컴퓨터 구조 개발의 아이디어 7가지 (추상화, 빠르게, 병렬성, 파이프라이닝, 예측, 계층구조, 신용도)

컴퓨터 구조 분야의 발전에 이바지한 7가지 개념을 소개하고자 한다. 

 

1. 설계를 단순화하는 추상화

2. 자주 생기는 일을 빠르게

3. 병렬성을 이용한 성능 개선

4. 파이프라이닝을 통한 성능 개선

5. 예측을 통한 성능 개선

6. 메모리 계층구조

7. 여유분을 이용한 신용도 개선

 

하나하나 알아보자

 

설계를 단순화하는 추상화

 

수요가 많아짐에 따라 생산성을 높이기 위해 개발에 착수했다. 이때 하드웨어와 소프트웨어의 생산성을 높이는 방법 중 하나는 전체 설계를 명시적으로 추상화 ( Abstraction) 하는 것이다. 정말 중요한 개념인데, 간단히 말하자면 요리의 레시피를 보여주는 것이다. 이때 우린 재료들을 어떻게 기르는지 알 필요가 없다. 그저, 재료가 존재한다는 것만 알고 재료가 무슨 맛을 낸다는 것만 알면 된다.

이처럼 추상적인 즉, 단순화한다는 의미다.

 

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자주 생기는 일을 빠르게

 

자주 생기는 일을 빠르게 라는 말은 필자가 이해한 바로는, 함수를 만드는 것이다. 프로그래밍을 할 때 동일한 동작을 하는 코드는 따로 함수를 만들어 코드를 단순화한다. 이처럼 자주 생기는 일은 빠르게 처리할 수 있다. 

 

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병렬성을 통한 성능 개선

 

꽉 막힌 도로를 생각해보자, 길은 하나지만 차는 여러 대다. 이때 도로를 더 만든다면 차의 이동은 원활하게 될 것이다. 이처럼 여러 정보를 동시에 병렬적으로 처리하면 성능이 좋아질 것이다.

 

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파이프라이닝을 통한 성능 개선

 

먼저 파이프라이닝은 위에서 말한 병렬성을 처리하기 위한 길이다. 하나의 특수한 길을 만들어 동선을 최소화한다 생각하면 된다. 

 

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예측을 통한 성능 개선

 

예측은 양날의 검이다. 성공하면 대박이고 실패하면 쪽박이다. 하지만 만약 실패했을 때 복구를 빨리할 수 있다면? 복구하는 비용이 실패했을 때보다 저렴하다면? 이런 물음에 복구하는 게 더 낫다면 예측에 두려울 필요가 없다.

 

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메모리 계층구조

 

메모리란 저장공간이다. 당연히 공간이 넓을수록 좋다. 그렇다고 마냥 크게 할 순 없다. 이런 문제를 메모리 계층구조로 해결하고 있다. 

계층이란 층을 나눠 생각하자는 의미다. 제일 상위 계층에선 가장 빠르고, 가장 비싸고, 가장 작은 메모리를 사용한다. 이렇게 단계가 낮아질수록 느리고, 싸고, 큰 메모리를 이용한다. (여기서 크고 작음은, 같은 용량 대비다) 

 

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여유분을 이용한 신용도 개선

 

무슨 말인지 느낌이 잘 안 온다. 우린 계속 빠르기 위해 노력했다. 하지만 빠르기만 하다고 해결될 문제가 아니다, 신뢰성이 중요하다. 1분 만에 오지만 내용이 엉망인 것과 5분 만에 오지만 내용이 정확한 것 중에 우린 뭘 선택할까?

신뢰도와 속도의 중용을 맞추는 것이 중요하다. 

 

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