 리 정책을

가지는 4가지 하드웨어 트랜잭셔 메모리를 각각 모델링 하 으며, 각

모델의 트랜잭션 수행 과정은 그림 1 의 순서도와 같다.

(a) Lazy 충돌 감지, lazy 데이터 리, (b) Lazy 충돌 감지, eager 데이터

리, (c) Eager 충돌 감지, lazy 데이터 리, (d) Eager 충돌 감지, eager

데이터 리

그림 1. 충돌 리 정책에 따른 트랜잭션 동작 순서도

그림 1(a) 1(b) 의 lazy 충돌 감지 정책은 트랜잭션의 commit 을 수행

하기 직 에만 충돌 여부를 검사하고, 충돌이 감지되면 수행 이던 트랜

잭션을 무시하고 처음부터 다시 트랜잭션을 수행한다. 그림 1(c) 1(d)

의 eager 충돌 감지 정책은 트랜잭션을 수행하는 과정에서 항상 충돌 여

부를 감시하여 충돌이 감지되면 수행 이던 트랜잭션을 무시하고 처음부

터 다시 트랜잭션을 시도하는 방식이다.[6]

그림 1(a) 1(c) 의 lazy 데이터 리 정책은 임의의 역에 트랜잭션을

수행 한 후 트랜잭션을 commit 할 때만 L1 캐시의 해당 역에 결과를

업데이트 하는 방식이고, 그림 1(b) 1(d)의 eager 데이터 리 정책은

트랜잭션 수행 과정에서 L1 캐시의 해당 역에 작업 결과를 우선 작성하

고, 만약 트랜잭션 결과가 abort 이면 복사해둔 원본데이터를 이용하여 해

당 역의 데이터를 복구하는 방식이다.[3]

Ⅲ. 실험 결과

충돌 리 정책들이 시스템에 기여하는 정도를 알아보기 해 네 가지

정책들이 각각 반 된 네 종류의 하드웨어 트랜잭셔 메모리를 C로 모델

링 하 다. 모델링 된 시스템의 구체 인 사양은 32개의 로세서로 구성

된 공유메모리 멀티 로세서 시스템으로서 하나의 공유메모리를 32개의

로세서가 시스템 버스를 통하여 공유하며 공유메모리로의 근은 로

세서 각각에 종속된 캐시 메모리를 통해 이루어진다.

로세서들의 경합 정도에 따른 충돌 감지 정책의 특성을 분석하기 해

로세서들이 근 가능한 공유 역의 개수를 증가시켜가며 로세서들

의 경합 정도를 강화하 다. 그리고 네 가지 트랜잭셔 메모리 모델들의

트랜잭션 수행 시간과 시스템 버스 요청 횟수를 측정하 다. 트랜잭션 수

행 시간은 32개의 로세서들 각각이 64회의 트랜잭션을 모두 성공하는데

소비되는 시간으로, 근 가능한 공유 역의 개수를 변화시키면서 경합

강도가 높은 경우에서 낮은 경우 모두를 상으로 측정하 다. 트랜잭션

수행시간은 로세서가 트랜잭션을 완료하는데 소모되는 시간만을 상

으로 하 으며 트랜잭션 이후의 공유메모리에 기록하는 동작은 측정시간

에서 제외하 다. 시스템 버스 요청 횟수는 32개의 로세서 각각이 64회

의 트랜잭션을 모두 성공하기까지 시스템 버스를 사용한 횟수를 측정한

것으로 근 가능한 공유 역 개수의 반에 해서 측정하 다. 측정 결

과는 그림 2 그림 3 과 같다. 그림 2 는 32개의 로세서들 각각이 64회

의 트랜잭션을 수행하는데 소비된 시간을 측정한 결과로써 로세서들의

경합 정도에 따라 각각의 충돌 리 정책들에 한 트랜잭션 체 수행

시간을 나타내고 있다. 그림 3 은 32개의 로세서들 각각이 64회의 트랜

잭션을 완료하기 해 시스템 버스를 요청했던 횟수를 측정한 결과이다.

