동시 멀티스레딩 - 위키백과, 우리 모두의 백과사전 동시 멀티스레딩 위키백과, 우리 모두의 백과사전. 둘러보기로 가기 검색하러 가기 동시 멀티스레딩 ( Simultaneous multithreading, SMT ) 은 하드웨어 멀티스레딩을 지원하는 슈퍼스칼라 CPU의 전반적인 효율성을 개선하기 위한 기술이다. SMT는 하나의 실행에 여러 개의 독립 스레드를 허용함으로써 현대의 프로세서 아키텍처가 제공하는 자원을 더 잘 활용할 수 있다. 목차 1 개요 2 용어 3 기능 변화의 역사 4 현대의 상용 기술로의 도입 5 단점 6 같이 보기 7 참조 8 외부 링크 개요 [ 편집 ] 멀티스레딩은 선점형 멀티태스킹과 개념이 비슷하지만, 현대의 슈퍼스칼라 프로세서에서 스레드 수준의 실행 단계로 제공된다. 동시 멀티 스레딩, 곧 SMT는
한 프로세서에는 하나의 코어에 하나의 파이프라인만 있으며, 사이클마다 많으면 하나의 명령어만 만들어낼 수 있기 때문에 인터리빙 멀티스레딩만 사용할 수 있다. 동시 멀티스레딩 ( SMT ) : 사이클 하나의 여러 개의 스레드로부터 여러 개의 명령어를 만들어낸다. 이때 프로세서는 슈퍼스칼라여야 한다. 칩 수준 멀티스레딩 ( CMP, 멀티코어 ) : 두 대 이상의 프로세서가 한 칩에 내장되어 있으며 각각은 스레드를 독립적으로 실행한다. 멀티스레딩 / SMT / CMP를 합친 어떠한 것 이들을 구별하는 주 요인은 사이클 하나에 얼마나 많은 명령어를 프로세서가 만들어낼 수 있는지를, 또 명령어들로부터 얼마나 많은 스레드가 나오는지를 살펴보는 것이다. 이를테면 썬 마이크로시스템즈의 울트라스팍 T1 ( 2005
슈퍼스칼라 프로세서에서 스레드 수준의 실행 단계로 제공된다. 동시 멀티 스레딩, 곧 SMT는 두 개의 주요 멀티스레딩 기능 가운데 하나이다. 나머지 하나는 시간적 멀티스레딩 ( temporal multithreading ) 이며 이것은 특정 시간대에 제공된 파이프라인 단계에서 여러 명령어를 지닌 하나의 스레드만 실행할 수 있다. 동시 멀티스레딩에서는 하나 이상의 스레드로부터의 명령어들을 특정 시간대에 제공된 파이프라인 단계에서 실행할 수 있다. 이는 기본 프로세서 구조에 큰 변화를 주지 않아도 이용할 수 있다. : 특별히 요구되는 것으로는 한 사이클 안에서 여러 스레드로부터 명령어를 호출할 수 있는 능력과, 여러 개의 스레드로부터 온 데이터를 보유할 수 있는 더 큰 레지스터 파일이 있다. 동시 스레드의 수는 칩 설계
워싱턴 주립대의 행크 레비 ( Hank Levy ) 와 수잔 에거스 ( Susan Eggers ) 와 협력하여 DEC가 개발하였다. 이 마이크로프로세서는 HP가 DEC를 인수한 컴팩을 인수하기 직전에 알파 계열의 마이크로프로세서가 단종된 뒤로 출시된 적이 없다. 딘 툴센의 작품은 노스우드 ( Northwood ) 와 [UNK] ( Prescott ) 과 같은 하이퍼스레딩 ( HTT ) 버전의 인텔 펜티엄 4 마이크로프로세서를 개발하는 데에도 사용되었다. 현대의 상용 기술로의 도입 [ 편집 ] 인텔 펜티엄 4는 2002년에 3. 06 GHz 모델을 기점으로 출시된 동시 멀티스레딩을 채용한 최초의 현대 데스크톱 프로세서였으며 그 뒤로도 그들의 수많은 프로세서에 도입되었다. 인텔은 이 기술을 하이퍼스레딩 기술
피연산자 포워딩 비순차적 명령어 처리 레지스터 리네이밍 모의 실행 분기 예측 메모리 의존성 예측 하자드 병렬 레벨 비트 비트 직렬 워드 명령어 파이프라이닝 스칼라 슈퍼스칼라 태스크 스레드 프로세스 데이터 벡터 메모리 멀티스레딩 시간적 동시 ( SMT ) ( 하이퍼스레딩 ) SpMT 선점 협력형 클러스터 멀티스레드 ( CMT ) 하드웨어 스카웃 플린 분류 SISD SIMD ( SWAR ) SIMT MISD MIMD SPMD 어드레싱 모드 CPU 성능 초당 명령 수 ( IPS ) 클럭당 명령어 처리 횟수 ( IPC ) 명령어 당 사이클 ( CPI ) 플롭스 ( FLOPS ) 초당 트랜잭션 수 ( TPS ) SUPS 전성비 계산 차수 캐시 성능 측정 및 메트릭 코어 카운트 싱글 코어 프로세서 멀티 코어 매니코어 프로세서 유형 중앙 처리 장치 ( CPU ) GPGPU
