멀티 코어와 GPU 결합 구조를 이용한 DEVS 기반 대규모 하이브리드 시스템 모델링 시뮬레이션의 가속화

• 영문명: Accelerated Large-Scale Simulation on DEVS based Hybrid System using Collaborative Computation on Multi-Cores and GPUs
• 발행기관: 한국시뮬레이션학회
• 저자명: 김성섭(Seongseop Kim) 조정훈(Jeonghun Cho) 박대진(Daejin Park)
• 간행물 정보: 『한국시뮬레이션학회 논문지』제27권 제3호, 1~11쪽, 전체 11쪽
• 주제분류: 공학 > 기타공학
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2018.09.30

국문 초록

이산 사건 시스템 명세 (DEVS)를 이용한 하이브리드 시스템 시뮬레이션은 IoT 기반 Smart factory의 최적 동작을 위한 파라미터 추출 등 멀티 레벨 모델 계층을 포함한 복잡계 시스템의 해석에서 중요한 도구로 사용되고 있다. 하이브리드 시스템은 연속 시간 시스템과 이산 사건 시스템의 특성을 모두 포함하고 있어 그 복잡성으로 인해 결과를 얻기 위해 많은 시간을 필요로 한다. 본 연구에서는 멀티 코어와 GPU가 결합된 이기종 컴퓨터 구조를 이용한 DEVS 기반 대규모 하이브리드 시스템 시뮬레이션의 가속화를 제안한다. 제안하는 멀티 코어-GPU 상호 결합 시뮬레이션 실행 플랫폼을 사용하여 상대적으로 많은 순간 전력을 소모하지만 실행 시간 측면에서 빠른 시뮬레이션이 오히려 전체 에너지 소모 측면에서 장점을 가지는 것을 보여주고자 한다. 이를 위해 대규모 모델의 수평적/수직적 상호 결합된 DEVS 기반 하이브리드 시스템을 시뮬레이션 하였고 효과적인 시뮬레이션을 위한 하드웨어의 조합, 동작 파라미터 변경에 따른 성능 향상을 전력 소모 관점에서 분석하였다.

영문 초록

Discrete event system specification (DEVS) has been used in many simulations including hybrid systems featuring both discrete and continuous behavior that require a lot of time to get results. Therefore, in this study, we proposed the acceleration of a DEVS-based hybrid system simulation using multi-cores and GPUs tightly coupled computing. We analyzed the proposed heterogeneous computing of the simulation in terms of the configuration of the target device, changing simulation parameters, and power consumption for efficient simulation. The result revealed that the proposed architecture offers an advantage for high-performance simulation in terms of execution time, although more power consumption is required. With these results, we discovered that our approach is applicable in hybrid system simulation, and we demonstrated the possibility of optimized hardware distribution in terms of power consumption versus execution time via experiments in the proposed architecture.

목차

1. 서론

2. 관련 연구

3. 배경 지식

4. 제안하는 구조

5. 구현

6. 실험 결과

7. 결론

References

키워드

이산 사건 시뮬레이션 하이브리드 시뮬레이션 GPU 기반 가속 시뮬레이션 멀티 코어 기반 시뮬레이션 커널 분배 M&S Discrete event simulation hybrid simulation GPU based accelerated simulation simulation kernel distribution on multi-core architecture M&S