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분기예측과 추측 실행 분기예측 파이프라인이 등장하면서 CPU는 수행히 채 끝나지도 않은 명령어의 결과를 사용해야 하는 일이 생겼습니다. 분기예측은 조건문이 실행되어야 할 때 다음 조건문의 결과 값이 들어오지 않아서다음 실행될 조건문이 어떤 곳으로 분기할지 모를 때 사용하는 디지털 회로입니다. 조건 분기 명령에서 결과 값은 둘 중 하나이므로 분기 예측기는 특정 알고리즘에 따라 다음 명령을 예측하여 미리 실행합니다. 만일 예측이 맞으면 명령은 계속 실행되고 예측이 틀리면 해당 명령은 폐기되고, 다시 올바른 명령을 실행합니다. 분기 예측기가 예측을 실패할 때마다 CPU는 클럭 손실을 보게 됩니다. 추측 실행 성능을 위해서 다음 실행될 명령어를 미리 실행하는 기법입니다. 따라서 앞서 설명한 분기 예측은 추측 실..

파이프라이닝과 비순차적 실행 파이프라인(Pipeline) 파이프 라인은 명령어를 병렬로 처리하는 방식입니다. 기존에 단일 사이클 방식의 경우에는 한 사이클이 끝나야 다음 명령어를 처리할 수 있었습니다. 하지만 파이프라인의 경우에는 여러행동을 중첩해서 사용이 가능하여 단일 사이클 방식에 비하여 매우 빠른 속도로 명령어를 처리할 수 있게 해줍니다. 이러한 파이프라인을 가장 효율적으로 진행하기 위해서는 한 사이클 안에 각 단계별 처리 시간이 일정하고 처리 단계가 균일해야 가장 효율적인 파이프라인을 구성할 수 있습니다. 비순차적 실행 일반적인 파이프라인은 순차적으로 명령어를 실행합니다. 그런데 이러한 순차적 파이프라인에서는 중간에 지연이 발생하면 값이 도착할 때까지 명령어 처리를 일시적으로 중단하게 되고 이 때..

Instruction Set Instruction Set은 명령어 집합 구조로 마이크로 프로세서가 이해할 수 있고 실행가능한 명령어들의 모음을 말하는 것입니다. 위 사진을 보면 ISA(Instruction Set architecture)은 Software와 Hardware 사이에 위치하고 있습니다. 따라서 ISA는 최하위 프로그래밍 인터페이스라고 볼 수 있습니다. 위 사진을 보면 Micro architecture가 있는데 Micro architecture은 마이크로프로세서가 사용하는 명령어 처리 방식을 뜻합니다. 마이크로 프로세서마다 사용하는 명령어 구조가 달라 ISA가 존재하는 것입니다. ISA 명령어 ISA 명령어는 다음의 기능을 합니다. 산술연산 명령 논리연산 명령 데이터 전송 명령 실행 제어 명령..