[컴퓨터구조] Basics of Computer Architecture

Basics of Computer Architecture

 

컴퓨터구조를 배우기 위한 기본적인 지식들에 대한 정리이다. 추후에 계속 추가될 예정이다.

 

 

Moore's Law

The number of transistors on integrated circuits doubles roughly every two years

 

집적회로에 들어가는 트랜지스터의 수가 2년마다 2배 증가한다는 내용으로, 즉, 집적도가 증가한다는 뜻이다.

 

 

Two principles of locality

• Temporal Locality: 한 번 참조되었으면, 곧 다시 같은 것이 참조될 가능성이 높다. (c.f. Loop)
• Spatial Locality: 한 개의 주소가 참조되면, 그 근처에 있는 주소도 접근할 확률이 높다. (c.f. array)

 

 

Amdahl's Law

Amdahl's Law는 내가 성능 향상을 시키는 부분이 전체 성능 향상에 얼마나 영향을 미치는지에 대한 법칙이다. 우리가 아무리 성능 향상을 이루었다 하더라도, 그 부분이 전체의 아주 일부분에 불과하면 전체 성능에는 큰 차이가 없을 것이다.

 

Latency vs Bandwidth

• Latency: 데이터를 전송하는 데 걸리는 시간 [s]
• Bandwidth: 한 번에 전송할 수 있는 데이터의 양 [bps]

 

Moore's Law에 따라 Latency에 비해, Bandwidth의 성능 향상이 빠르게 일어났다. 그 이유는 Transistor 집적도가 높아져 Bandwidth는 늘어났지만, Die Area가 작아지면서 상대적으로 긴 Communication Line을 사용하게 되었다.

 

 

Instruction Set Architecture (ISA)

ISA는 HW와 SW 간의 약속 관계라고 볼 수 있다. 각 Microarchitectures(CISC, RISC, VLIW etc.)는 각자만의 ISA를 가지고 있는데, 이는 그 Processor가 이해할 수 있는 언어라고 생각하면 된다.

 

 

Dynamic Energy and Power

현실적이고, 실용성을 따지기 위해 Energy와 Power에 대한 연구는 필수적이다. Energy를 구하는 수식은 아래와 같고,

Power를 구하는 수식은 다음과 같다.

수식을 보면 알 수 있듯이, Clock Rate 가 느려지면 Power는 줄지만, Energy는 변함이 없다. 그래서 Power를 아끼는 방법으로 idle unit의 frequency를 0으로 만드는 방법이 대표적이다.

 

앞으로 필요한 내용을 추가적으로 수정할 예정이다.

 

컴공의 핵심 과목인 컴퓨터 구조를 공부하는 모두에게 응원을 보낸다.