5. CPU 성능 향상 기법

1. 빠른 CPU를 위한 설계 기법

1. 클럭속도 높이기
2. CPU의 코어와 쓰레드 수 늘리기

• 코어 : 명령어를 실행하는 부품
• 코어 갯수와 성능은 비례 관계가 아닙니다.
  • 코어마다 공평하게 분배
  • 너무 많아지면 효과가 미비
• 스레드 : 실행 흐름의 단위
  • 하드웨어적 스레드 : 하나의 코어가 동시에 처리하는 명령어 단위
  • 소프트웨어적 스레드 : 하나의 프로그램에서 독립적으로 실행하는 단위

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2. 명령어 병렬 처리 기법

• 명령어 파이프라이닝 : 명령어들을 파이프라인에 넣고 동시에 처리하는 기법
  • 파이프라인 위험
    • 데이터 위험 : 명령어 간 데이터 의존성에 의해 발생하는 위험
    • 제어 위험 : 프로그램 카운터의 갑작스러운 변화에 의해 발생하는 위험
    • 구조적 위험 : 서로 다른 명령어가 동시에 CPU 부품을 사용하려고 할 때 발생하는 위험
• 슈퍼스칼라 : 여러 개의 명령어 파이프라인을 두는 기법
  • 파이프라인 늘리면 성능이 늘어나지만, 파이프라인 위험이 증가한다.
• 비순차적 명령어 처리 기법 : 순서를 바꿔 실행해도 무방한 명령어를 먼저 실행하여 명령어 파이프라인이 멈추는 것을 방지하는 기법

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3. CISC와 RISC

ISA : CPU가 이해할 수 있는 명령어들의 모음집

• CISC(Complex Instruction  Set Computer) : 복잡한 명령어 집합을 활용하는 컴퓨터
• RISC(Reduced Instruction Set Computer) : 간단한 명령어 집합을 활용하는 컴퓨터