0) 개념

• 처리를 여러개로 나눠서 하면 부하가 줄어든다
• 전통적으로 여러 개의 물리적 프로세서를 제공하는 것을 ‘다중 처리기’ 라고 한다.
• 종류
  • 다중 코어 CPU (+하드웨어 스레딩 ⇒ 칩 다중 스레딩)
  • 다중 스레드 코어 (Intel 의 하이퍼 스레딩)
  • NUMA 시스템
  • 이기종 다중 처리

1) 다중 처리기에 대한 접근 방법

• 비대칭 다중 처리기

  • 모든 처리를 수행하는 하나의 마스터 서버와 사용자의 코드만을 수행하는 서버들을 놓는 것
  • 마스터 서버가 전체 시스템의 성능을 좌우한다.

• 대칭 다중 처리기 (symmentric multi-processing, SMP)

  • 각 프로세서가 스스로 스케줄링을 할 수 있는 것
  • 준비 큐의 구조
    • 공동 큐 구조 : 공통된 큐에 프로세스들을 놓고 프로세서들을 같이 처리하는 방식
    • 여러 큐가 존재하는 구조
      • 각각의 프로세서에 프로세스를 할당할 수 있음
      • 각 큐들을 스케줄링과 부하 분산을 하는 알고리즘이 존재

2) 다중 코어 프로세서

• 다수의 물리 처리기, 혹은 하나의 칩 하드웨어에 여러개의 처리 코어를 장착한 것들

• 운영체제 관점에서는 여러개의 코어가 CPU처럼 보인다

• 메모리 스톨 (memory stall)

  • 최신의 프로세스의 처리 속도를 메모리가 따라가지 못하는 것
  • 이로 인해 CPU가 노는 시간이 늘어난다

• 하드웨어 스레드
  • 메모리 스톨을 방지하기 위한 방법 중 하나
  • 두 개의 스레드 큐를 두어 메모리 스톨 동안 다른 프로세스를 수해하는 것

• 칩 다중 스레딩
  • 물리적 칩 하나의 여러 코어들 안에 하드웨어 스레드 방식을 사용하는 것
  • 처리기관점
    • CPU : 1개
    • 코어 : 4개
    • 각 하드웨어 스레드 : 2개
  • 운영체제 관점
    • 논리적으로 수행하는 CPU : 8개
  • Intel에서는 하나의 물리적 칩 하나의 코어에 다수의 하드웨어 스레드를 넣는 하이퍼-스레딩 방식을 사용한다.

• 물리적 코어의 하드웨어 스레드간 메모리는 공유되어야 한다. → 하나의 처리코어는 하나의 처리 즉, 하나의 하드웨어 스레드만 처리가 가능하다.
  • (하드웨어 스레드가 2개라 가정) 두 개의 하드웨어 스레드는 각자의 스케줄링이 필요하다.
    • 1 단계 : 운영체제가 각 하드웨어 스레드에게 소프트웨어 스레드를 선택시 결정해야하는 스케줄링 결정
    • 2 단계 : 각 코어가 실행할 하드웨어 스레드를 결정하는 방법 명시 → 코어에서 하드웨어 스레드를 어떻게 번갈아가며 쓸지 구상

3) 부하 균등화

• 다중 처리기의 SMP특성 상 하나의 프로세서에 쏠리는 병목현상을 막기위해 부하 균등화는 필수다
• Push 이주 : 프로세서에 부하가 가해져 다른 프로세서에 프로세스를 부가
• Pull 이주 : 프로세서가 놀아서 다른 프로세서로부터 프로세스를 가져오는 것

4) 처리기 선호도