빠른 CPU를 위한 설계 기법

클럭

클럭 신호가 빠르게 반복되면 CPU를 비롯한 컴퓨터 부품들은 그만큼 빠른 박자에 맞춰 움직인다.

• 클럭 속도를 무지막지하게 높이면 무조건 CPU가 빨라질까요? ⇒ 발열 문제만 심해짐 ㅠ

코어와 멀티코어

코어: 명령어를 실행하는 부품, cpu는 코어를 여러 개 가지고 있음

코어를 여러개 포함하면 ⇒ 멀티코어 CPU / 멀티코어 프로세서

• 코어를 100개로 늘리면 연산 처리 속도도 비례하여 증가하는가? ⇒ 처리할 연산이 적절히 분배되지 않는다면 코어 수에 비례하여 증가하진 않음

스레드와 멀티스레드

thread: 실행 흐름의 단위, cpu에서 사용되는 하드웨어적 스레드와 프로그램에서 사용되는 소프트웨어적 스레드가 있다.

• 하드웨어적 스레드 ”하나의 코어가 동시에 처리하는 명령어 단위” 여러 스레드를 지원하는 cpu는 하나의 코어로도 여러 개의 명령어를 동시에 실행할 수 있다. 이를 멀티스레드 프로세서라한다.

• 소프트웨어적 스레드 ”하나의 프로그램에서 독립적으로 실행되는 단위” 하나의 프로그램은 실행되는 과정에서 한 부분만 실행될 수도 있지만, 프로그램의 여러 부분이 동시에 실행될 수도 있습니다.

• 멀티스레드 하나의 코어로 여러 명령어를 처리하도록 만들려면 프로그램 카운터, 스택 포인터, 메모리 버퍼 레지스터, 메모리 주소 레지스터와 같이 하나의 명령어를 처리하기 위해 꼭 필요한 레지스터를 여러 개 가지고 있어야 함.

  

명령어 병렬 처리 기법

명령어 파이프라인

• 명령어 처리 과정

1. 명령어 인출
2. 명령어 해석
3. 명령어 실행
4. 결과 저장