⭐️⭐️⭐️[CPU 성능 향상 기법] 명령어 병렬 처리 기법

[1two13]

명령어 병렬 처리 기법 3️⃣

• 명령어를 동시에 처리하여 CPU를 쉬지 않고 작동시키는 기법

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1. 명령어 파이프라이닝

• 명령어들을 명령어 파이프라인에 넣고 동시에 여러 개의 명령어를 겹쳐 실행하는 기법

파이프라인 위험 3️⃣

• 특정 상황에서 성능 향상에 실패하는 경우

  1. 데이터 위험

• 명령어 간 데이터 의존성에 의해 모든 명령어를 동시에 처리할 수 없다.

  2. 제어 위험

• 분기 등으로 인한 프로그램 카운터의 갑작스러운 변화에 의해 발생한다.
• 이를 방지하기 위해 분기 예측 기술을 사용한다.
  • 분기 예측: 프로그램이 어디로 분기할지 미리 예측한 후 그 주소를 인출하는 기술

    3. 구조적 위험(= 자원 위험)

• 서로 다른 명령어가 동시에 같은 CPU 부품을 사용하려고 할 때 발생한다.

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2. 슈퍼스칼라

• CPU 내부에 여러 개의 명령어 파이프라인을 포함한 구조
• 슈퍼스칼라 CPU(= 슈퍼스칼라 프로세서)
  • 슈퍼스칼라 구조로 명령어 처리가 가능한 CPU다.
  • 파이프라인 개수에 비례하여 프로그램 처리 속도가 빨라지지만, 반드시 그런 것은 아니다. 파이프라인 위험 등의 예상치 못한 문제가 있기 때문이다.

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3. 비순차적 명령어 처리

• 대부분의 CPU가 차용하는 기법이다.
• 순서를 바꿔 실행해도 무방한 명령어를 먼저 실행하여 명령어 파이프라인이 멈추는 것을 방지하는 기법이다.