이경한 서울대 전기정보공학부 교수(교신저자, 뉴미디어통신공동연구소), 정송 한국과학기술원(KAIST) AI대학원 교수, 하상태 콜로라도대학 교수로 구성된 공동 연구팀이 모바일 컴퓨팅 분야 최고 국제 학술대회인 ACM MobiSys 2021에서 최우수 논문상 수상자로 선정됐다.

공동 연구팀은 2003년부터 시작된 ACM MobiSys의 19년 역사상 국내 대학 최초로 최우수 논문상을 수상했다. 1저자 기준으로는 아시아 대학 최초다. 논문 1저자와 2저자로 김세연 KAIST 박사과정생, 빈경민 서울대 전기정보공학부 박사과정생이 참여했다.

이번 논문은 5G 스마트폰과 같은 모바일 단말에서 과도한 발열로 발생하는 성능 저하 문제를 강화학습 기반의 동적 전압·주파수 스케일링(DVFS)을 통해 해결한 연구다.

이경한 서울대 교수는 “사용자 체감 성능을 높이면서 열스로틀링으로 인한 급격한 성능 저하를 방지하기 위해서는 적정한 온도를 유지하기 위한 총전력 소모 범위 내에서 프로세서 컴포넌트(CPU·GPU 등) 간 최적의 전력 분배를 수행하는 것이 관건”이라며 “주변 환경과 사용자 앱 특성에 따라 허용 가능한 총전력 소모 범위와 최적의 전력 분배가 실시간으로 변화하기 때문에 전통적인 제어기법으로는 해결하기 매우 어려운 문제였다”라고 설명했다.

공동 연구팀은 이 문제를 실시간 학습을 포함하는 강화학습 기법을 도입해 해결했다. 스마트폰을 포함한 모바일 플랫폼에서 제안한 기법을 엄밀하게 구현해 다양한 환경 변화에서도 열스로틀링을 발생시키지 않고 앱 성능을 크게 높일 수 있음을 실증했다. 이러한 구현 결과는 ACM의 코드 리뷰 시스템에서도 인증되며, ACM Results Reproduced Badge를 수여받았다.

학회 측에선 모바일 플랫폼에서 강화학습 기반 시스템 제어가 성능 개선에 크게 이바지할 수 있음을 확인하며 차세대 운영체제에 AI/ML 기반 제어 기법의 적극 도입을 위한 계기를 마련한 것으로 평가했다.