멀티 프로세싱, 멀티 스레딩, 멀티 프로그래밍

지명근·2021년 2월 14일

멀티 스레딩 멀티 프로그래밍 멀티 프로세싱

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개요

이번 글에서는 멀티 프로세싱, 멀티 스레딩, 멀티 프로그래밍에 대해 알아보고,
멀티 프로세싱과 스레딩을 비교해보았다.

멀티 프로세싱

멀티 프로세싱은 다수의 프로세서가 서로 협력적으로 일을 처리하는 것을 의미한다.
멀티 프로세싱에서, 시스템의 속도를 향상시키기 위해서는 CPU를 추가하여야 한다.
멀티 프로세싱은 하나 이상의 프로세서가 서로 협력하여 병렬적으로 일을 동시에 처리하는 것이다.

자원 공유

멀티 프로세싱에서는, 부모-자식 관계라도 프로세스는 자신만의 고유한 메모리 영역을 가지게 된다.

분류

멀티 프로세싱은 대칭과 비대칭으로 분류된다.

대칭 멀티 프로세싱(Symmetric Multiprocessing)

마스터-슬레이브 관계가 없으며, 모든 프로세서는 공유 메모리를 사용하여 통신한다.
공통 준비 대기열에서 프로세스를 실행하기 시작하며, 스케쥴러는 두 프로세서가 동일한 프로세스를 실행하지 않도록 한다.

장점

적절한 로드 밸런싱, 뛰어난 내결함성 및 CPU 병목 현상을 줄여준다.

단점

메모리가 모든 프로세서에서 공유되므로 복잡하며, 프로세서에 장애가 발생하면 시스템의 컴퓨팅 용량이 감소할 수 있다.

비대칭 멀티 프로세싱(Asymmetric Multiprocessing)

프로세스 간에 마스터-슬레이브 관계를 가진다.
시스템의 데이터 구조를 제어하는 마스터 프로세서가 존재하며, 나머지 슬레이브 프로세서를 제어한다.
마스터 프로세서는 프로세스를 슬레이브 프로세서에 할당하거나, 미리 정의된 작업을 수행할 수 있다.
마스터 프로세서는 데이터 구조를 제어한다. 프로세스 스케쥴링, I/O 처리 및 기타 시스템 활동은 마스터 프로세서에 의해 제어된다.

만약 마스터 프로세서에 문제가 발생하면, 슬레이브 프로세서 중 하나를 마스터 프로세서로 만들어 실행을 계속한다.

장점

데이터 구조와 시스템의 모든 활동을 제어하는 프로세서가 하나 뿐이므로, 대칭 멀티 프로세싱에 비해 간단하다.

대칭 멀티 프로세싱 vs 비대칭 멀티 프로세싱

둘의 차이점으로는, 대칭 멀티 프로세싱에서는 모든 프로세서가 OS에서 작업을 실행하는 것이라는 점이다.
비대칭 멀티 프로세싱에서는 마스터 프로세서만 OS에서 작업을 실행한다.

다중 프로세서는 여러 프로세스를 동시에 실행시킬 수 있으므로 시스템의 속도를 향상시킨다.
대칭 멀티 프로세싱은 복잡하지만, 모든 프로세서간에 데이터 구조가 공유되므로 동기화 작업이 필요하다.
비대칭 멀티 프로세싱은 간단하며, 마스터 프로세스만이 데이터 구조에 엑세스할 수 있다.