Earticle

National Ministry of Manpower of Indonesia stated that statistically, the total of civil servants in January 2013 is 4,467,982 [2]. The total of regency or municipality in Indonesia, based on interior ministry of Indonesia, is 497. Therefore, the average number of civil servants in each regency or municipality is about 9909. Every year, the citizens who have been affected by taxes, including these civil servants, need to create incomes and taxes reports. This processing system was made to help the government to process all salary data for taxes income reports. In improving the speed process of this system can be done in two ways. The first way is by improving computer hardware or algorithm of this system to use effectively the existing hardware such as processor [3]. This research will observe the usage of multithread to process mass data, by considering the bottleneck effect on hard disk. An overlapping method is suggested on this research to exploit the processor resource. The analysis using mathematical method, empirical data, and visualization will be served in this research. The result of this research is that the overlapping method has improved the speed of taxes process system by showing the time reduction until 65.36%.

최근에 이르러, 수퍼스칼라 프로세서의 하드웨어 복잡도와 성능 한계의 문제를 극복하기 위하여 멀티코어프로세서가 각종 컴퓨터 시스템에 상용화되어 널리 이용되고 있다. 이 때, 멀티코어 프로세서의 성능에 큰 영향을 미치는 것은 명령어 캐쉬와 데이터 캐쉬의 구성 방법과 용량이다. 본 논문에서는 캐쉬의 구조와 용량이 멀티코어 프로세서의 성능에 미치는 영향을 분석하기 위하여, 다양한 캐쉬의 구조와 용량으로 구성되는 2 개에서 16 개까지의 멀티코어 프로세서에 대하여 SPEC 2000 벤치마크를 입력으로 하여 모의실험을 수행하였다. 모의실험 결과, 명령어 캐쉬와 데이터 캐쉬의 구조를 2 차 연관도로 구성하고 각 용량을 64 KB로 설정할 때 하드웨어의 비용 대 성능 효과가 가장 높았다.

In order to overcome the complexity and performance limit problems of superscalar processors, the multicore architecture has been prevalent recently. The configuration and the size of instruction and data caches greatly gives effect on the performance of multicore processors. Using SPEC 2000 benchmarks as input, the trace-driven simulation has been performed for the 2-core to 16-core architectures with different sizes of caches extensively. As a result, the 2-way set associative instruction and data cache with the size of 64KB brought the best cost-effective performance.

현재 범용 컴퓨터 시스템을 구축할 때 성능을 높이기 위하여 멀티코어 프로세서가 널리 이용되고 있으며, 멀 티코어 프로세서의 구조는 크게 대칭적 구조와 비대칭적 구조로 나뉜다. 비대칭적 멀티코어 프로세서는 크고 복잡한 고성능의 코어와, 작고 간단한 저성능의 프로세서들로 구성되며, 대칭적 멀티코어 프로세서에 비하여 더욱 성능과 효율 이 높은 것으로 알려져 있다. 본 논문에서는 다양한 구성을 갖는 비대칭적 쿼드코어 및 옥타코어 프로세서에 대하여 SPEC 2000 벤치마크를 통하여 모의실험을 수행하여 그 성능을 측정하고, 대칭적 쿼드코어 및 옥타코어 프로세서와 그 성능을 비교하였다.

Recently, the importance of multicore processor system is growing rapidly. Multicore processors are classified either as symmetric or asymmetric. Asymmetric multicore processors consist of a high performance complex core and number of low performance simple cores, and are known to be more efficient than symmetric multicore processors. Therefore, performance impact on various configurations of asymmetric multi-core processor needs to be studied. Using SPEC 2000 benchmarks as input, the trace-driven simulation has been performed for different asymmetric quad-core and octa-core processors and compared to the corresponding symmetric ones.

임베디드 시스템에 대한 중요성이 날로 증가함에 따라, 실시간 제약 요건에 맞추기 위하여 고성능 임베디드 프로세서가 요구된다. 현재 범용 컴퓨터 시스템을 구축할 때 성능을 높이기 위하여 멀티코어 프로세서가 널리 이용되 고 있으므로, 임베디드 프로세서 역시 멀티코어 프로세서 구조를 채택함으로써 임베디드 시스템에서 높은 성능을 얻 을 수가 있다. 본 논문에서는 코어의 유형 및 개수가 임베디드 멀티코어 프로세서의 성능에 미치는 영향을 분석하기 위하여, 2 개에서 16 개로 구성되는 임베디드 멀티코어 프로세서에 대하여, MiBench 벤치마크를 입력으로하는 모의 실험을 수행하였다. 이 때, 임베디드 멀티코어 프로세서를 구성하는 단위 코어로서, 단순한 RISC형부터 다양한 명령 어 윈도우의 크기를 갖는 순차 또는 비순차 실행 수퍼스칼라형 코어에 걸쳐 광범위한 모의실험을 수행하여 그 성능 을 분석하였다. 그 결과, 멀티코어 임베디드 프로세서는 RISC형 단일코어 임베디드 프로세서에 대하여 최고 23 배의 성능을 얻을 수 있었다.