트랜잭션 수행 시간을 측정하는 실험에서는 lazy 충돌 감지 정책과 lazy

데이터 리 정책을 사용한 모델이 로세서의 경합 정도에 상 없이

체 으로 우수한 성능을 보 고 시스템 버스 요청 횟수를 측정한 실험에

서도 비교 안정 인 결과를 보 다. Lazy 충돌 감지 정책은 트랜잭션

수행 commit 직 에만 충돌 검사를 실행 하므로 트랜잭션 과정의 불필

요한 동작이 최소화되며, lazy 데이터 리 정책은 commit 시에만 공유

역에 트랜잭션 결과를 업데이트하기 때문에 트랜잭션 결과가 abort 일

경우에 원본 데이터를 복원할 할 필요가 없다. 그러므로 lazy 충돌 감지

정책과 lazy 데이터 리 정책을 사용한 모델이 최 화된 하드웨어 트랜

잭션 동작으로 인해 가장 우수한 성능을 나타내는 것으로 분석된다.

Ⅳ. 결론

본 논문은 하드웨어 트랜잭셔 메모리의 충돌 리 정책을 로세서간

의 경합 정도에 따라 트랜잭션 수행 시간과 시스템 버스 요청 횟수를 C언

어 기반 모델링을 통해 분석하 다. 분석 결과 lazy 충돌 감지 정책과 lazy

데이터 리 정책을 사용한 충돌 리 정책이 하드웨어 트랜잭션 수행 시

간과 시스템 버스 요청 횟수를 모두 고려했을 때 가장 좋은 성능을 보

다. 이러한 결과는 각 로세서들이 동일한 비율로 임의의 역을 근하

여 동일한 작업을 수행한다는 가정에서 도출된 결론이기 때문에 제시된

결론의 일반화를 해서는 더욱 다양한 변수들을 용하는 연구가 필요하

다.

그림 2. 근 가능한 공유 역 개수에 따른 트랜잭션 수행 시간

그림 3. 근 가능한 공유 역 개수에 따른 시스템 버스 요청 횟수

ACKNOWLEDGMENT

본 논문은 경북 -삼성 자 반도체 산학 력 원회 연구과제에 의해 지

원된 연구 결과입니다.

참 고 문 헌

[1] Anderson, T. E. "The Performance of Spin Lock Alternatives for

Shared-Memory Multiprocessors," IEEE Transactions on Parallel

and Distributed Systmes, vol. 1, no. 1, pp. 6-16, Jan. 1990.

[2] Herlihy, M., and Moss, J. E. B. "Transactional Memory:

Architectural Support for Lock-Free Data Structures," Proceedings

of the 20th Annual International Symposium on Computer

Architecture, pp. 289-300, May 1993.

[3] Bobba, J., Moore, K. E., Volos, H., Yen, L., Hill, M. D., Swift, M.

M., and Wood, D. A. "Performance Pathologies in Hardware

Transactional Memory," Proceedings of the 34th Annual

International Symposium on Computer Architecture, pp. 81-91, Jun.

2007.

[4] Mellor-Crummey, J. M. and Scott, M. L. "Algorithms for Scalable

Synchronization on Shared-Memory Multiprocessors," ACM

Transactions on Computer Systems, vol. 9, no. 1, pp. 21-65, Feb.

1991.

[5] Moore, K. E., Bobba, J., Moravan, M.J., Hill, M. D., and Wood, D.

A. "LogTM: Log-based Transactional Memory," The 12th

International Symposium on High-Performance Computer

Architecture, pp. 254-265, Feb. 2006.

[6] Tomic, S., Perfumo, C. Kulkarni, Armejach, C., A., Cristal, A.,

Unsal, O., Harris, T., and Valero, M. “EazyHTM: Eager-Lazy

Hardware Transactional Memory,” Proceedings of the 42nd Annual

IEEE/ACM International Symposium on Microarchitecture, pp.

145-155, Dec. 2009.