새로운 메모리 기술을 사용하는 시스템의 성능 향상

학위논문 (박사)-- 서울대학교 대학원 : 공과대학 전기·컴퓨터공학부, 2018. 2. 최기영.Emerging memory technologies such as 3D-stacked memory or STT-RAM have higher density than traditional SRAM technology. As a result, these new memory technologies have recently been integrated with processors on the same chip or in the same package. These integrated emerging memory technologies provide more capacity to the processors than traditional SRAMs. Therefore, in order to improve the performance of the chip or the package, it is also important to effectively manage the memories as well as improve the performance of the processors themselves. This dissertation researches two approaches to improve the performance of systems in which processors and emerging memories are integrated on a single chip or in a single package. The first part of this dissertation focuses on improving the performance of a system in which 3D-stacked memory is integrated with the processor in a package, assuming that the processor is generic and the memory access pattern is not predefined. A DRAM cache technique is proposed, which combines the previous approaches in a synergistic way by devising a module called dirty-block tracker to maintain dirtiness of each block in a dirty-region. The approach avoids unnecessary tag checking for a write operation if the corresponding block in the cache is not dirty. Simulation results show that the proposed technique achieves significant performance improvement on average over the state-of-the-art DRAM cache technique. The second part of this dissertation focuses on improving the performance of a system in which an accelerator and STT-RAM are integrated on a single chip, assuming that certain algorithms, called deep neural networks, are processed on this system. A high-performance, energy-efficient accelerator is designed considering the characteristics of the neural network. While negative inputs for ReLU are useless, it consumes a lot of computing power to calculate them for deep neural networks. A computation pruning technique is proposed that detects at an early stage that the result of a sum of products will be negative by adopting an inverted two's complement expression for weights and a bit-serial sum of products. Therefore, it can skip a large amount of computations for negative results and simply set the ReLU outputs to zero. Moreover, a DNN accelerator architecture is devised that can efficiently apply the proposed technique. The evaluation shows that the accelerator using the computation pruning through early negative detection technique significantly improves the energy efficiency and the performance.1 Introduction 1 1.1 A DRAM Cache using 3D-stacked Memory 1 1.2 A Deep Neural Network Accelerator with STT-RAM 5 2 A DRAM Cache using 3D-stacked Memory 7 2.1 Background 7 2.1.1 Loh-Hill DRAM Cache 8 2.1.2 Alloy Cache 9 2.1.3 Mostly-Clean DRAM Cache 10 2.2 Direct-mapped DRAM Cache with Self-balancing Dispatch 12 2.2.1 A Naıve Approach 13 2.2.2 Dirty-Block Tracker (DiBT) 20 2.2.3 Sampling Hit-Miss Predictor 31 2.3 Evaluation Methodology 32 2.3.1 Experimental Setup 32 2.3.2 Workloads 33 2.4 Results 36 2.4.1 Performance 36 2.4.2 Analysis 38 2.4.3 Prediction Accuracy 42 2.4.4 Sensitivity to Sampling Hit-miss Predictor to VUPPER 43 2.4.5 Sensitivity to Dirty-Block Table Size 45 2.4.6 Scalability 46 2.4.7 Implementation Cost 46 2.5 Related Work 49 2.6 Summary 50 3 A Deep Neural Network Accelerator with STT-RAM 52 3.1 Background 52 3.1.1 Computations in CNNs 52 3.1.2 Sign Distribution of Inputs to ReLU 53 3.1.3 Twos Complement Representation 54 3.2 Early Negative Detection 55 3.2.1 Bit-serial Sum of Products 55 3.2.2 Inverted Twos Complement Representation 58 3.2.3 Early Negative Detection 58 3.3 Accelerator 60 3.3.1 Overall Architecture 61 3.3.2 Data block 62 3.3.3 Processing Unit 62 3.3.4 Buffers 65 3.3.5 Memory Controller 65 3.3.6 Providing Network 66 3.3.7 Pipelined Bit-serial Sum of Products 67 3.3.8 Global Controller 68 3.4 Evaluation 71 3.4.1 Methodology 72 3.4.2 Workloads 74 3.4.3 Normalized Runtime 77 3.4.4 Normalized Energy Consumption 80 3.4.5 Power Consumption 83 3.4.6 Normalized EDP and ED2P 85 3.4.7 Area 87 3.5 Related work 87 3.6 Summary 89 4 Conclusion 91 Abstract (In korean) 100Docto

