An Extension of ARINC-653 Temporal Partitioning for Aerial AI Applications

최근 항공 분야에서 인공지능 응용 도입이 가속화됨에 따라 GPU 같은 이기종 자원의 활용에 대한 요구가 증가하고 있다. 그러나 커널의 실행을 임의로 선점할 수 없는 비선점적 특성을 가진 GPU는 ARINC-653의 시간적 파티셔닝을 지원하기 어려우며, 기존 연구들은 소스 코드나 디바이스 드라이버의 수정을 요구하여 신속한 적용에 한계가 존재한다. 본 논문은 기개발된 항공 인공지능 응용과 디바이스 드라이버의 수정 없이 이기종 자원의 시간적 파티셔닝을 지원하는 방안을 제안한다. 제안된 기법은 커널의 예상 실행 시간을 활용하여 파티션 시간 윈도우 내 실행 완료가 보장된 커널만 실행하는 선제적 제어를 수행한다. 기능 시험 결과 제안된 기법이 시간적 파티셔닝을 지원함을 확인하였으며, 해당 기법이 초래하는 항공 인공지능 응용의 성능 저하를 분석함으로써 제안된 시간적 GPU 자원과 자원 활용률 간의 상충관계(Trade-off)를 제시하였다.