2. 컴퓨터의 성능 (3/3) CPU 성능에 영향을 주는 요소

CPU는 다음 3가지로 성능이 결정된다.

 

1. 명령어 개수 

2. 평균 CPI

3. 클록 속도

 

물론 3가지를 다 줄이면 좋겠지만, 각 요소는 서로 충돌한다.

 

예를 들어 클록 사이클 시간을 낮추면 평균  CPI가 증가할 수 있고,

평균 CPI를 낮추면 명령어 개수가 늘어날 수 있다.

(곱셈 연산을 없애면, CPI가 낮아지만, 곱셈을 덧셈으로 풀어써야 해 명령어 개수 증가)

 

 

이 3가지 요소를 자세하게 보면.

 

1. 명령어 개수

알고리즘과 아키텍처에 의해 결정

알고리즘의 예를 들면, 효율적인 정렬은, 명령어 개수를 줄여준다.

또한, 하나의 명령어가 수행하는 일이 많으면, 프로그램의 크기를 줄일 수 있다.

예를 들어 곱셈 연산은 x 하나면 충분하지만, 이게 없다면

다수의 + 연산을 통해 구현해야 한다.

 

아키텍처는 CISC같은 강력하고 복잡한 명령어 체계를 사용하면

한 명령어가 수행하는 일이 많아서, 명령어 개수를 줄일 수 있다.

 

2. 평균 CPI

아키텍처와 구현에 의해 결정된다.

CISC같이 복잡한 명령어들은 명령어 개수를 줄이지만,

단순한 명령어보다 더 많은 사이클을 필요로 한다.

이는 단순한 명령어로 구성된 RISC를 사용하면 낮출 수 있다.

 

구현은 영어와 한자가 있으면, 1개의 영어 문자가 1개의 한자보다 부담이 작다.

구현 수준에선 파이프라인 같은 병렬로 구현할 때 필요한 사이클 수가 적다.

 

3. 클록 사이클 시간

아키텍처, 구현, 실현에 결정된다.

아키텍처마다 성능이 다르니 이 부분은 패스

 

구현쪽을 보면, 데이터 경로가 짧으면, 지연 시간도 짧아진다.

파이프라인같은 병렬 연산을 하면, 한 사이클에 수행할 작업량이 많아져

클록 속도가 빨라진다.

 

실현쪽은.. 반도체 기술과 관련돼있고, 회로 기술이 중요하다.

 

출처 : 컴퓨터 아키텍처 컴퓨터 구조 및 동작 원리 (한빛 아카데미)