공공기관 지방이전시책의 추진과정 연구(A study on the regional relocation policy of public agency in capital region)

노트 : 이 연구보고서의 내용은 국토연구원의 자체 연구물로서 정부의 정책이나 견해와는 상관없습니다

Analysis of the Mutual Crosstalk Characteristics of the UTP Cable and Design of a Metamaterial Leaky Wave Antenna

Maste

(A) survey of dental treatment under outpatient general anesthesia in department of pediatric dentistr

치의학과/석사[한글]전신 마취는 치과치료시 일반적인 방법으로 행동조절이 불가능한 환자 및 별도의 의학적 처치가 필요한 환자를 위한 행동조절법 중 하나로 연구, 발전되어 왔다. 이 중 통계적 연구는 치과 치료를 위한 전신마취를 받는 환자들에게 보다 양질의 진료를 제공하기 위한 기초 자료를 제공하는데 그 의의가 있다. 따라서 이에 대한 연구가 지속적으로 이루어져 왔으나, 아직 국내에서는 다수의 환자를 대상으로 한 장기간의 연구가 부족한 실정이다. 이에 1997년 1월부터 2008년 8월말까지 연세대학교 치과병원 소아치과 및 장애인 클리닉에서 시행된 치과치료를 위한 전신마취 1196례(1135명) 중 기록이 양호한 1126례(1065명)를 대상으로 자료를 수집하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 연령범위는 1～66세로 5세 미만이 410명(38.5%)으로 가장 많았으며, 성별은 남성이 695명(65.3%)으로 여성보다 더 많았다. 2. 치료 내용은 통계상의 평균치로 볼 때 수복 치료가 1인당 5.6개, 유치 및 영구치에 대한 치수 치료와 근관 치료가 2.3개, 기성 금관이 2.5개, 발치가 1.6 개였으며, 치료 시간은 평균 100분이었다. 3. 576명(53.3%)의 환자가 6개월 미만으로 재내원하였으며, 내원 횟수는 평균 4.3회였다. 4. 치과치료를 위한 전신마취를 받은 횟수는 1022명(95.9%)이 전신마취를 1회 받았으며 43명(4.1%)의 환자가 2회 이상 전신마취를 받았다. 따라서 전신마취하의 치과치료는 대부분의 치과 치료를 한번에 시행할 수 있고 환자와 보호자의 스트레스를 최소화 할 수 있으며, 양질의 진료 환경을 제공함으로서 만족스러운 치료결과를 기대할 수 있는 장점이 있다. 그러나 구강 질환의 특성상 적절한 사후 관리가 이루어지지 않는다면 적절한 구강 건강을 유지하기 어렵다. 따라서 앞으로의 연구를 통해 전신마취하 치과치료의 효율성을 향상시키고 그 이후의 체계적인 검진 계획을 확립하는 것이 중요하다. [영문]General anesthesia has been researched and developed in dentistry as on e type of management technique to sedate patients who may be uncontrollable or require medical consideration. Among such studies, the purpose of statistical analysis is to aid in providing superior quality care to patients receiving genenral anesthesia by supplying foundational data. As such, there has been continuous research into this area. Domestically, however, analysis of large of set of patients over a sustained period of time is lacking. Thus, this study analyzes the records of patients who received general anesthesia at the Yonsei University Dental Hospital Department of Pediatric and Clinic for the Disabled. Out of the 1196 records(1135 patients) from January 1997 to August 2008, the study included 1126 records(1065 patients) which were well preserved, yielding the following results. 1. Patient's age ranged from 1 to 66, with under 5 being the largest group with 410 members(38.5%). The study included more men than women, with 695 male members(65.3%). 2. Type of dental procedure performed were as follows(per person) : 5.6 Dental restoration; 2.3 Endodontic treatment of deciduous and primary teeth; 2.5 preformed crowning; and 1.6 extractions. Procedures took an average of 100 minutes. 3. 489 patients(46.7%) received care for longer than 6 months, with an average of 4.3 visits. 4. 1022 patients(95.9%) received dental care under general anesthesia once and 43 patients(4.1%) received dental care under general anesthesia two or more times. Dentistry under general anesthesia has the benefit of increasing the likelihood of successful treatment by performing most of dental procedures in a single session, minimizing the patient's and the guardian's stress level, and providing superior treatment environment. Due to the nature of oral disorders, however, without appropriate post-treatment care, it is difficult to maintain good oral health. Therefore, not only is it important to improve the efficiency and safety of general anesthesia through future research, it is also important to establish a systematic check-up plan.ope

