CPU 성능

1. 성능의 정의
   • 시간과 시소스에 대응되어 컴퓨터 시스템이 수행하는 작업의 양
     • 상대적인 가치
   • 성능측정척도는 다양하다.
   • 개인사용자: 응답시간 / 데이터센터 관리자: 처리량
2. 응답시간
   • 작업개시에서부터 종료까지의 시간
   • 디스크 접근, 메모리 접근, 입출력 작업, 운영체제 오버헤드, CPU 연산시간 등을 포함
3. 처리량
   • 단위 시간당 처리할 수 있는 테스크의 양
   • 응답시간과 다른 척도로 시스템 성능을 평가할 때 사용

4. 성능과 실행 시간과의 관계

   • 성능x = 1/ 실행시간x 일때, 성능x > 성능y 이면, 1/실행시간x > 1/실행시간y 이며, 실행시간y는 실행시간x보다 크다

   • 성능x/성능y = n 이며, 성능 x = n 성능y이고, x는 y보다 n배 빠르다.

   • 문) 같은 프로그램이 컴퓨터 A에서 10초, B에서 15초라면 A는 B보다 얼마나 빠른가?
     A) A = 1/10 , b = 1/15
     1/10 = n * 1/15
     1.5 = n
     A는 B보다 1.5배 빠르다
5. 클럭(Clock)
   • 하드웨어 이벤트가 발생하는 시점을 결정
   • 클럭 사이클 : 클럭의 시간 간격(전자신호의 호출 간의 간격)
   • 클럭 주기 : 한 클럭 사이클에 걸리는 시간 ( 예 : 1/1000초)
   • 클럭 속도 : 클럭 주기의 역수 ( 예 : 1초에 1번 => 10Hz(헤르츠는 1초에 100번 진동함을 의미))
     • 컴퓨터 프로세서의 동작 속도
6. CPU 성능과 성능인자
   • 궁극적인 CPU 성능 척도는 CPU시간 (입출력시간, 다른 프로그램 실행 시간 미포함)
   • 프로그램의 CPU 실행시간 = 프로그램의 CPU 클럭 사이클 수/클럭 속도
   • 클럭사이클 수 = 명령어수 * 명령어당 평균 클럭 사이클 수 (CPI)
   • 문) 2GHz 클럭의 컴퓨터 A에서 10초에 수행되는 프로그램이 있다. 이 프로그램을 6초 동안에 실행할 컴퓨터 B를 설계하고자 한다. 이 때, A보다 1.2배 많은 클럭 사이클이 필요하게 된다고 할 때, 컴퓨터 B의 클럭 속도는 얼마로 결정해야하는가? A) 10 = 클럭속도A / 2GHz
     20GHz = 클럭속도 A 6 = 20GHz * 1.2 / 클럭속도B
     클럭속도B = 4GHz
7. CPI
   • CPI = Clock cycle Per Instruction
   • 명령어 하나의 실행에 필요한 평균 클거 사이클 수
   • CPU 클럭 사이클 수 = 명령어 수 * CPI
   • 프로그램의 CPU 실행시간 = 멸열어수 * CPI / 클럭속도