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IT기술노트/컴퓨터구조 및 운영체제53

다중 프로세서 시스템(Multiple Processor System) I. 병렬처리 지원 다중프로세서 시스템의 개요 가. 다중 프로세서 시스템(Multiple Processor System)의 정의 - 시스템상의 여러 처리기들에게 여러 개의 독립적인 작업을 각각 배정하여 두 개 이상의 처리기를 동시에 수행할 수 있도록 기능을 갖춘 컴퓨터 시스템 나. 다중 처리기의 장점 - 처리량 증가, 규모의 경제, 신뢰성 II. 메인 메모리 공유 방식에 의한 분류 구분 공유 메모리 멀티프로세서 분산 메모리 멀티 프로세서 개념 - 공통의 공유 메모리를 가짐 - 모든 CPU가 정보를 공유 - 각각의 프로세서들이 캐시와 같은 로컬 메모리 보유 가능 - 각 프로세서들은 각각 개별적인 로컬 메모리를 가짐 - 프로세서들은 교환 구조에 의해 연결 - 메시지 전달 방식의 정보 이동 장점 - 프로그램이.. 2021. 3. 12.
CUDA(Compute Unified Device Architecture) I. GPU를 활용한 병렬 컴퓨팅 플랫폼, CUDA의 개요 가. CUDA(Compute Unified Device Architecture)의 정의 - GPU를 이용한 범용적인 프로그램을 개발할 수 있도록 프로그램 모델, 프로그램 언어, 컴파일, 라이브러리, 디버거, 프로파일러를 제공하는 통합환경 나. CUDA의 특징 - 높은 연산 처리 능력, CPU 부하 감소, 병렬 처리 II. CUDA의 데이터 처리 프로세스 가. CUDA의 데이터 처리 프로세스 - GPU Memory에서 동시 병렬 처리를 통한 연산속도 향상 나. CUDA의 데이터 처리 단계별 활동 단계 설명 영역 1 - 처리할 데이터를 GPU Memory에 보냄 - 그래픽 카드 내 Memory 공간 할당 및 데이터 복사 PC à GPU 2 - CPU.. 2021. 3. 12.
파이프라인 해저드 I. 파이프라인 명령어 의존성 발생, 파이프라인 해저드의 개요 가. 파이프라인 해저드의 정의 - 파이프라인 프로세서에서 명령어 의존성(데이터, 컨트롤, 구조)을 발생시킬 수 있는 문제 II. 파이프라인 해저드의 종류 종류 특징 설명 구조적 해저드 (Structural hazards) H/W 자원 충돌 - 하드웨어가 여러 명령들의 수행을 지원하지 않기 때문에 발생, 자원충돌 (Resource Conflicts) 데이터 해저드 (Data hazards) 선행/후행 명령어 - 명령의 값이 현재 파이프라인에서 수행 중인 이전 명령의 값에 종속 (세부적으로 RAW, WAR, WAW 해저드가 있음. RAR은 해저드가 아님) 제어 해저드 (Control Hazards) 분기 명령 - 분기(Jump, Branch 등).. 2021. 3. 12.
파이프라이닝의 유형 I. 파이프라이닝의 유형 유형 개념도 설명 슈퍼 파이프라인 - 하나의 파이프라인을 여러 부분으로 나누어 연속적인 흐름과정으로 처리함으로써 성능을 향상하는 병렬처리 기술 슈퍼 스칼라 - 프로세스 내에 파이프라인 된 기능 유니트를 여러 개 포함시켜서, 매 사이클마다 한 개 이상의 명령어들이 동시에 실행되게 하는 기술 슈퍼 파이프라인 슈퍼 스칼라 - 슈퍼파이프라인 기법과 슈퍼스칼라 기법을 동시에 적용하여 수행시간을 더 단축한 기법 VLIW - 동시에 실행 가능한 명령어들을 하나의 긴 명령어로 재배열하여 동시 처리하는 기술 EPIC - VLIW의 호환성이 약한 부분을 개선하고 컴파일러가 병렬성을 찾아내는 병렬 명령어 처리 아키텍처 2021. 3. 12.
명령어 사이클 I. 명령어의 수행과정, 명령어 사이클의 개요 가. 명령어 사이클의 정의 - 하나의 처리과정을 여러 단계로 세분화해 각 단계에 독립적으로 다른 작업들이 수행되도록 하여 병렬성을 높임 II. 명령어 사이클의 프로세스 및 단계별 활동 가. 명령어 사이클의 프로세스 - 한 명령어를 실행하는데 필요한 전체 과정으로서 명령어 인출/간접/실행/인터럽트 단계로 나누어짐 나. 명령어 사이클의 단계별 활동 명령사이클 설명 인출사이클 (Fetch Cycle) - 주기억장치로부터 수행할 명령어를 CPU로 가져오는 단계 - 하나의 명령을 수행한 후 다음 명령을 메인 메모리에서 CPU로 꺼내 오는 단계 - 명령어의 Operand가 간접 주소일 경우: Indirect Cycle로 진행 - 명령어의 Operand가 직접 주소일 경.. 2021. 3. 12.