Recently, the importance of embedded system is growing rapidly. In-order to satisfy the real-time constraints of the system, high performance embedded processor is required. Therefore, as in general purpose computer systems, embedded processor should be designed as multicore architecture as well. Using MiBench benchmarks as input, the trace-driven simulation has been performed and analyzed for the 2-core to 16-core embedded processor architectures with different types of cores from simple RISC to in-order and out-of-order superscalar processors, extensively. As a result, the achievable performance is as high as 23 times over the single core embedded RISC processor.

현재 널리 이용되는 멀티코어 프로세서 구조의 설계 초기에 그 성능을 분석하기 위하여 명령어 트레이스 모의실험을 이용하는 경우, 시간과 공간을 많이 차지하기 때문에 비실용적이다. 본 논문에서는 프로화일링 기법에 기반하 는 통계적 모의실험에 의하여 다양한 하드웨어 사양을 갖는 멀티코어 프로세서의 성능을 측정하는 기법에 대하여 연구 하였다. 이것을 위하여 SPEC 2000 벤치마크 프로그램의 특성을 통계적 프로화일링 기법으로 모델링하고 여기서 얻은 통계적 프로화일을 바탕으로 벤치마크 트레이스를 합성하여 멀티코어 프로세서에 대한 모의실험을 수행하였다. 그 결 과, 통계적 모의실험에 의하여 측정한 성능이 명령어 트레이스 모의실험에 의하여 측정한 성능에 근접한 결과를 가져 왔으며 모의실험 시간을 크게 단축시켰다.

When the trace-driven simulation is used for the performance analysis of widely used multicore processors in the initial design stage, much time and disk space is necessary. In this paper, statistical simulations are performed for a high performance multicore processor with various hardware configurations. For the experiment, SPEC2000 benchmarks programs are used for profiling and synthesizing new instruction traces. As a result, the performance obtained by our statistical simulation is comparable to that of the trace-driven simulation with the benefit of tremendous reduction in the simulation time.

최근에 이르러, 범용 컴퓨터 뿐만이 아니라 임베디드 시스템 및 모바일 장치에서도 광범위하게 멀티코어 프로 세서가 이용되어 그 성능이 증대되고 있다. 이러한 멀티코어 프로세서 시스템의 전력 소비량이 매우 중요하므로, 설계 의 초기 단계에서 그 값을 정확하게 예측할 수 있어야 한다. 본 논문에서는 멀티코어 프로세서에 대하여 빠른 속도를 갖는 명령어 자취형 (trace-driven) 모의실험기 기반의 전력 분석기를 개발하였다. 이 때, 각 코어를 구성하는 하드웨 어 유닛별 소비전력을 계산하여 합산하였다. 또한, SPEC 2000 벤치마크를 입력으로 모의실험을 수행하여 명령어 당 평균 전력 소비량을 측정하였다.

Recently, multicore processor system is widely adopted not only in general purpose computers but also in embedded systems and mobile devices in order to improve performance. Since the power dissipation issue of multicore processor system is very significant, it must be estimated accurately in the early design stage. In this paper, a fast power analysis tool for a high performance multicore processor based on the trace-driven simulator has been developed. To achieve it, the power dissipation of each hardware unit per core are added. Using SPEC 2000 benchmarks as input, the trace-driven simulation has been performed to estimate the average power dissipation per instruction.

최근에 이르러, 고속의 3차원 그래픽 렌더링, 비디오 화일 포맷의 변환, 압축, 암호화 및 암호해독 처리를 위 한 디지털 신호처리 시스템의 성능이 고도화가 요구된다. 현재 범용 컴퓨터 시스템을 구축할 때 성능을 높이기 위하 여 멀티코어 프로세서가 널리 이용되고 있으므로, 디지털 신호처리 프로세서 역시 멀티코어 프로세서 구조를 채택하 여 디지털 신호처리 시스템에서 높은 성능을 얻을 수가 있다. 본 논문에서는 코어의 유형 및 개수가 멀티코어 디지털 신호처리 프로세서의 성능에 미치는 영향을 분석하기 위하여, 2 개에서 16 개로 구성되는 멀티코어 디지털 신호처리 프로세서에 대하여, UTDSP 벤치마크를 입력으로 하는 모의실험을 수행하였다. 이 때, 멀티코어 디지털 신호처리 프 로세서를 구성하는 단위 코어로서, 단순한 RISC형부터 다양한 명령어 윈도우의 크기를 갖는 순차 및 비순차 실행 수 퍼스칼라 코어에 걸쳐 광범위한 모의실험을 수행하여 그 성능을 분석하였다.

