1) 컴퓨터의 종류
Personal computers
- 여러 소프트웨어를 가지고 있다.
- 성능과 가격이 중요. 가성비 중요!!
Server computers
- 네트워크, 용량이 강조
- 전체 성능이 높아야한다.
Super computers
- Server computer의 한 종류
- 연산 능력이 강조된 컴퓨터
Embedded computers
- 다른 시스템의 한 부품으로 들어가는 컴퓨터(ex. 자동차의 네비)
- 전력이 중요. 가격도 중요!
PostPC Era
Personal Mobile Device(PMD)
- 건전지 동작
- 무선 인터넷
Clouding computing
- Warehouse Scale Computers(WSC)
- Software as a Service(SaaS)
2) 프로그램은 어떻게 기계어로 번역되는가?
Application software
high-level language
c나 java같은 으용프로그램을 만들 때 사용하는 언어이다.
System software
Compiler
작성한 HLL을 기계가 이해할 수 있는 코드로 변환해주는 것이다.
Operating System
변환된 코드를 돌릴 수 있게 매개체 역할을 해주는 것이다.
Hardware
processor, memory, I/O controllers
3) 컴퓨터의 구성
컴퓨터의 부품
Peocessor(CPU)
- data path를 제어한다.
- 캐시 메모리
- 의외로 프로세서의 연산하는 부분은 작다.
메모리
- 메인 메모리
- 휘발성이다.
- 빠르다.
- 세컨드 메모리
- 비휘발성이다.
- 느리다.
4) 성능을 어떻게 측정하는가?
컴퓨터 성능을 평가하는 대표적인 기준
Response time(실행 시간)
실행하는데 얼마나 걸렸는가?
Throughput(처리율)
기준 시간마다 몇개의 일을 했는가?
성능 = 1 / 실행 시간
X가 Y보다 n배 빠르다.
x의 성능 / Y의 성능 = Y의 실행시간 / X의 실행 시간 = n
실행 시간에는 연산 시간이나 입출력 시간같은 여러 영향을 주는 요소들이 있습니다. 하지만 우리는 성능을 측정하기 위해 CPU time만 이용해서 측정하겠습니다. CPU time 중에서도 system call 같은 system COU time은 제외한 user CPU time만으로 가정하겠습니다.
CPU time
CPU time = CPU Clock Cycles * Clock Cycle Time(Clock period)
= CPU Clock Cycles / Clock Rate(Clock frequency)
성능 개선 방법
- Clock 주기를 줄인다.
- Clock 주파수를 증가 시킨다.
- 대부분 두개를 한꺼번에 향상시킬 수 없다.
CPI(Cycle Per Instruction)
CPI = Clock cylce / instruction count
CPU time = CPU Clock Cycle * Clock Cycle Time
= CPI * Instruction count * CLock Cycle Time
= CPI * Instruction count / Clock rate
성능에 영향을 미치는 요소
- 알고리즘
- 프로그램 언어, 컴파일러, 설계
- 하드웨어
성능을 높이기 위해 클럭 주파수를 높였는데 발열 문제로 한계에 직면했습니다. 따라서 멀티프로세서라는 개념이 나오기 시작했습니다.
멀티프로세서
프로그래밍하기 어렵다.
Domain-Specific Computing
여러가지 연산을 잃어버리고 한가지 일에만 집중해 성능을 높인다. (맞춤형 연산)
5) SPEC
SPEC CPU Benchmark
성능 비교를 위해 만들어졌다.
SPEC Power Benchmark
전력을 고려해서 성능을 비교한다.
TOP 500
슈퍼 컴퓨터의 연산 능력을 비교한다.
Green 500
전력을 고려해서 슈퍼 컴퓨터의 연산 능력을 비교한다.
HPCG 500
행렬연산에서 TOP 500에 비해 분산된 행령의 연산을 기준으로 슈퍼 컴퓨터의 연산 능력을 비교한다.
Amdahl's Law
성능향상을 시킬 수 없는 부분이 크면 클 수록 전체 향상을 시킬 수 있는 부분이 줄어든다.
자주 일어나는 것을 최적화를 해야한다.
