컴퓨터구조 7

[컴퓨터 구조] 4.11 명령어를 통한 병렬성, ILP(Instruction Level Parallelism)

'컴퓨터 구조 및 설계 MIPS edition 제 6판' 교재와 국민대학교 임은진 교수님의 강의를 바탕으로 정리 및 요약한 글입니다. 정리 과정에서의 오류 및 오타가 있을 수 있습니다 :) 파이프라이닝은 명령어들 사이의 병렬성을 이용한다. 이를 ILP(Instruction Level Parallelism, 명령어 수준 병렬성)이라고 한다. 병렬성을 증가시키면 성능이 좋아질 것이므로 ILP를 증가시켜야 한다. 그 방법으로는 두 가지가 있다. 1. Deeper Pipeline 첫 번째 방법은 파이프 라인의 깊이를 증가시켜 더 많은 명령어들을 중첩시키는 것이다. 그렇게 되면 stage 당 일이 줄어들기 때문에 clock cycle이 더 짧아져 성능이 좋아질 수 있다. 교재의 비유에 따르면 이 방법은 세탁, 헹..

컴퓨터구조 2023.12.14

[컴퓨터 구조] 4.10 예외(Exception)

'컴퓨터 구조 및 설계 MIPS edition 제 6판' 교재와 국민대학교 임은진 교수님의 강의를 바탕으로 정리 및 요약한 글입니다. 정리 과정에서의 오류 및 오타가 있을 수 있습니다 :) 프로그램을 수행하다보면 예상하지 못한 이벤트가 발생하여 명령어 실행의 정상적인 흐름을 바꿔주어야 하는 경우가 생긴다. 예외(Exception)과 인터럽트(Interupt)가 대표적이다. 예외는 프로세서 내부에서 발생한 것이고 인터럽트는 문제의 원인이 프로세서 외부에 있는 것이다. 하지만 예외와 인터럽트를 구분하지 않는 경우가 많다. 그렇다면 이 문제를 다루는 두 가지 방법에 대해서 더 알아보자. MIPS 구조에서 예외는 System Control Coprocessor에 의해 관리된다. 문제가 생긴 명령어의 PC값을 E..

컴퓨터구조 2023.12.14

[컴퓨터 구조] 4.9 제어 해저드(Brach Hazard Exception)

'컴퓨터 구조 및 설계 MIPS edition 제 6판' 교재와 국민대학교 임은진 교수님의 강의를 바탕으로 정리한 글입니다. 정리 과정에서의 오류 및 오타가 있을 수 있습니다 :) Pipeline hazards란? 파이프라인 프로세서에서 명령어의 수행이 끝나기 전에 다른 명령어의 수행이 시작되기 때문에 생기는 문제를 말한다. 파이프라인의 종류 3가지 Structure hazards -> 회로를 바꾸어 해결 Data hazards -> data forwarding(bypassing)으로 해결 Control hazards -> 어떻게 해결할까? 이번 글에서는 Pipeline hazard 중에서도 Control hazards에 대해 알아보자 Brach 명령은 flow of control을 변경하므로 Fetch..

컴퓨터구조 2023.12.14

[컴퓨터 구조] 5.7 가상메모리(VM)

가상메모리란 메인 메모리를 2차 저장장치의 캐시로 사용하는 기술을 의미한다. 캐시를 통해 우리가 최근에 사용한 프로그램의 코드와 데이터 부분에 대해서 빠르게 접근할 수 있듯, 같은 방법으로 메인 메모리가 Secondary Stroage를 위한 '캐시'로 동작할 수 있다. 가상메모리는 여러 프로그램들이 효과적이고 안전하게 메모리를 공유할 수 있게 하고, 작고 제한된 크기의 메인 메모리에서 프로그래밍해야 하는 제약을 제거하기 위해서 사용된다. 가상 메모리와 캐시에 적용되는 개념 자체는 같을 수 있지만 용어는 다르게 사용한다. 가상 메모리 블록은 페이지(page)이고, 가상 메모리 실패는 페이지 부재(page fault)라고 한다. page fault는 캐시의 miss와 유사한데, 접근하려는 페이지가 메인 메..

컴퓨터구조 2023.12.12

[컴퓨터 구조] 5.3 캐시(cache)

'컴퓨터 구조 및 설계 MIPS edition 제 6판' 교재와 국민대학교 임은진 교수님의 강의를 바탕으로 정리 및 요약한 글입니다. 정리 과정에서의 오류 및 오타가 있을 수 있습니다 :) [ Lecture 23 / 교재 5.3 ] 캐시 (cache) 5.1에서는 메모리 계층구조에 대해 알아보았다. (참고 - 2023.11.22 - [컴퓨터구조] - [컴퓨터 구조] 5.1 메모리 계층 구조 ) [컴퓨터 구조] 5.1 메모리 계층 구조 '컴퓨터 구조 및 설계 MIPS edition 제 6판' 교재와 국민대학교 임은진 교수님의 강의를 바탕으로 작성한 글입니다. 정리 과정에서의 오류 및 오타가 있을 수 있습니다 :) [ Lecture 23 / 교재 5.1 ] 메모리 ima9ine.tistory.com 책상과 ..

컴퓨터구조 2023.11.25

[컴퓨터 구조] 5.2 메모리 기술 및 종류(SRAM, DRAM, Flash Memory, Magnetic Disk)

'컴퓨터 구조 및 설계 MIPS edition 제 6판' 교재와 국민대학교 임은진 교수님의 강의를 바탕으로 작성한 글입니다. 정리 과정에서의 오류 및 오타가 있을 수 있습니다 :) [ Lecture 23 / 교재 5.2 ] 메모리 기술 CPU의 성능은 메모리의 성능보다 훨씬 빠르게 증가한다. 병목현상이란 전체 시스템의 성능이나 용량이 하나의 구성 요소로 인해 제한을 받는 현상을 말한다. '병목'이라는 용어는 물이 병 밖으로 빠져나갈 때 병의 몸통보다 병의 목부분의 내부 지름이 좁아서 물이 상대적으로 천천히 쏟아지는 것에 비유한 것이다. 컴퓨터에서 병목 현상이라고 하면 두 구성 요소의 성능 차이로 인해 한 구성 요소가 다른 요소의 성능을 제한하는 것을 말한다. 메모리 병목현상도 말 그대로 메모리의 성능으로..

컴퓨터구조 2023.11.25

[컴퓨터 구조] 5.1 메모리 계층 구조

'컴퓨터 구조 및 설계 MIPS edition 제 6판' 교재와 국민대학교 임은진 교수님의 강의를 바탕으로 작성한 글입니다. 정리 과정에서의 오류 및 오타가 있을 수 있습니다 :) [ Lecture 23 / 교재 5.1 ] 메모리 계층 구조 당신이 노트를 가지고 컴퓨터 구조를 공부하러 도서관에 갔다고 상상해보자. 책상에 앉아서 공부하다가 아리송한 부분이 생긴 당신은 책상에서 일어나 컴퓨터에 관련된 교재들이 있는 책장으로 향한다. 책장에 가보면 다양한 컴퓨터 관련 교재들이 있을 것이고, 그 중에서 당신은 '컴퓨터 구조 및 설계 제 6판'을 골라서 책상으로 가져왔다. 다시 책상에 앉아 아리송한 부분의 내용을 살펴보고, 노트에 정리하며 공부한다. 공부하다보면 또 교재를 살피고 싶은 부분이 있을 것이다. 하지만..

컴퓨터구조 2023.11.22