(컴퓨터구조)❰05. CPU 성능향상 기법❱ _[05-2. 명령어 병렬 처리 기법]

[ 05-2. 명령어 병렬 처리 기법 ]

[ 0 ] 명령어 병렬처리 기법

빠른 처리를 하는 방법?

• 좋은 장치 → CPU 자체가 좋다.
• 효율적 사용 → CPU자원을 쉬지 않고 계속 사용시켜준다.

명령어 병렬처리 기법

• 명령어를 동시에 처리하여 → CPU를 쉬지 않고 작동시키는 기법
• 대표적 명령어 처리기법
  • 명령어 파이프 라이닝
  • 슈퍼스칼라
  • 비순차적 명령어 처리

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[ 1 ] 명령어 파이프라인

• 원리
  • 1. 각 명령어는 명령어 처리과정을 밟는다.
    2. 단계가 중복되지만 않는다면, 각각의 단계는 1개씩 동시에 실행할 수 있다.
• 비유
  : 마치 공장 생산 라인에서, 각 단계를 담당하는 인원들이 있다면, 동시에 인원들은 각 단계를 처리할 수 있다.
  
  만약 단계가 4개라면, 각 단계에서 처리 중인 4개의 상품을 동시에 처리할 수 있다. 마찬가지로, 각 단계에 있는 명령어를 동시에 처리할 수 있다.

 

• 위험 (간단 요약)
  • 데이터 위험 : 명령어 간 데이터 의존성에 의해 발생.
  • 제어 위험 : 프로그램 카운터의 갑작스러운 변화
  • 구조적 위험 : 명령어들이 동시에 CPU부품을 사용하려고 할 때 발생

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[ 2 ] 슈퍼스칼라

여러개의 파이프라인을 사용하는 경우

→  슈퍼스칼라라고 부름 마치 공장 생산 라인을 여러개 두는 것과 비슷

 

단점

→  파이프라인이 가지는 위험을 당연히 가지고 있고, 파이프라인이 많으면 많을 수록 위험 관리를 제대로 해야한다.

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[ 3 ] 비순차적 명령어 처리

• (OoOE : Out-of-order execution)
• 원리
  • (파이프라인의 중단을 방지하기 위해) → 명령어를 순차적으로 실행하지 않는 기법
  • 명령어 간 순서를 바꿔 실행해도 무방한 명령어를 먼저 실행해보기
  • 명령어 하나가 완료되기까지 기다릴 필요가 없이, 다른 명령어를 동시에 실행할 수 있다.
• 요즘 대부분의 CPU가 차용하는 기법