한국의 말라리아 역학조사 결과에 따른 추정 감염 지역에 관한 연구

학위논문 (석사)-- 서울대학교 보건대학원 : 보건학과, 2014. 8. 조성일.연구배경 말라리아는 모기에 의해 전파되는 급성열성 질환으로 한국에서는 삼일열 말라리아가 가장 주된 원인병원체로 알려져 있다. 우리나라 보건당국은 집중적인 감시, 예방, 방역활동을 통해 1979년도에 우리나라에서 말라리아 완전 퇴치를 선언한 바 있으나, 1993년부터 휴전선 인근에서 환자가 다시 발생한 이래로 일시적 증가 후 감소추세를 보이는 환자 발생과 관련된 지속적인 예방·관리 사업을 수행중이다. 질병관리본부는 2001년 이후 웹기반 감염병 감시체계를 구축해 시행해오고 있으나, 이 자료는 환자의 주소지를 기반으로 등록하게 되어 있어, 다른 감염병과는 달리 말라리아는 실제 감염지역 양상과는 차이를 보일 수 있다는 의견들이 제시되었다. 이를 보완하기 위해 질병관리본부는 자체적으로 잠복기 및 과거 데이터를 기반으로 선정된 22개 위험지역 내 거주·근무, 군복무, 여행여부와 모기 노출 가능성, 모기 서식 환경 등을 사례별로 추가 조사를 실시하고, 이 결과를 종합적으로 검토하여 사례별 감염경로 및 감염지역을 추정하는 역학조사 과정을 두고 있다. 본 연구는 역학조사를 통해 추정된 감염경로 및 감염지역 현황에 대한 분석결과를 주소지 기준 지역분포와 비교 분석하여 그 의미를 제시하는 것을 목적으로 하였다. 연구방법 2001년에서 2010년까지 감염병웹보고시스템을 통해 질병관리본부에 신고된 말라리아 확진환자 16,206명 중 현역군인(3,551명), 해외유입 사례(454명), 재발 및 재감염 사례(372명), 수혈감염 사례(2명) 등을 제외한 11,425명의 민간인(전역자는 포함)을 대상으로 한 역학조사 자료를 분석대상으로 하였다. 역학조사 항목에는 과거 위험지역 거주여부, 여행력, 야외활동력 등이 포함되어 있어, 증상발생 이전 2년 이내에 말라리아 위험지역에서 거주하거나 직장을 다닌 경우, 야외활동을 동반한 여행을 다녀온 경우, 군복무를 한 경우에는 위험요인에 노출된 것으로 간주하여 감염경로 및 감염지역을 해당 위험지역으로 추정하였다. 이렇게 추정된 말라리아 환자 추정 감염 지역을 Arc GIS를 이용하여 도시한 뒤, 보고된 주소지 기준 지역 분포 특성과 함께 비교하였다. 