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멀티코어에서 주파수 설정을 통한 멀티미디어 데이터 보호의 에너지 효율화

Energy Efficiency of Multimedia Data Protection using Frequency Scaling on a Multi-Core Processor
한국정보기술학회논문지 제9권 제10호, 2011.10, 91-101 (11 pages)
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초록
네트워크 기반 비디오 감시 시스템에서 컨텐츠 및 프라이버시 보호는 주요한 이슈가 되고 있다. 특히, 배터리로 동작하는 임베디드 시스템 기반의 비디오 센서가 압축 및 암호화 과정을 실시간으로 처리해야 하는 환경에서 실시간 요구사항과 에너지 효율성을 동시에 만족시키는 것은 쉽지 않은 문제이다. 본 논문에서는 멀티코어 기반 플랫폼에서 비디오 압축에 병렬처리 방법을 적용하고 동작 주파수 설정을 통하여 에너지 소비량을 분석한다. 특히, 동작 주파수와 쓰레드의 개수를 증가시킬수록 수행시간은 감소하지만 소비전력이 증가하는 서로 간의 상관관계를 분석하고, 이에 따른 에너지 효율성이 최대가 되는 최적의 동작 주파수와 쓰레드 개수를 결정한다. H.264/AES-CCM과 MPEG-2/AES-CCM을 이용하여 4-코어 플랫폼에서 실험한 결과, 코어의 개수를 4 개로 설정하면 코어의 개수를 1개로 설정하였을 때보다 에너지 소비량을 절반으로 절감할 수 있고, 최적 주파수는 플랫폼/압축 알고리즘/비디오 종류에 따라 상이하게 결정됨을 확인하였다.

Content security and privacy protection are important issues in emerging network-based video surveillance applications. Especially, it is challenging to satisfy both real-time constraint and energy efficiency with embedded system-based video sensors, since the battery-operated sensors need to compress and protect video content in real-time. In this paper, we analyze the energy consumption of video encoders on multi-core platforms with parallel processing and frequency scaling techniques. Especially, we determine the optimal configuration of the core frequency and the number of the threads by analyzing of tradeoff between execution time and power consumption. The results of H.264/AES-CCM and MPEG-2/AES-CCM on 4-core platforms show that the 4-core based parallel execution can reduce the energy consumption of the 1-core based sequential execution by a factor of 2, and the optimal frequency is determined based on the multi-core platform, the compression algorithm, and the type of the video data.

목차
요약
Abstract
Ⅰ. 서론
Ⅱ. 비디오 인코딩 및 AES-CCM
Ⅲ. 실험 환경 및 실험 시나리오
Ⅳ. 실험 결과 및 성능 분석
Ⅵ. 결론
참고문헌
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