컴퓨터공학과 학부생팀 연구성과 <IEEE Internet of Things Journal> 게재
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- 등록일2023.03.03
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기수민·변규리 씨, 캡스톤디자인 프로젝트 통해 연구 수행
실시간 시스템 배터리 소모량 71.5% 줄이는 성과 도출
컴퓨터공학과의 학부생 캡스톤 디자인 결과물이 최상위급 국제학술지에 게재되는 성과를 얻었다. 기수민 씨(뇌인지과학과/컴퓨터공학과 복수전공)와 변규리 씨(컴퓨터공학과)는 지난 1년간 캡스톤 디자인 프로젝트로 모바일 실시간 시스템의 데드라인 조건을 충족하면서 배터리 소모를 줄이는 연구를 수행했다. 그 결과 배터리 소모량을 71.5% 줄이는 성과를 도출했으며, 해당 연구결과는 컴퓨터사이언스분야 상위 2%인 저명학술지 <IEEE Internet of Things Journal>에 게재됐다.
변규리, 기수민 씨
최근 무인 항공기, 자율주행 자동차 등 모바일 기반 실시간 시스템이 늘어남에 따라 각 태스크들을 반드시 정해진 데드라인 안에 처리하면서 배터리 소모량을 줄이는 것이 시스템 설계의 중요한 미션으로 부각되고 있다. 본교 학부생 연구팀은 CPU의 처리 속도를 조절하는 동적 전압 조절 기술과 저전력 메모리를 이용한 태스크 배치 기술, 그리고 태스크를 원격의 엣지 서버에서 실행하는 오프로딩 기술 등 서로 다른 계층에서 연구되던 기술들을 단일 척도로 모델링하고 그 연관 관계를 최적화했다. 이들 기술들은 서로 영향을 끼치고 있음에도 지금까지 별도로 연구되어 왔으며, 기존 연구들은 태스크 수준의 데드라인보다는 애플리케이션 수준의 지연시간 보장에 초점을 맞추어왔다.
연구팀은 3종의 기술을 함께 적용했을 때 CPU, 메모리, 네트워크 장치를 아우르는 전체 시스템 경로에서 실행시간 및 에너지 효과의 상관관계를 정교하게 모델링하고 이에 기반해서 모든 태스크의 데드라인을 만족하면서도 전력 소모를 최소화하는 스케줄링 기술을 개발했다. 또한 해당 모델링을 통해 네트워크 환경 및 컴퓨팅 자원의 상황 변화에 맞게 스케줄링이 즉각 반영될 수 있도록 설계했다.
본 연구를 담은 논문 「Co-optimizing CPU Voltage, Memory Placement, and Task Offloading for Energy-Efficient Mobile Systems」의 공동 제1저자로 참여한 기수민, 변규리 씨는 “이 기술이 상용화된다면, 무인항공기 등 실시간 시스템의 배터리 사용시간이 크게 늘어날 것으로 기대된다”고 말했다. 또한 “어려운 과제에도 적극적으로 도전할 수 있도록 끊임없이 동기부여를 해주신 교수님과 동료 덕분에 1년 동안 수행한 캡스톤 디자인의 결과가 우수한 성과로 이어진 것 같아 기쁘다”는 소감을 전했다.
교신저자로 본 연구를 지도한 반효경 교수는 “학부생의 성과로는 이례적인 결과이며, 오픈소스 프로젝트로 진행하다 보니 연구의 투명성을 확보할 수 있어 학계에 인정받는 것이 다소 수월했던 것 같다”고 밝혔다. 오픈소스 프로젝트란 소프트웨어 개발 시 소스 코드 및 데이터를 공개하여 누구나 활용할 수 있게 하는 방식으로 연구 결과에 대한 신뢰와 인지도를 높일 수 있어 최근 소프트웨어 분야의 연구 시 각광받는 방식이다.