책- 정리/프로그래머가 몰랐던 멀티코어 CPU이야기

3장. 프로세스의 기본 부품과 개념들

jinkwon.kim 2018. 3. 27. 00:10
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1. 컴퓨터 하드웨어 구성

  - 큰 그림




2. 마이크로 아키텍쳐란?

  - 사전 적인 정의 

인텔 4004는 최초의 일반용, 상용 마이크로프로세서이다.

마이크로프로세서(영어microprocessor문화어: 극소형처리장치(極小型處理裝置), 미크로처리장치(미크로處理裝置)) 또는 초소형 연산 처리 장치(超小型演算處理裝置)는 컴퓨터의 중앙 처리 장치(CPU)를 말한다

  - 마이크로프로세서 하나를 만드는데 필요한 알고리즘 및 회로 수준의 구조를 자세히 정의한 것을 마이크로아키텍쳐 라고 한다. 

  - 즉 CPU만드는데 필요한 설계도!!!

 


3. 프로세서의 내부 구조 

  1). 산술 논리 장치(Arithmetic Logical Unit) ALU 

    - 프로세스 내에서 계산을 담당하는 장치 

    - 지원하는 연산

      (1). 정수 사칙 연산   : + , - , * , /

      (2). 비트 논리 연산   : AND(&), OR(|), XOR(^), 1의 보수(~)

      (3). 비트 시프트 연산 : 왼쪽이동 <<, 오른족 이동 >> 

    - ALU의 도식 

     : OPCODE ( Operand1, Operand2 ) = Result 

       status 연산 중 발생한 부수적인 상태 정보(대표적으로 EFLAG(32bit), RFLAGS(64bit)레지스터가 해당된다.)

     


  2) 부동 소수점 계산

   - 실수 데이터 처리는 어렵다. 이유는 표현방법이 간단하지않아서이다. 

   - IEEE754 에 약솓된 2진수 부동소수점 형태로 표현된다. 

   - http://namsieon.com/233 겁자 설명 잘되어있음 그냥 이거 한번 읽어보기를..


  3) 계산 하는데 필요한 시간은???

   - 산술 연산의 비용과 최적화 알고리즘 관점에서 생각해보면, 

   - 덧셈이나 비트 연산은 복잡하지 않다(즉 빠르다.)

   - 정수 곱셈과, 나눗샘은 복잡하다 (느리다)

   - 비트 연산중 쉬프트와, 회전(roate)도 점수 덧셈 보다 느리다

         비교 군

       곱셈 

   나눗 셈  

비트 쉬프트와 회전 

           덧 샘 

     14 배 느림

   60 배 느림    

  4배 느림 

   - 보통 프로세스는 처리시간에따라 단순 정수연산, 복잡한 정수 연산, 부통 소수점 계산기로 분리하여 처리한다. 

     연산에 따라 회로르 분리하는게 더 이득이기 때문이다. 


2. 클록, 1사이클이 가지는 의미

  - 1사이클에 한개의 연산을 수행한다.

  - 2GHz의 프로세스는 1초에 20억 번의 클록 신호를 발생시킨다.





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