전체 글298 MIMD와 메시지 패싱 구조의 이해(사용자 경험, 메시지 패싱) 고성능 컴퓨팅 시대에서 다중 프로세서를 활용한 병렬 처리 구조는 필수가 되었습니다. 특히 MIMD(Multiple Instruction, Multiple Data) 방식은 각 프로세서가 독립적으로 명령을 실행하고 데이터를 처리할 수 있어 유연하고 강력한 병렬 컴퓨팅을 구현할 수 있습니다. 하지만 이러한 구조에서 가장 중요한 요소 중 하나는 프로세서 간 통신 방식입니다. 여기서 메시지 패싱(message passing)이 핵심적인 역할을 합니다. 일반 사용자는 이를 직접 느끼지 못할 수 있지만, 서버 응답 속도, 클라우드 작업 처리 시간, 게임 멀티플레이 동기화 등에서 메시지 패싱 구조가 시스템 성능에 직결됩니다.MIMD 구조란 무엇인가?MIMD는 ‘Multiple Instruction, Multiple .. 2025. 7. 27. 벡터 연산을 위한 SIMD 구조 분석과 최적화 전략 벡터 연산은 대규모 데이터를 빠르게 처리해야 하는 현대 컴퓨팅 환경에서 필수적인 개념입니다. 특히 영상 처리, 과학 시뮬레이션, 머신러닝 등 방대한 데이터를 다루는 분야에서는 효율적인 병렬 처리가 성능의 핵심이 됩니다. 이때 SIMD(Single Instruction, Multiple Data)는 하나의 명령어로 여러 데이터를 동시에 처리하는 방식으로, 벡터 연산의 성능을 극대화하는 데 핵심적인 역할을 합니다. 일반 사용자들이 흔히 사용하는 멀티미디어 앱이나 게임도 SIMD 구조를 통해 더 부드러운 그래픽과 빠른 반응 속도를 구현합니다.SIMD 구조란 무엇인가?SIMD는 하나의 명령어로 여러 데이터에 동일한 연산을 적용하는 병렬 처리 구조입니다. CPU나 GPU 내부에 있는 SIMD 유닛은 주로 벡터 데.. 2025. 7. 26. 파이프라인 처리에서 충돌 제어 Scoreboarding의 사례, 영향 파이프라인 처리 기술은 현대 CPU 성능을 좌우하는 핵심 요소 중 하나입니다. 하지만 파이프라인 구조는 여러 명령어가 동시에 실행되는 과정에서 데이터 충돌, 구조적 충돌, 제어 충돌과 같은 문제를 일으킬 수 있습니다. 이때 등장하는 개념이 바로 ‘Scoreboarding’입니다. Scoreboarding은 CPU 내부에서 명령어 실행의 상태를 추적하고, 충돌을 방지하여 효율적인 명령 실행을 가능하게 하는 제어 방식입니다. 특히 학부 수업이나 실무 프로젝트를 통해 병렬 처리에 관심이 생긴 사용자라면, Scoreboarding이 왜 중요한지를 이해하는 것이 꼭 필요합니다.명령어 충돌 제어를 위한 핵심 기술Scoreboarding의 가장 큰 장점은 다양한 명령어 간의 충돌을 효과적으로 제어할 수 있다는 점입니.. 2025. 7. 25. Tomasulo 구조와 동적 명령어 스케줄링의 연계 Tomasulo’s Algorithm(토마슬로 알고리즘)은 현대 CPU 아키텍처에서 동적 명령어 스케줄링(Dynamic Instruction Scheduling)을 실현하는 대표적인 기술입니다. 이 알고리즘은 명령어 사이의 의존성을 효율적으로 처리하며, Out-of-Order Execution(비순차 실행)을 가능하게 하는 기반이 됩니다. 특히 레지스터 충돌을 해소하고, 실행 유닛의 활용도를 높여 병렬 성능을 극대화하는 데 핵심 역할을 합니다. 본 글에서는 Tomasulo 구조의 구성 요소와 동작 방식, 그리고 그것이 동적 명령어 스케줄링과 어떻게 연관되어 있는지를 구체적으로 설명합니다.Tomasulo 알고리즘의 기본 구조1967년 IBM System/360 Model 91에서 처음 도입된 Tomasul.. 2025. 7. 24. ROB 구조 이해와 프로그램 순서 복원 방식 Reorder Buffer(ROB)는 현대 CPU의 Out-of-Order Execution(비순차 실행) 아키텍처에서 명령어의 순서를 재정렬하고 결과를 올바르게 반영하기 위한 핵심 구성요소입니다. 이 기술은 성능 향상과 함께 프로그램의 논리적 일관성을 유지하기 위해 도입되었으며, 명령어 병렬 실행 환경에서 필수적인 요소로 자리 잡았습니다. 본 글에서는 ROB의 구조와 동작 방식, 그리고 프로그램 순서를 어떻게 복원하는지에 대해 자세히 설명합니다.Reorder Buffer(ROB)의 구조와 핵심 역할ROB는 CPU 내부에서 명령어의 실행 결과를 임시로 저장해두고, 나중에 정해진 프로그램 순서대로 결과를 커밋(commit)하는 구조입니다. Out-of-Order Execution 환경에서는 명령어가 실제로.. 2025. 7. 23. Out-of-Order 실행에서 의존성과 Renaming 기법 현대 CPU에서 Out-of-Order Execution(비순차 실행)은 명령어 간의 의존성을 극복하고 병렬 처리를 극대화하기 위한 핵심 기술입니다. 이 구조가 효과적으로 작동하기 위해서는 또 다른 중요한 기술, 바로 Register Renaming(레지스터 리네이밍)이 필요합니다. 레지스터 리네이밍은 명령어 간의 '가짜' 의존성을 제거함으로써 실행 순서를 유연하게 만들고, 성능을 극대화하는 데 기여합니다. 본 글에서는 Out-of-Order 실행 구조 내에서 Register Renaming이 어떤 역할을 하는지, 그리고 어떤 방식으로 구현되는지를 상세히 설명합니다.명령어 의존성과 레지스터 충돌CPU에서 여러 명령어를 동시에 처리하려면, 각 명령어가 사용하는 레지스터가 충돌하지 않아야 합니다. 그러나 실.. 2025. 7. 22. 이전 1 2 3 4 ··· 50 다음