연구결과 말라리아 위험지역에 거주하거나 직장을 다니면서 감염된 경우가 전체의 약 50%였으며, 군복무로 인한 감염자는 2005년 이전 30-40% 수준에서 이후 30% 이하로 감소하였고, 위험지역 여행을 통한 감염 사례는 약 10%를 차지하였다. 감염지역 및 경로를 주어진 자료로 추정해 내기 어렵거나, 비위험지역에서 감염 것으로 추정된 경우는 매년 4-11% 정도로 확인되었다. 역학조사를 통해 추정된 감염지역이 주소지와 다른 경우는 5,528명(48.3%) (매핑기준 5,473명(48.1%))이었으며, 주소지 기준으로는 위험지역 외에서 주로 지방 광역시를 중심으로 분포하던 사례들이, 감염지역 추정시에는 대부분 위험지역에서의 거주·근무, 군복무, 여행 등의 경력이 확인되어 말라리아가 지방대도시로 확산되기 보다는 위험지역에서의 노출로 인한 감염가능성이 높은 것으로 추정되었다. 결론 본 연구 결과를 통해, 지난 10년간 휴전선을 중심으로 한 말라리아 토착화 현상은 지속적으로 관찰되었으나, 전체적인 환자수는 감소한 상황으로 확인되었다. 말라리아 발생의 지역적 분포 분석을 위해서는 역학조사를 통한 감염지역 추정이 필요함을 확인할 수 있었으며, 이러한 과정을 통해 국내 말라리아의 효과적인 관리를 위해서는 기후 변화 등에 따른 말라리아의 비위험지역 확산을 예방하는 것 못지않게, 기존에 이루어지고 있는 말라리아 토착 위험지역에서의 방역활동과 퇴치 관리 대책을 소흘히 하지 않는 것이 여전히 말라리아 관리 정책의 중요한 원칙이 되어야 함을 확인할 수 있었다.I. 서론 1.1 말라리아 개요 1 1.2 우리나라의 말라리아 4 1.3 연구배경 9 1.4 연구목적 11 II. 연구방법 2.1 연구대상 12 2.2 자료항목과 위험지역 선정기준 13 2.3 감염지역 추정 14 2.4 분석방법 16 III. 결과 3.1 인구학적 특성 17 3.2 추정요인별 특성 17 3.3 지리적 분포 특성 20 IV. 고찰 4.1 연구결과의 의미 23 4.2 제한점 27 4.3 본 연구의 효과 28 4.4 방역관점 및 향후 전망 28 V. 결론 31 VI. 참고문헌 32 VII. 부록 부록1. 질병관리본부 말라리아 역학조사서 (2012) 35 부록2. 매핑 실시를 위한 DATA SET 형식 37 VIII. 영문초록 38Maste

