[컴퓨터구조] #2 성능평가 - 추가 사설 문제

문제

1. 프로세서의 클럭 속도와 성능 간의 관계는 무엇인가요?
2. 전력 장벽이 프로세서의 클럭 속도에 어떤 영향을 미치나요?
3. 동적 에너지는 무엇이며 CMOS 기반 반도체와 어떤 관련이 있나요?
4. 시간이 지남에 따라 CPU 성능은 클럭 스피드와 멀티 코어 기술 측면에서 어떻게 변화하였나요?
5. 암달의 법칙은 무엇이며 프로세서의 병렬화와 어떤 관련이 있나요?
6. 벤치마크는 무엇이며 연산 성능을 어떻게 측정하는데 사용되나요?
7. 프로세서의 에너지 소비는 용량성 부하와 전압과 어떤 관계가 있나요?
8. 누설 전류는 무엇이며 서버 CPU의 에너지 소비에 어떤 영향을 미치나요?
9. 멀티 코어와 멀티 CPU 기술의 차이점은 무엇인가요?
10. 암달의 법칙에 따르면 개선의 크기가 프로그램의 실행 시간에 어떤 영향을 미치나요?

 

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정답

1. 프로세서의 클럭 속도는 성능을 결정하는 요인 중 하나입니다. 클럭 속도가 높을수록 프로세서가 초당 더 많은 명령어를 실행할 수 있어 성능이 빨라질 수 있습니다.
2. 전력 장벽은 프로세서에서 발생하는 열 때문에 클럭 속도를 높이기 어려운 문제를 말합니다. 클럭 속도가 증가하면 프로세서에서 발생하는 열도 증가하여 결국 클럭 속도의 추가 증가를 제한할 수 있습니다.
3. 동적 에너지는 CMOS 기반 반도체의 트랜지스터가 하나의 상태에서 다른 상태로 전환될 때 소비되는 에너지를 말합니다 (예: 0에서 1 또는 1에서 0). 이 에너지 소비는 CMOS 기반 반도체의 주요 에너지 소비원 중 하나입니다.
4. 시간이 지남에 따라 CPU 성능은 클럭 스피드의 증가와 멀티 코어 기술의 사용을 통해 향상되었습니다. 클럭 스피드는 약 1 GHz에서 4-5 GHz까지 증가했으며, 멀티 코어 기술은 여러 개의 코어를 하나의 CPU 다이에 집적할 수 있게 해주었습니다.
5. 암달의 법칙은 병렬화에 의한 프로그램의 속도 향상이 병렬화할 수 없는 프로그램 부분의 비율에 의해 제한된다는 것을 의미합니다. 이는 프로그램의 큰 부분이 병렬화 가능하더라도 순차적인 부분 때문에 전체적인 속도 향상에 한계가 있음을 의미합니다.
6. 벤치마크는 시스템의 연산 성능을 측정하는데 사용되는 테스트입니다. 일반적인 벤치마크 테스트로는 SPECint 및 SPECpower, Passmark, Geekbench 등이 있습니다.
7. 프로세서의 에너지 소비는 용량성 부하와 전압의 제곱에 비례합니다. 이는 프로세서의 출력 단자에 연결된 트랜지스터의 개수와 공정 기술에 따라 결정되는 용량성 부하와 전압이 증가함에 따라 에너지 소비가 증가함을 의미합니다.
8. 누설 전류는 트랜지스터가 꺼져 있을 때도 발생하는 전류를 말합니다. 서버용 CPU에서는 이러한 누설 전류가 에너지 소비의 주요 원인 중 하나로 약 40%를 차지합니다.
9. 멀티 코어 기술은 하나의 CPU 다이에 여러 개의 코어를 집적하는 기술을 말합니다. 반면, 멀티 CPU 기술은 하나의 메인보드에 여러 개의 CPU를 지원하는 기술을 말합니다.
10. 암달의 법칙에 따르면 개선 후 실행 시간은 개선에 의해 영향받는 실행 시간/개선의 크기 + 영향받지 않는 실행 시간으로 계산됩니다. 이는 개선의 크기가 클수록 영향받는 실행 시간이 줄어들어 전체 실행 시간이 단축됨을 의미합니다.

 

2023.04.15 - [컴퓨터구조] - [컴퓨터구조] #2 성능평가