본 연구에서는 차세대 메모리/스토리지의 특징 및 시스템 수준의 수직적 구조로 인한 한계점을 분석하고 이를 바탕으로 차세대 하드웨어 장치 활용/관리를 위한 사용자 중심 지능형 미들웨어를 개발하기 위하여 2년간 메모리 및 입출력 서브시스템 측면에서 다음과 같은 3가지 핵심 기술에 대해 연구한다. 먼저 1차년도에는 (1) 빅데이터 응용의 컴퓨팅 자원 활용 특징 분석을 위한 실시간 데이터 분석 및 시각화 도구를 개발한다. 본 연구에서는 메모리 할당/접근/해제 및 스택 트레이스, 블록 계층 트레이스 등에 대한 분석을 수행하고, 샘플링 기술을 이용하는 데이터 분석/시각화 도구를 개발한다. 이후, (2) 이종 메모리 계층에서의 효율적 메모리 자원 활용을 위한 이종 메모리 관리자를 개발한다. 시스템에서 지원하는 다양한 크기(4KB, 2MB)의 페이지를 고려하여, 서브-페이지 단위의 데이터 Hotness를 분석하고, 서브-페이지 단위의 데이터 Hotness 정보를 활용하여 접근 빈도 및 접근 비율을 고려한 동적 페이지 크기 관리 기술 및 페이지 재배치 기술을 연구한다. 2차년도에는 (3) 이종 및 다중 스토리지 장치 기반 시스템에서의 효율적 자원 활용/관리를 위한 유저-레벨 I/O 프레임워크를 개발한다. 먼저, 디바이스 드라이버 계층에서 스토리지 장치 특성 정보를 파악한 뒤, 앞서 개발한 실시간 데이터 분석 툴의 결과 정보를 기반으로 Latency-critical I/O와 Bandwidth-critical I/O를 구분하는 플래그를 설정하고 이를 통해 이종 스토리지 장치 각각의 I/O Path를 통해 입출력 처리를 수행하는 Multi-device-aware I/O Path 기술을 개발한다. 또한, 고대역폭 SSD의 장점을 최대한 활용하기 위해 Lock-free Ring Buffer 기반의 내부 I/O 큐잉 기술을 개발한다. 위의 2년간 연구를 통해 유저-커널 계층 사이에 위치하는 새로운 지능형 미들웨어를 개발하여 효율적으로 차세대 컴퓨팅 장치를 활용할 수 있도록 한다.
1. Intelligent Networks
ㅇ AI와 네트워킹 도메인을 결합한 Intelligent Networks 원천 기술 개발
ㅇ Long-term 예측가능한 DL모델 개발
2. Intelligent Vision
ㅇ 다수의 기기에 탈중앙화된 Vision 데이터를 물리적 이동 없이 연합하여 인공지능 모델을 학습하는 기술개발
ㅇ 분산된 Non-Identically Independent Distribution 데이터 상황에서의 효과적인 연합학습 알고리즘 개발
3. System Software
ㅇ 차세대 하드웨어를 위한 시스템 소프트웨어 연구
ㅇ 고성능 컴퓨팅 환경을 제공하기 위한 차세대 컴퓨팅 아키텍쳐 기반 확장형 시스템 소프트웨어 개발
4. Cloud Computing
ㅇ차세대 메모리를 활용한 DBMS 캐싱 최적화 연구
ㅇ 비휘발성 메모리 (NVM) 저장장치를 활용한 DBMS 캐싱 기술 개발
본 과제는 차세대 반도체 분야를 이끌 인재를 만들기 위한 책임 있는 미래 인재양성 사업임.
연구목표는 다양한 전공 학생에게 진로 탐색 기회 제공을 위해 수준별 맞춤 교육을 운영하여 2,800명/년 이상 인력 양성 달성임. 핵심 연구내용은 초급·중급·고급·전문 단계 포함 11종 교과과정 운영, 산업체 요구 기반 PBL 강좌 연 18개 신설 및 45개 K-MOOC 개설, 유연학사제도 총 92건 운영, 교원 책임시수 감면·성과연봉 지원, 협약 100여개 기업 취업 연계 및 인턴·장학금 제공, KMOOC·교과과정 공동활용 확산과 재직자 교육 실행임. 기대효과는 반도체 비전공 인문·이공계 취업역량 강화 및 수료생의 현장 인터뷰 기반 직무능력 증대임
본 과제는 S.U.P.E.R. Excellent ICT 인재 양성과 S.U.P.E.R. High Impact Value 연구로 미래기술을 선도하는 ICT분야 교육·연구중심 체계를 구축하는 연구임.
연구목표는 국제적·전문적·윤리적 ICT 인재를 양성하고 독창적·도전적 연구로 글로벌 Top 30 위상을 달성하는 데 있음. 핵심 연구내용은 Sustainable-EDU~Evangelical-EDU·Reinventing-EDU의 교육 혁신, Sustainable-R&D~Revolutionary-R&D의 지속·독창·실용·창업·4차산업융합 연구로 구성됨. 기대효과는 지능형반도체, 스마트에너지, 초연결통신, 지능컴퓨팅 중심의 사회문제 해결형 성과 도출, 공유가치 창출과 인류 행복에 기여함.
본 과제는 ICT 분야에서 국제적 경쟁력을 갖춘 인재를 키우고, 인류·산업의 문제를 해결하는 연구성과를 만들기 위한 S.U.P.E.R 교육·연구 통합 전략임.
연구 목표는 S.U.P.E.R. Excellent ICT 인재 양성과 S.U.P.E.R. High Impact Value 연구로 미래기술을 선도하는 ICT분야 글로벌 Top 30 달성, 독창적·도전적·실용적·혁신적 연구 성과 창출, 공유가치 추구의 Technology Evangelist 양성임. 핵심 연구 내용은 [S.U.P.E.R. Education for Empowering ICT Human Resource]의 Sustainable-EDU, Universal-EDU, Professional-EDU, Evangelical-EDU, Reinventing-EDU와 [S.U.P.E.R. Research for High Impact Value]의 Sustainable-R&D, Unique-R&D, Pragmatic-R&D, Entrepreneurial-R&D, Revolutionary-R&D임. 기대 효과는 지능형반도체, 스마트에너지, 초연결통신, 지능컴퓨팅 중심의 정합한 교육과정 및 연구로 글로벌 인지도를 높이고, 국제무대 경쟁력과 사회문제 해결형 파급력, ICT 산업 발전 기여가 가능함.
