[컴퓨터구조] SPEC CPU Benchmark + 전력 장벽
SPEC CPU Benchmark
: Programs used to measure performance
사용자의 실제 작업부하에 대한 성능을 잘 반영할 것으로 생각되는 프로그램들로 구성된 작업부하
SPECratio: 기준 프로세서의 실행시간을 측정하려는 컴퓨터의 실행시간으로 나누어 실행시간 정규화한 결과
SPECratio가 클수록 성능이 더 좋은 컴퓨터! -> 시간의 역수
Aggregating Performance Ratios
: Use the geometric mean to aggregate the ratios
이 형님 어마무시하게 생기심 ㄷ ㄷ
식은 무섭게 생겼지만 교수님께서 주신 예시를 보면서 Arithmetic mean과 비교하면 좀 수월하다.
| Computer 1 execution time |
Computer 2 execution time |
Computer 2 is x times faster than Computer 1 |
Computer 1 is x times faster than Computer 2 |
|
| Program 1 | 3 | 1 | 3 | 1 / 3 |
| Program 2 | 3 | 2 | 3 / 2 | 2 / 3 |
| Arithmetic mean | 9 / 4 | 1 / 2 | ||
| Geometric mean | √9 / 2 | √2 / 9 | ||
Program 1의 경우 computer 2는 1보다 3배 빠르다.
Program 2 역시 computer 2는 1보다 3 / 2배 빠르다.
이를 arithmetic mean으로 계산하면 (3 + 3 / 2) x 1 / 2 = 9 / 2 x 1 / 2 = 9 / 4로 나타낼 수 있다.
한편, 이를 geometric mean으로 계산하면 √(3 x 3 / 2)로 나타낼 수 있다.
여기서는 program이 2개라 그냥 루트를 사용했지만 3개의 경우는 3√(값), 4개의 경우는 4√(값) 이런식으로 표현하면 된다.
computer 2 is x times faster~과 computer 1 is x times faster~ 표를 비교해봤을 때
arithmetic mean 계산 값은 같지 않지만, geometric mean 계산 값은 서로 같다는 것을 확인할 수 있다.
앞서 언급했듯이 SPECratio는 클수록 성능이 더 좋은 컴퓨터를 의미한다.
<The Power Wall (전력 장벽)>
To increase performance of CPU, CPU will draw large amount of electrical power.
클럭 속도와 소비 전력은 수십년간 빠르게 증가하다 최근에 주춤해졌다. 상용 마이크로프로세서의 냉각 문제 때문에 실제로 사용할 수 있는 전력이 한계에 도달하였기 때문이다.
Power ∝ capacitive load x Voltage^2 x Frequency
-> use multiprocessors instead of making a single CPU fast
<Amdahl's Law>
: 어떤 개선책으로부터 얻을 수 있는 성능의 증가는 개선된 부분이 얼마나 많이 사용되느냐에 따라 제한된다는 법칙
T(improved) = T(affected) / improvement factor + T(unaffected)
Corollary: make the common case fast