Due to the demand for high speed 3D graphic rendering, video file format conversion, compression, encryption and decryption technologies, the importance of digital signal processor system is growing rapidly. In order to satisfy the real-time constraints, high performance digital signal processor is required. Therefore, as in general purpose computer systems, digital signal processor should be designed as multicore architecture as well. Using UTDSP benchmarks as input, the trace-driven simulation has been performed and analyzed for the 2 to 16-core digital signal processor architectures with the cores from simple RISC to in-order and out-of-order superscalar processors for the various window sizes, extensively.

Because of the intrinsic lack of internal-system observability and controllability in highly integrated multicore processors, very restricted access is allowed for the debugging of erroneous chip behavior. Therefore, the building of an efficient debug function is an important consideration in the design of multicore processors. In this paper, we propose a flexible on-chip debug architecture that embeds a special logic supporting the debug functionality in the multicore processor. It is designed to support run-stop-type debug functions that can halt and control the execution of the multicore processor at breakpoint events and inspect the possible causes of any errors. The debug architecture consists of the following three functional components: the core debug support block, the multicore debug support block, and the debug interface and control block. By embedding this debug infrastructure, the embedded processor cores within the multicore processor can be debugged simultaneously as well as independently. The debug control is performed by employing a JTAG-based scanning operation. We apply this on-chip debug architecture to build a debugger for a prototype multicore processor and demonstrate the validity and scalability of our approach.

We propose a flow admission control (FAC) for setting up a wire-speed connection for new flows based on their negotiated bandwidth. It also terminates a flow that does not have a packet transmitted within a certain period determined by the users. The FAC can be used to provide a reliable transmission of user datagram and transmission control protocol applications. If the period of flows can be set to a short time period, we can monitor active flows that carry a packet over networks during the flow period. Such powerful flow management can also be applied to security systems to detect a denial-of-service attack. We implement a network processor called a flow management network processor (FMNP), which is the second generation of the device that supports FAC. It has forty reduced instruction set computer core processors optimized for packet processing. It is fabricated in 65-nm CMOS technology and has a 40-Gbps process performance. We prove that a flow router equipped with an FMNP is better than legacy systems in terms of throughput and packet loss.

근래의 프로세서는 하나의 다이 위에 여러 개의 코어를 배치한 멀티코어 형태를 띠고 있다. 최근에는 프로세서의 에너지 소비량을 줄이기 위해 비대칭 멀티코어를 활용하여 동일한 성능을 유지하며 소비전력을 낮추는 방법에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 비대칭 멀티코어의 장점을 최대한 활용하기 위해서는 대칭형 멀티코어와는 달리 실행해야 할 프로세스와 상이한 코어간의 작동 특성을 고려해야 한다. 본 논문에서는 전력 소비 효율 향상을 위해 프로세스 스케줄링 알고리즘에 하이브리드 인공지능 기술인 Adaptive Neuro Fuzzy Inference System (ANFIS)를 적용하여 각 프로세스에 적합한 코어를 찾아 할당하는 방법을 제안한다. 시뮬레이션 결과 제안하는 프로세스 스케줄러는 리눅스의 CFS 대비 평균 35.4% 낮은 Energy Delay Product (EDP)를 보였으며 이를 통해 하이브리드 인공지능을 적용한 프로세스 스케줄링 알고리즘의 유효성을 입증하였다.

다양한 장비의 인터넷 연결을 지향하고 있는 사물인터넷시대에서 암호기술의 사용을 위해 암호학적으로 안전한 난수생성은 중요 요구사항이다. 특히, 생성된 난수의 안전성과 연관된 엔트로피 원은 예측하기 어려운 잡음원을 위해 부가적인 하드웨어 로직을 사용하기도 한다. 비록 성능 측면에서 좋은 결과를 나타낼 수 있으나, 부가적인 리소스의 사용에 기인한 추가적인 전력 소비 및 면적문제 때문에 기존 자원을 최대한 활용하는 엔트로피 수집방법이 요구된다. 본 논문에서 제시하는 엔트로피 원은 멀티쓰레드 프로그램을 지원하는 환경에서 부가적인 장치 없이 공통적으로 사용 가능하므로 암호기술 구현에 있어 경량화의 어려움을 완화시킬 수 있다. 또한, 제안하는 엔트로피 원이 NIST SP 800-90B에서 제시한 난수발생기를 위한 엔트로피 입력원 테스트에서 높은 보안강도를 갖는 것으로 평가 되었다.

In the Internet of Things, in which plenty of devices have connection to each other, cryptographically secure Random Number Generators (RNGs) are essential. Particularly, entropy source, which is the only one non-deterministic part in generating random numbers, has to equip with an unpredictable noise source(or more) for the required security strength. This might cause an requirement of additional hardware extracting noise source. Although additional hardware resources has better performance, it is needed to make the best use of existing resources in order to avoid extra costs, such as area, power consumption. In this paper, we suggest an entropy source which uses a multi-threaded program without any additional hardware. As a result, it reduces the difficulty when implementing on lightweight, low-power devices. Additionally, according to NIST's entropy estimation test suite, the suggested entropy source is tested to be secure enough for source of entropy input.