빠른 CPU를 위한 설계 기법

들어가며

- 클럭

- 코어 & 멀티 코어

- 스레드 & 멀티 스레드

CPU의 속도를 빠르게 만들어보자

1. 컴퓨터 부품들은 '클럭 신호'에 맞춰 일사불란하게 움직인다.

2. CPU는 '명령어 사이클'이라는 정해진 흐름에 맞춰 명령어들을 실행한다.

-> 클럭 신호를 빠르게 반복된다면 명령어 사이클도 빠르게 반복될 것이라는 기대를 할 수 있다. 

클럭 속도

- 클럭 속도: 헤르츠(Hz) 단위로 측정

- 헤르츠(Hz) : 1초에 클럭이 반복되는 횟수

- 클럭이 "똑-딱-" 하고 1초에 한 번 반복되면 1Hz

- 클럭이 1초에 100번 반복되면 100Hz

클럭 속도를 늘리면 꼭 속도가 빨라질까? 필요 이상으로 클럭을 높이면 발열이 심각해짐

코어와 멀티 코어

- 클럭 속도를 늘리는 방법 이외에는?

- 코어 수를 늘리는 방법 ("듀얼 코어", "멀티 코어" ...)

- 스레드 수를 늘리는 방법 ("멀티 스레드" ...)

예) intel CORE - 8core, 16Thread

코어(Core) 란?

- 현대적인 관점에서 "CPU"라는 용어를 재해석 해야 함

- '명령어를 실행하는 부품'?

- 전통적으로 '명령어를 실행하는 부품'은 원칙적으로 하나만 존재

- But 오늘날 CPU에는 '명령어를 실행하는 부품'이 여러 개 존재

- '명령어를 실행하는 부품'을 코어라는 용어로 사용

코어를 두 개, 세 개, 100개 늘리면 연산 속도도 그에 비례하여 빨라지나요? 꼭 코어 수에 비례하여 증가하지는 않습니다. 조별과제를 예로 들면 4명이 한 프로젝트를 맡는다고 해서 더 빨리 프로젝트가 완료되는 것은 아니다. 코어마다 처리할 연산이 적절히 분배되지 않는다면 CPU 속도를 늘리지 못한다.

스레드란 '실행 흐름의 단위'

1코어 1스레드 CPU도 여러 소프트웨어적 스레드를 만들 수 있다.

멀티 스레드 프로세서를 실제로 설계하는 일은 매우 복잡하지만, 가장 큰 핵심은 레지스터