[Computer architecture] 1.6 Perfomance

준치·2022년 1월 21일

computer architecture 공부정리

[Computer architecture]

목록 보기

5/18

Defining Performance

어떤 기능에 중점을 두는지에 따라 performance의 순위가 바뀐다.

중요한 용어

Response time (execution time) : task를 수행하는데 걸리는 시간
Throughput (bandwidth) : 단위 시간당 처리하는 일의 양
= 새로운 출력이 나갈수 있는 비율 (출력후 다음 출력까지의 속도)

Throughput and Response Time

프로세서를 교체할 경우 response time이 줄어들고 이에 따라 throughput이 커진다. (throughput은 클수록 response time은 작을수록 성능이 좋다)
프로세서를 추가할 경우 throughput만 커진다.
- response time 향상 -> throughtput 향상 (항상 성립)
- throughput 향상 -> response time 향상 (조건적 성립, 처리 요구가 throughput보다 많아 대기열이 걸릴 경우는 프로세서를 늘리는것이 response time을 향상시킨다.)

performance를 나타내는 관계

Performance = {1\over Execution\ time}

performance를 향상시킨다 = performance를 증가시킨다.
execution time을 향상시킨다 = execution time을 줄인다.
X가 Y보다 n배 빠르다. ${Performance_X \over Performance_Y} = n$

Measuring Performance

Elapsed time (wall clock time) (=response time) : total time (테스크 수행 시간, 메모리 접근등 모든 시간)
CPU time : 테스크를 수행할 때 CPU가 사용하는 시간. 두가지로 나뉜다.
- user CPU time : 프로그램에서 쓰는 시간
- system CPU time : 프로그램을 대신하여 운영체제에서 테스크를 수행한 시간
system performance - elapsed time
CPU performance - user CPU time
두가지로 구분해서 performance를 측정하고 각각은 다른 기준으로 측정한다.
clock cycle : 컴퓨터에서 사용하는 이산 시간 간격
clock period : 1 clock cycle동안 걸린 시간 (s)
clock rate (frequency) : 1초에 clock cycle이 몇개 있는지 단위는 Hz
- ex) 4.0GHz => 1초에 $4.0*10^9$ 번의 clock cycle존재

CPU Performance and Its Factors

그림 1. CPU execution time

그림 1과 같이 CPU execution time을 계산한다.
clock cycle의 수 또는 길이를 줄여 성능을 향상시킬수 있다. 하지만 프로그램에 필요한 clock cycle과 trade-off에 직면할 때가 많다. 또한 clock cycle 수를 줄이는 것이 clock cycle time을 증가시킬 수도 있다.