1.3 컴퓨터 시스템 구조

Single Processor 시스템 

한 개의 processor를 사용하는 시스템

Processor는 general purpose CPU를 의미함

 

대부분의 시스템은 special purpose processor도 갖고 있음

Disk,Keyboard, graphics controller 등이 자체의 device-specific 프로세서를 내장하고 잇음

 

Multiprocessor 시스템

두 개 이상의 processor를 사용하는 시스템

Processor들은 bus, memory, peripheral을 공유 -> tightly coupled system

 

장점 :

throughput (단위시간당 처리량) 증가 : N개 프로세서에 대해서 N배보다는 작음

비용 절약 : 처리기가 주변 장치, 대용량 저장 장치, 전원 공급 장치를 공유 하기 때문

신뢰성 증가 : 기능이 여러 처리기에 적절히 분산된다면, 한 처리기가 고장나도 시스템이 정지하지 않음

 

Multiprocessor 시스템의 두가지 형태 :

Symmetric multiprocessing (SMP) 대칭적 다중 처리

- 각 프로세서가 모든 task들(사용자와 운영체제 포함)을 수행

Asymmetric multiprocessing 비 대칭적 다중 처리

- 각 프로세서에 특정 작업이 부여되고, 마스터 프로세서가 전체 시스템을 제어

 

Multi-core Processor

단일 칩에 여러 개의 core를 포함한 프로세서

Core : Instruction을 수행하는 기본 연산 처리 장치

현재의 Multiprocessor 시스템 정의에 multicore 시스템이 포함됨

NUMA (Non-uniform memory access) 시스템

Multiprocessor 시스템은 CPU 개수 증가에 한계가 있음

-> (Bus bottleneck - CPU가 증가하지만 공유하는 메모리는 변함없으므로 병목현상이 생기기 때문)

대안 -> NUMA 시스템

CPU와 자신의 local memory로 구성되는 node들을 shared system interconnect로 연결하여 구성

모든 node는 단일 physical address space를 공유함

Clustered Systems

클러스터형 시스템 : 여러 개의 시스템이 네트워크로 연결되어 함게 계산작업을 수행함 -> loosely coupled system

LAN 또는 faster interconnection (ex: infiniBand)로 연결됨

고가용성(high-availability) 서비스 제공 (클러스터 내 하나 이상의 컴퓨터 시스템이 고장나도 서비스는 계속 제공됨)

high-performance computing(HPC에 사용 가능 : 병렬 실행

Storage를 storage-area network (SAN)과 같은 전용 네트워크로 연결하여 공유하기도 함