컴퓨터구조 정리-1

beenyyy·2023년 5월 16일
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<성능 performance> - 실행 시간: 최고의 성능 측정

고전적인 프로세서 성능식 – 응답 시간에 초점
X가 Y보다 n배 빠르다면

클럭 사이클 = 클럭의 시간 간격
클럭 주기 = 한 클럭 사이클에 걸리는 시간
클럭 속도 = 클럭 주기의 역수

CPU Time = 클럭 사이클 클럭 사이클 시간
클럭 사이클 시간 =

클럭 사이클 = 명령어 수 사이클 당 명령어(CPI)
CPU Time = 명령어 수 CPI 클럭 사이클 시간
=

  • 프로그램의 명령어 수 : 프로그램, ISA 및 컴파일러에 의해 결정됨
  • CPI : CPU 하드웨어에 의해 결정됨

<성능 향상 시키기> - CPU 시간 줄이기

  1. 클럭 사이클 수 줄이기
  2. 클록 속도 증가
  3. 인스트럭션 수 줄이기
  4. CPI 줄이기 (ISA가 더 많은 일을 하도록)

가중 평균 CPI 이용하기
ISA에는 주로 클럭 사이클 시간이 영향을 미침.
클럭 사이클 시간을 줄이는 방향으로 발전하기
명령어 구성이 잘 안 바뀌므로 ISA는 잘 안 바뀜.

<Power Wall 전력 장벽>

전력 = 회로크기 전압^2 주기
frequency가 높아지면 발열/ 더 이상 전압낮추기 불가
->해결방법: 멀티코어

<멀티코어 프로세서>

병렬 프로그래밍

  • ILP(명령어 수준 병렬성): 유저가 짜줘야 함
  • 어려움: 균등 분배 어려움 / 동기화 오버헤드 줄이기

<-SPEC CPU Benchmark-> - 최신:CPU2017

  • 성능 측정에 사용되는 프로그램의 집합
  • SPEC은 표준성능평가단
  • SPEC CPU2006: CPU time에 집중한 벤치마크

<오류 및 함정>

① 암달의 법칙으로 확인 가능
컴퓨터 시스템의 일부를 개선할 때 전체 시스템에 미치는 영향 (비례적 개선을 기대하지만 그렇지 않다.)

  • 암달: 개선된 부분이 얼마나 많이 사용되는지가 중요

② Low Power at Idle
이용률이 낮으면 전력 소모가 작다는 착각

  • 전력이 load에 비례하도록 설계하려고 노력 중

③ 성능 지표로서의 MIPS
MIPS =

인스트럭션 구성 또는 ISA가 달라지면 성능 지표로 MIPS 부적절

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