Development of digital twin system for Busan coastal waters using sensor fusion

Digital twin refers to the reproduction and implementation of a physical model of the real world in a digital environment. Using digital twins, we can predict what happens in reality in advance in the virtual world, and gain advantages such as improving product quality and reducing development costs. In practice, research and development are being actively conducted in the field of smart city and manufacturing. If digital twin system is built and utilized to verify the algorithm of an autonomous ship, benefits can be obtained in terms of time and cost. However, there are currently few examples of implementing a port environment with a digital twin. In the field of autonomous ship, verification of unmanned ships is important, but enormous costs are incurred when manufacturing autonomous ships. Besides, there are many difficulties in demonstration due to problems such as accessibility to the experimental environment and the risk of accidents. Therefore, this study proposes a digital twin system that can verify the autonomous ship algorithm in Busan port using sensor fusion. It implements the Busan port sea area on the simulator and real ships existing in the sea. To implement the digital twin, ROS Gazebo ship simulator is used. In order to acquire the location of target ships, sensor data is collected from the sea area data collection device installed on the ground. The data collection device consists of AIS, radar, and camera. The radar obtains the location information of other ships through image processing from PPI (Plan Position Indicator) image information, and the camera obtains the pixel coordinates of a specific ship through deep learning to calculate the location information. An Extended Kalman filter is used to predict and correct the position of other ships. In addition, a data association technique is applied to associate some of the sensor data with a specific ship. Finally, the digital twin is implemented using the result of convergence of multiple sensor data such as AIS, Radar, and Camera.|디지털 트윈은 현실 세계의 물리적 모델을 디지털 환경에 복제하여 구현하는 것을 뜻한다. 디지털 트윈을 이용하면 현실에서 이루어지는 일들을 가상의 세계에서 미리 진행하여, 미래를 예측할 수 있고 제품 품질 향상, 개발비용 절감 등의 이점을 얻을 수 있다. 실제로 스마트시티나 제조분야에서는 연구 및 개발이 활발하게 이루어지고 있다. 이처럼 자율운항 선박의 알고리즘을 검증하기 위해 실제 항만에 존재하는 선박들을 재현하는 디지털 트윈을 구축하고 이를 활용한다면 시간적·비용적 측면에서 이득을 얻을 수 있다. 하지만 현재 디지털 트윈으로 항만 환경을 구현하는 사례는 미비한 상황이다. 자율운항 분야에서는 무인선의 검증이 중요한데, 실제 크기의 자율운항 선박 제작 시 막대한 비용이 발생하며 실험환경으로의 접근성과 사고 발생 위험성 등의 문제로 실증에 다수의 어려움이 존재한다. 따라서 본 연구는 센서 융합 기술을 활용한 부산항 해역 디지털 트윈으로 자율운항 알고리즘을 검증할 수 있는 시스템을 제안한다. 시뮬레이터 상에 실제 부산항과 유사한 해역 환경을 구성하고, 해상에 존재하는 실제 선박을 배치한다. 디지털 트윈을 구현하기 위해 ROS Gazebo 선박 시뮬레이터가 활용된다. 타선의 위치정보를 획득하기 위해 지상에 설치된 해역 데이터 수집장치로부터 센서 데이터를 수집한다. 데이터 수집장치는 AIS, 레이더, 카메라로 구성되어 있다. 레이더는 PPI(Plan Position Indicator) 영상정보에서 이미지 처리를 통해 타선의 위치 정보를 획득하고, 카메라는 딥러닝을 통해 특정 선박의 픽셀 좌표를 획득하여 위치 정보를 계산한다. 타선의 위치를 예측하고 보정하기 위해 확장 칼만 필터를 사용한다. 또한 여러 센서 데이터 중 일부를 특정 선박과 연관시키기 위한 Data association 기법을 적용한다. 마지막으로, AIS, Radar, Camera 등, 다수의 센서 데이터를 융합한 결과를 이용하여 디지털 트윈을 구현한다.1. 서론 1 1.1 연구 배경 1 1.2 연구 목표 및 방법 3 1.3 논문 구성 5 1.4 디지털 트윈 시스템 구성 6 2. 선행 연구 조사 9 2.1 센서 융합 기술 9 2.2 디지털 트윈 10 3. 선박 추적 시스템 15 3.1 센서 구성 및 이론 15 3.1.1 AIS 17 3.1.2 레이더 19 3.1.3 카메라 23 3.1.4 센서별 특징 32 3.2 센서 융합 기술 33 3.2.1 칼만 필터 33 3.2.2 확장 칼만 필터 34 3.2.3 데이터 연관 36 3.3 추적 결과 38 3.3.1 시스템 모델 38 3.3.2 시뮬레이션 성능 검증 39 3.3.3 실데이터 기반 추적 48 4. 디지털 트윈 시스템 51 4.1 ROS Gazebo 시뮬레이터 51 4.2 시뮬레이션 환경 개발 52 4.2.1 부산 해역 지형 구현 52 4.2.2 실해역 타선 구현 55 4.3 자율운항 알고리즘 검증 선박 58 4.3.1 테스트 선박 58 4.3.2 가상 센서 58 5. 결론 60Maste

전압 민감도를 이용한 UPFC와 Shunt Capacitor의 정상상태 협조운전에 관한 연구

학위논문(석사) --서울대학교 대학원 :전기. 컴퓨터공학부,2008.2Maste