CPU 성능 지표인 CPI(Cycles Per Instruction)와 클럭(Clock)의 상관관계를 정리했다.
프로그램 실행 시간을 결정하는 요소를 이해하는 것은 시스템 최적화의 기초이다.
프로그램 실행 시간 산출
실행 시간은 다음 공식을 통해 계산된다.
CPU 시간 = (명령어 개수) × CPI × (클럭 사이클 시간)
= (명령어 개수) × CPI / (클럭 속도)
CPI는 명령어당 소요되는 평균 클럭 수를 의미한다.
클럭 속도가 높더라도 CPI가 높으면 전체 성능은 저하된다.
성능 향상 전략
- 클럭 속도(Clock Rate) 향상: 초당 신호 빈도를 높이는 방식이나, 발열 및 전력 소모의 물리적 제약이 존재한다.
- CPI 저감: 명령어당 필요한 클럭 수를 줄이는 방식이다.
파이프라이닝(Pipelining)이나 슈퍼스칼라(Superscalar) 등의 구조적 개선 기술이 활용된다.
성능 최적화의 핵심은 클럭 속도 향상과 더불어 구조적 개선을 통한 CPI 저감에 있다.
하드웨어의 한계를 극복하기 위한 공학적 설계가 성능 지표에 반영되는 것 같다.
