6개월 전 이 포스트로 Wave와 C, Rust의 벤치마크를 해보았다.
그로부터 6개월이 지난 오늘 상당히 발전된 Wave로 다시 한번 벤치마킹을 해보았다.
이 벤치마킹에 사용된 Wave 버전은 개발중인 v0.1.7-pre-beta 중 하나로 이 커밋 이상 유효하다.
이 벤치마크에 사용된 모든 소스코드는 공개가 되어있다.
벤치마킹을 할때 Wave, Rust C 모두 LLVM 백엔드를 전제로 벤치마킹을 하였다.
체크:
- rdtsc/rdtscp 사용
- 코어 고정 (taskset)
- 컴파일러 통일 (clang + LLVM)
- 루프 제거 방지 asm
- 결과 값 검증 (Result 동일)
절대 지표
위 그래프는 무엇을 말하냐면 실제로 CPU가 몇 사이클을 썼는가를 보여준다.
- Y축: CPU Cycles (로그 스케일)
- X축: 최적화 레벨 (O0 ~ O3)
여기서 보이는 핵심 포인트
- O0
- Rust ≫ Wave > C
-> 예상 그대로, 최적화 없으면 Rust가 가장 무겁고, Wave는 C보다는 느리지만 Rust보다는 훨씬 가볍다는것을 알 수 있다.
- Rust ≫ Wave > C
- O1 이후
- C는 거의 바닥으로 떨어진다 (≈ 1e8)
- Wave는 그보다 약 6배
- Rust는 20배 이상
이 그래프는 컴파일러 최적화가 얼마나 잘 먹히는가를 보여준다.
상대 지표
상대 지표는 C를 1.0으로 두고, 다른 언어가 C보다 몇 배 느린지를 나타낸 그래프다.
즉:
Wave / C = Wave_cycles ÷ C_cycles
Rust / C = Rust_cycles ÷ C_cyclesWave / C
- O0: 약 1.3
- Wave는 C보다 30% 느림
- O1~O3: 5 ~ 7
- 최적화 후에도 C 대비 5~7배
이 지표를 보면 Wave는 언어로써 상당히 경쟁력이 있다는걸 볼 수 있다.
Rust / C
- O0: 약 4
- O1~O3: 17 ~ 23
이것은 Rust가 안전성과 추상화 비용이 있기 때문에 더 느린 결과를 불러온다고 볼 수 있다.
결론
이번 벤치마크 결과를 정리하면 다음과 같다.
- Wave는 C보다 빠르지는 않다.
- 하지만 Rust보다는 일관되게 적은 CPU 사이클을 사용한다.
- 특히 O1 이후 최적화 구간에서 이 차이는 더욱 명확하게 드러난다.
이는 Wave가 저수준 코드 생성 과정에서
불필요한 추상화 비용을 거의 발생시키지 않으면서도,
C에 가까운 실행 모델을 유지하고 있음을 보여준다.
아직 Wave는 pre-beta 단계의 개발 중인 언어이며,
자체 최적화 파이프라인이나 LTO, PGO 같은 고급 최적화 기능도 도입되지 않은 상태다.
그럼에도 불구하고 이 정도의 성능을 보여준다는 점은
언어 설계와 컴파일러 구조가 올바른 방향으로 가고 있다는 하나의 근거가 된다.
이 결과가 의미하는 것
이 벤치마크의 핵심은 단순히
“C, Rust, Wave 중 누가 더 빠르냐”에 있지 않다.
세 언어는 애초에 지향하는 목표가 다르다.
- C는 최대 성능과 최소한의 추상화를,
- Rust는 메모리 안전성과 강력한 타입 시스템을,
- Wave는 예측 가능한 저수준 제어와 단순한 실행 모델을 지향한다.
이번 결과는 Wave가 그 지향점에 맞게,
추가적인 런타임 비용 없이 매우 직관적인 LLVM IR을 생성하고 있음을 보여준다.
즉 Wave는
성능을 얻기 위해 언어를 과도하게 단순화하지도 않고,
안전성을 위해 성능을 크게 희생하지도 않는
그 중간 지점을 실제 수치로 증명하고 있다고 볼 수 있다.
왜 이런 결과가 나왔을까?
이번 테스트에서 Rust보다 Wave가 더 적은 사이클을 사용한 이유는
Rust가 “느린 언어”이기 때문이라기보다는,
Wave가 의도적으로 더 단순한 실행 모델을 선택했기 때문이다.
Rust는 안전성과 추상화를 위해
다양한 컴파일 타임 보장과 런타임 개념을 제공한다.
이러한 보장들은 대부분의 실제 애플리케이션에서 충분히 가치 있지만,
아주 단순한 저수준 루프에서는 오버헤드로 작용할 수 있다.
반면 Wave는
명시적인 타입, 단순한 메모리 모델,
그리고 최소한의 암묵적 동작을 기반으로 설계되었고,
그 결과 LLVM이 보다 공격적으로 최적화할 수 있는 IR을 생성한다.
이 차이는 특히 O1 이후 최적화 단계에서
성능 격차로 분명하게 드러났다.
앞으로
이번 벤치마크는 Wave의 “최종 성능”을 보여주는 결과가 아니다.
현재 시점에서 Wave가 어디쯤 와 있는지를 보여주는 하나의 스냅샷에 가깝다.
향후 Wave에는 다음과 같은 개선이 예정되어 있다.
- 자체 최적화 패스 추가
- Whale 백엔드 도입
- 보다 정교한 인라이닝 및 루프 최적화
- 표준 라이브러리 안정화
이러한 요소들이 더해진다면,
Wave의 성능 특성은 지금보다 더욱 C에 가까워질 가능성이 크다.
앞으로도 동일한 벤치마크를 주기적으로 반복하며,
Wave가 어떻게 진화해 나가는지를 계속 기록해 나갈 예정이다.
