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병렬처리

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[하드웨어 뜯어보기] CPU #17 - GPU와 CPU의 차이, 다른 방식으로 생각하는 또 다른 두뇌 “깊게 생각하는 두뇌 vs 넓게 생각하는 두뇌” - 두 지성의 공존핵심요약CPU는 한 번에 하나의 복잡한 일을 정확히 수행하는 두뇌,GPU는 수천 개의 단순한 일을 동시에 수행하는 두뇌입니다.즉, CPU는 ‘사색형 두뇌’, GPU는 ‘집단형 두뇌’라 할 수 있습니다.이 두 구조는 서로 대립하지 않고, 오늘날 인공지능과 고성능 연산에서 협력적인 사고 구조를 이룹니다. 1. 개념 설명 - “CPU는 사고, GPU는 실행”CPU와 GPU 모두 연산 장치이지만, 그 사고 방식이 완전히 다릅니다.구분CPUGPU구분CPUGPU목적다양한 연산과 제어대량 데이터 병렬 처리구조복잡한 제어 유닛, 적은 코어단순한 제어, 수천 개의 코어강점논리적 사고, 순차적 연산반복적 계산, 병렬 데이터 연산비유전략가 (Thinker)실..
[하드웨어 뜯어보기] CPU #16 - SIMD / 벡터 연산, 한 번에 여러 생각을 하는 두뇌 “한 번의 명령으로 여러 데이터를 동시에 계산하는 병렬 두뇌”핵심요약SIMD(Single Instruction, Multiple Data)는 CPU가 하나의 명령으로 여러 데이터를 동시에 처리하는 기술입니다.즉, 같은 생각을 여러 번 반복할 필요 없이 “한 번에 여러 생각을 하는 두뇌”입니다.이 구조는 영상 처리, 인공지능, 과학 계산 등 대량 데이터 연산의 핵심이 되었고,오늘날의 CPU·GPU·AI 칩의 병렬 처리 근간을 형성했습니다. 1. 개념 설명 - “같은 일을 여러 번 반복하지 않는다”기존의 CPU는 한 번에 하나의 데이터만 처리했습니다.예를 들어, 배열의 각 요소를 더하려면 이렇게 순차적으로 계산했죠:for (i = 0; i 하지만 SIMD 구조에서는, CPU가 다음처럼 한 번의 명령으로 4개..
[하드웨어 뜯어보기] CPU #12 - 명령 순서 재배치(Out-of-Order Execution), 순서보다 효율을 선택하는 두뇌 “순서를 지키는 것보다 일을 끝내는 게 먼저다” - 효율을 우선하는 CPU의 판단력핵심요약명령 순서 재배치(Out-of-Order Execution, OOOE)은 CPU가 프로그램의 명령 순서 대신 효율적인 실행 순서를 스스로 재조정하는 기술입니다.이는 마치 사람이 “먼저 할 수 있는 일부터 처리하는 유연한 두뇌”처럼 작동하는 원리입니다.슈퍼스칼라가 여러 손으로 동시에 일했다면, 명령 순서 재배치(Out-of-Order Execution)는 “그 손들이 가장 효율적인 순서로 움직이도록 지휘하는 기술”입니다. 1. 개념 설명 - “순서대로만 일하면 느려진다”전통적인 CPU는 명령어를 메모리에 기록된 순서대로 실행(In-Order Execution) 했습니다.이 방식은 단순하지만, 하나의 명령이 데이터나 ..
[하드웨어 뜯어보기] CPU #11 - 슈퍼스칼라(Superscalar), 여러 손으로 동시에 일하는 두뇌 여러 개의 명령을 동시에 처리하는 CPU의 ‘멀티태스킹 본능’핵심요약슈퍼스칼라(Superscalar)는 CPU가 한 클럭에 여러 개의 명령을 병렬로 실행하도록 설계된 구조입니다.즉, 한 손이 아닌 여러 손으로 동시에 일을 처리하는 두뇌와 같습니다.파이프라인이 ‘작업을 나누는 기술’이었다면, 슈퍼스칼라는 그 작업들을 동시에 여러 줄로 처리하는 기술입니다.1. 개념 설명 - “CPU는 두 개 이상의 손으로 일한다”파이프라인(Pipeline)은 CPU가 명령을 여러 단계로 나누어 순차적으로 겹쳐 실행하는 기술이었습니다.그런데 이 구조에서도 한 번에 하나의 명령 흐름만 처리할 수 있었습니다.슈퍼스칼라 구조는 이 한계를 뛰어넘습니다.CPU 안에 여러 개의 명령어 실행 유닛(Execution Unit) - 즉, A..
[하드웨어 뜯어보기] CPU #8 - 멀티코어(Multi-core), 생각을 나누는 두 개의 뇌 하나의 두뇌를 넘어, 협업하는 여러 뇌의 시대핵심요약멀티코어(Multi-core) CPU는 한 개의 칩 안에 여러 개의 ‘두뇌(Core)’가 들어 있는 구조입니다.각 코어는 독립적으로 연산을 수행하면서도, 공유 캐시와 버스를 통해 서로 협업합니다.즉, CPU가 ‘생각을 나누는 두 번째 두뇌’ 를 갖게 된 것입니다.1. 멀티코어란 무엇인가?기존의 CPU는 하나의 코어가 모든 명령을 순차적으로 처리했습니다.하지만 연산량이 폭발적으로 늘어나면서, “한 뇌(CPU)로는 더 이상 감당할 수 없다” 는 한계에 부딪쳤죠. 그래서 등장한 것이 멀티코어(Multi-core) -한 칩 안에 여러 개의 코어를 집어넣어 동시에 연산을 수행하는 구조입니다.각 코어는 독립된 연산 장치이지만, 하나의 작업을 여러 부분으로 나누어 ..

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