파이프라인(Pipeline) I. 명령어 병렬처리를 통한 처리속도 향상 기법, 파이프라인의 개요 가. 파이프라인(Pipeline)의 정의 - 명령의 병렬처리 성능을 향상시키기 위해 처리 과정을 여러 단계로 세분화하여 동시에 서로 다른 작업을 수행하는 H/W 설계 기법 II. 파이프라인의 사이클 및 병렬화 기법 분류 가. 파이프라인 사이클 나. 파이프라인의 병렬화 기법 분류 III. 순차 프로세싱 VS 파이프라인 프로세싱 구분 순차 프로세싱 파이프라인 프로세싱 개념도 특징 - 새로운 작업 셋이 현재 작업 셋이 완료된 이후에 시작됨 - 매 시점에 사용되지 않는 자원들이 존재 - 새로운 작업 셋이 이전 작업 셋의 첫번째 작업이 완료된 이후에 이어서 시작 - 특이 시점에 모든 자원들이 사용 2021. 3. 12.
마이크로 프로세서(Micro Processor) I. 마이크로 프로세서의 개요 가. 마이크로 프로세서(Micro Processor)의 정의 - 컴퓨터의 산술논리 연산기(ALU), 레지스터, 프로그램 카운터(PC), 명령 디코더, 제어회로 등의 연산장치와 제어장치를 1개의 작은 실리콘 칩에 모아 놓은 처리장치 나. 마이크로 프로세서의 분류 - 구조/용도에 의한 분류, 비트 수에 의한 분류, 반도체 제조 기술에 의한 분류, 패키지에 의한 분류 II. 마이크로 프로세서의 구성도 및 구성요소 가. 마이크로 프로세서의 구성도 나. 마이크로 프로세서의 구성요소 구성요소 설명 ALU -arithmetic and logic unit -각종 산술 연산들과 논리 연산들을 수행하는 회로들로 이루어진 하드웨어 모듈 -산술연산 : 덧셈, 뺄셈, 곱셈, 나눗셈 -논리연산 : .. 2021. 3. 11.
WDT(Watchdog Timer) I. WDT의 개요 가. WDT(Watchdog Timer)의 정의 - 시스템이 잘못된 동작을 하는데도 그 시스템 스스로 복구하지 못하면, 일정시간이 지난 후 자동으로 특정 연산을 수행하도록 프로그램 된 장치 또는 전자 카드 II. WDT의 구성도 및 구성요소 가. WDT의 구성도 나. WDT의 구성요소 구성요소 설명 Kick - Computer에 의해 Timer의 시작/종료를 설정하거나, Time-out 시간을 설정 Timeout - Timer에 설정된 동작을 시작하기 위해 Count down 되는 시간 - Timeout 시간이 0으로 변경되면 Timer는 예정된 동작 실행 Corrective Action - Timer에 의해 기동 되는 여러 종류의 동작들 - Processor reset, interr.. 2021. 3. 10.
제어장치(Control Unit) I. CPU 내부 자원 제어의 핵심 제어장치의 개요 가. 제어장치(Control Unit)의 정의 - 메모리에서 명령어를 읽어 해석하여 제어 신호를 자원에 전달하여 자원의 동작을 명령/제어하는 CPU의 장치 나. 제어장치의 주요기능 - 신호제어, 명령어 해독 II. 제어장치의 구조도 및 구성요소 가. 제어장치의 구조도 (해주기버해) - 제어장치의 입력신호 1) 입력신호 - Clock, IR, Flag - 제어버스로부터의 신호 2) 출력신호 - 프로세서 내의 신호 - 제어버스로 나가는 신호 - 제어장치의 구현유형 1) Hardwired Control 2) Micro-programed Control - 제어 유닛의 구조는 그 목적에 따라 상이하게 구성될 수 있으나 설계 후에는 ROM에 저장 나. 제어장치의 .. 2021. 3. 10.
다중버스 계층구조 I. 다중버스 계층구조의 개요 가. 다중버스 계층구조의 정의 - 전파지연과 병목현상이 발생하는 단일버스의 문제점을 해결하기 위해서 설계된 버스로 여러 버스를 사용하는 계층적 구조 II. 단일버스 및 다중버스 계층구조 가. 단일버스 구조 - 하나의 시스템 버스에 컴퓨터 구성 장치들이 연결되는 가장 간단한 구조 나. 다중버스 계층구조 구분 구조 설명 2계층 다중버스 - 엑세스가 가장 많이 일어나는 주기억장치만이 시스템 버스에 단독으로 연결되고 중앙처리 장치는 내부의 지역버스를 이용해서 지역 입출력 제어기, 캐시와 연결 3계층 다중버스 - 연결된 주변장치들의 특징을 세분화하여, 시스템 버스와 확장 버스 이외에 고속버스를 추가한 고성능 계층 버스 조직 2021. 3. 10.
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