[Hardware] #8 프로세서 속도에 대해서

😊[1일 1로그 100일 완성 IT지식] 책을 기반으로 study한 내용을 정리합니다. 

 

1부 요약- 컴퓨터 하드웨어에 관해 설명, 하드웨어가 만들어지는 방식같은 물리적 세부 사항보다는 컴퓨팅 시스템의 논리적 아키텍처에 초점 

1. 컴퓨터의 구조와 구성 요소 개괄적 설명
2. 컴퓨터가 어떻게 비트, 바이트, 이진수로 정보를 표현할까?
3. 컴퓨터가 실제로 계산을 어떻게 수행할까? (어떤 일을 수행하기 위해 비트와 바이트를 어떻게 처리하는 지 살펴보기)

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프로세서의 대표적인 흐름으로, 프로세서는 인출/해석/실행을 무한 반복한다.

 

프로세서의 속도를 높이는 방법은 어떤 것들이 있을까.

 

 

명령어 파이프라이닝

프로그램 처리 속도를 높이기 위하여 CPU 내부 명령어 처리를 여러 단계로 나누어 동시에 처리하는 기술

 

 

2단계 파이프라이닝

명령어를 실행하는 하드웨어를 인출 단계(fetch stage)와 실행 단계(execute stage)의

두 개의 파이프라인 단계들로 분리하여 구성

 

실제 실행 단계는 오퍼랜드를 읽고 저장하고, 연산을 실행하는 등

행위가 많기에 보다 많은 시간이 소요됨

 

명령어의 인출과 실행이 각각 동일한 시간이 걸릴 때 유용함.

 

 

 

4단계 파이프라이닝

IF : 명령어 인출(From 주기억장치)    |    ID : 명령어 해석

OF : 오퍼랜드 인출(From 프로세서 내부 기억장치)    |    EX : 연산 실행

오퍼랜드는 연산의 대상을 의미

 

명령어 처리 단계들의 각각 시간이 서로 다르기에 파이프라인 단계를 많이 쪼개서

각 단계 별 처리시간을 최대한 동일하게 맞춰 프로세서 속도 향상을 도모함.

 

 

 

코어와 클럭을 활용한 프로세서 설계

 

코어 : CPU 내부의 '다이'라고 불리는 작은 사각형 블럭에 위치하는 연산을 수행하는 핵심 부품

클럭 : 연산을 수행하는 처리 속도

 

 

더 많은 프로세서 코어와 더 빠른 클럭 속도, 무엇을 선택해야 할까요?

 

코어 수가 두 개 이하지만 클럭 속도가 빠를 시 :

하나의 애플리케이션을 빠르게 불러오고 처리할 수 있다는 것을 의미

 

프로세서 코어 수는 많지만 클럭 속도가 느릴 시 :

한 번에 많은 애플리케이션을 실행할 수 있지만 속도가 조금 더 느리다는 것을 의미