에는 MIPS MT라는 SMT 시스템을 갖추고 있다. MIPS MT는 무거운 가상 처리 요소와 가벼운 하드웨어 마이크로스레드를 위하여 제공된다. RMI ( 쿠퍼티노 기반 시작 ) 는 8개의 코어 기반 프로세서 SOC를 제공하는 최초의 MIPS 업체이다. 이 스레드는 각기 다른 스레드가 각 사이클에서 실행할 수 있는 세밀한 모드에서 실행할 수 있다. 이러한 스레드에는 우선 순위를 할당할 수 있다. 2004년 5월에 발표한 IBM 파워5는 듀얼 코어 DCM, 쿼드 코어, 옥타 코어 MCM으로 출시되었으며 각 코어에는 두 개의 스레드 SMT 엔진을 포함하고 있다. IBM이 추가한 이 기능은 이전의 것보다 더 복잡한데, 이를테면 다양한 스레드에 여러 우선 순위를 매길 수 있으며 더 세밀할뿐 아니라
의 캐시 간 트랜잭션 ( 캐시 트래싱 - cache trashing ) 이 일어난다. 멀티프로세서, 멀티코어 설계가 만연하기 전에 작성한 프로그램들은 단일 CPU 시스템이 하나의 캐시에 스스로 늘 일관적이었기 때문에 일반적으로 캐시 접근을 최적화하지 못하였다. 멀티코어 시스템에서 각 CPU나 코어는 일반적으로 저만의 캐시를 갖추고 있으며 시스템 상의 다른 CPU / 코어의 캐시와 상호 연결함으로써 캐시 일관성을 유지한다. 스레드 A가 메모리 위치 [ 00 ] 에 접근하고 스레드 B가 메모리 위치 [ 01 ] 에 접근한다면 특히 현대의 모든 프로세서 기준에서 캐시 라인이 2바이트를 넘어서는 곳에서 캐시 간 트랜잭션이 일어난다. 최신 MIPS 아키텍처 설계에는 MIPS MT라는 SMT 시스템을 갖추고 있다. MIPS MT는 무거운 가상 처리 요소와 가벼운 하드웨어
드로부터 온 데이터를 보유할 수 있는 더 큰 레지스터 파일이 있다. 동시 스레드의 수는 칩 설계자가 결정하지만 칩이 복잡한 까닭으로 현실적으로는 대부분의 SMT에서 최대 두 개까지로 제한을 받는다. 그러나 울트라스팍 T2 ( UltraSPARC T2 ) 와 같은 경우 많으면 8개의 스레드를 코어 하나에서 처리할 수 있는 것이 있기는 하다. 이 기술이 효율성을 위한 해결책인데다가 공유 자원 상에 충돌이 일어나는 정도가 심하다 보니 이러한 해결책에 대한 효력을 측정하거나 이를 준수하는 것이 쉽지는 않을 수 있다. 어떠한 연구가들은 특별한 스레드를 사용하여 캐시와 같은 공유 자원을 적극 공급할 수 있으며 여기에서 다른 단일 스레드의 성능을 높일 수 있다는 사실을 입증
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hput Computing, 처리량 계산 ) 으로 부르고 있다. 나이아가라에는 8개의 코어가 있지만 각 코어에는 하나의 파이프라인만 있으므로 세밀한 멀티스레딩을 사용한다. 여러 개의 스레드로부터의 명령어가 사이클마다 이슈 윈도 ( issue window ) 를 공유하는 SMT와는 달리, 프로세서는 순환 순서 방식을 사용하여 사이클마다 사용 중인 다음 스레드로부터의 명령어를 만들어낸다. 이러한 양상은 배럴 프로세서와 매우 비슷하다. 썬 마이크로시스템즈의 록 프로세서는 이와는 다르며 하나 이상의 파이프라인을 갖춘 더 복잡한 코어를 갖추고 있다. 2008년에 출시한 인텔 아톰은 명령어 재정렬, 추론적 실행 ( speculative execution ), 레지스터 이름 변경을 지원하지 않는, SMT ( 하이퍼스레딩으로 광고 ) 를 채용한 최초
동시 멀티스레딩(Simultaneous multithreading, SMT)은 하드웨어 멀티스레딩을 지원하는 슈퍼스칼라 CPU의 전반적인 효율성을 개선하기 위한 기술이다. SMT는 하나의 실행에 여러 개의 독립 스레드를 허용함으로써 현대의 프로세서 아키텍처가 제공하는 자원을 더 잘 활용할 수 있다.