🖥컴퓨터구조 - 전력 장벽

인텔 프로세서 : 지난 36년간 클럭 속도와 소비 전력이 증가해옴 ( 둘이 연관성이 있음)

최근에 상용 마이크로프로세서의 냉각 문제 때문에 실제로 사용할 수 있는 전력이 한계에 도달하여 주춤함

에너지 소비 주 원인 : 동적 에너지

동적 에너지 (dynamic energy) : 트렌지스터가 0->1 또는 1->0으로 스위칭하는 동안에 소비되는 에너지

(논리값이 두 번 바뀔 때 소모되는 에너지) 0-> 1 -> 0 , 1 -> 0 -> 1

에너지 ∝ 용량성 부하 * 전압^2

(논리값이 한 번 바뀔 때 소모되는 에너지) 0-> 1, 1-> 0

에너지 ∝ 1/2 * 용량성 부하 * 전압^2

트랜지스터 하나가 소비하는 전력

(한 번 바뀔 대 소모되는 에너지 곱하기 시간당 논리값이 바뀌는 빈도수

전력 ∝ 1/2 * 용량성 부하 * 전압^2 * 스위칭 빈도

전압이 낮아짐으로서 소비 전력이 낮아질 수 있었음

하지만 더 전압을 낮출 시 트랜지스터 누설 전류가 너무 커진다는 단점 존재

컴퓨터 설계자들이 전력 장벽에 부딪혔기 때문에 새로운 방식 고안

단일 프로세서에서 멀티 프로세서로의 변화

칩의 여러 개의 프로세서를 집적한 마이크로프로세서 개발

(응답시간보다는 처리량 개선에 효과 있음)

프로세서 -> 코어

마이크로프로세서 -> 멀티코어 마이크로프로세서

과거와는 달리 응답시간 개선을 위해 다중프로세서의 장점을 살리는 프로그램 코드를 작성해야 함

하드웨어/소프트웨어 인터페이스

명령어 수준 병렬성 => 파이프라이닝 : 명령어의 실행을 중첩시켜서 프로그램을 빠르게 실행시키는 기술

병렬 프로그램 작성 요구

부하의 공평한 분배

통신 및 동기화 오버헤드를 줄이기 위한 각별한 요구

인텔코어 17의 성능 및 전력의 측정 방법 알아보기

작업부하 : 사용자가 실제로 실행하는 응용 프로그램들의 모음

벤치마크 : 컴퓨터의 성능을 비교하기 위한 선택된 프로그램

SPEC CPU 벤치마크

SPEC 전력 벤치마크 (전력을 측정하기 위한 벤치마크 추가)

- 이용률이 낮은 컴퓨터는 전력 소모가 작다

- 성능에 초점을 둔 설계와 에너지 효율에 초점을 둔 설계는 서로 무관하다

- 성능식의 일부분을 성능의 척도로 사용하는 것

- 컴퓨터의 한 부분만 개선하고 그 개선된 양에 비레해서 전체 성능이 좋아지리라고 기대하는 것

하위 계층의 세부 사항이 상위 계층에서 보이지 않도록 하는 추상화

하드웨어와 하위 소프트웨어 간의 인터페이스(추상화) : ISA 명령어 집합 구조

실행시간만이 유일하게 믿을 수 있는 성능 척도

메모리 계층구조

멀티코어 마이크로프로세서 등장 이후 성능을 위해서는 병렬성이 요구

으으 컴구 재미없어

은체공부