Pipeline 의 표현 IF, ID, EX, MEM, WB 다섯개 stage를 위 그림과 같이 표현해보자.이제 모든 명령어는 5개 단계를 거쳐야 실행되며, 만약 각 단계를 처리하는데 1cycle이 소모된다면, 총 5사이클을 필요로 한다.얼핏보면 안좋은 것 같지만, 이렇게 하면 1 cycle의 주기를 짧게 가져갈 수 있고, 2번째 명령어부터는 1 cycle만에 명령어를 실행할 수 있기 때문에 전체적인 throughput은 매우 크게 향상된다. 이때 왼쪽 반을 색칠한 것은 '그 단계에서 전반부에 데이터를 쓰는 행위를 한다' 라는 것을 의미한다.반면 오른쪽 반을 색칠한 것은 '그 단계에서 후반부에 데이터를 읽는 행위를 한다' 라는 것을 의미한다.다 색칠한 경우에는 색칠한 자원을 사용하고 있다는 의미이다. 위..
지금까지 이전 글에서 설계했던 Single Cycle MIPS는 상대적으로 디자인하기는 쉽지만, 성능을 원하는만큼 끌어올리는데 한계가 있다.구체적으로는 Critical Path가 만들어내는 딜레이보다 주기를 짧게 가져갈 수는 없다.그렇다면 어떻게 해야 CPU의 성능을 더 끌어올릴 수 있을까? 제일 직관적인 방법 중 하나는 마이크로 아키텍쳐는 그대로 두고, 아키텍처를 구성하는 트랜지스터의 공정을 개선해서 성능을 끌어올리는 방법이 있다.하지만 이 방법도 결국에는 한계가 있다.트랜지스터가 작아지면 작아질수록 전자의 지름에 가까워지는데, 반도체의 크기를 전자의 지름보다 작게할 순 없기 때문이다. (반도체도 결국 전류의 흐름 == 전자의 이동에 의한 소자이기 때문이다.)따라서 한번 공정이 아닌 아키텍처 개선을 통..
Computer Vision컴퓨터 비전은 컴퓨터를 이용하여 시각 기능을 갖는 기계 장치를 만드는 기술 분야를 통칭한다.자율 주행, 수술 로봇, 행성 탐사, 군사 등 다양한 분야에 사용된다. 컴퓨터 비전이 해결하려는 문제는 크게 2가지가 있다. 1. 사람의 시각에 준하는 인공 시각을 만든다. (제약이 없는 상황 (이미지) 를 인식한다.)과학적으로 접근하여 사람 시각의 원리를 밝혀내고 컴퓨터로 모방하려고 한다.뇌 과학의 주요 관심사이며, (지식 표현, 학습, 추론, 창작) 과 같은 인공 지능이 필수적이다. 문제는 사람이 당연하게 2D로 들어오는 시각정보를 보고 3D를 판단하는 것을 기계가 할 수 있게 하는 것이 어렵다.2D 이미지로부터 3D 정보를 추론하는 것을 '역 문제' (Inverse Problem) ..
https://www.acmicpc.net/problem/1661 문제 분류를 봐도 아이디어를 떠올리기 힘들었던 문제분류를 보기 전까지는 자연스럽게 그리디가 계속 떠올랐다. 우선 N이 작기때문에 뭔가 다 해보면 될 것 같다는 생각은 든다.그런데 어떻게 다 해봐야할 지 감이 잘 안온다.이 문제를 풀 때는 한번 예제 입력 1번에 해당하는 케이스를 다 써보면 풀이를 떠올릴 수 있다. 예제 입력에 1번에 있는 물건 3개에 대해서 각각을 사는지 안사는지 경우의 수를 모두 따지면 이렇게 8가지가 나온다.이를 직접 손으로 다 쓰다보면 규칙이 보인다. 어쨌든 할인율은 결국 1, 2, 3 프로중 하나밖에 없다.그리고 최종 할인되는 가격은 어떤 물건을 먼저 사느냐에 상관없이 항상 기존 가격 * 각각의 할인율들의 곱으로 표..
요구사항에 맞게 구현하면 되는 문제오랜만에 풀어서 그런지 꽤 어려웠다.. 윷놀이 문제처럼 말을 이동하다가 다른 말을 만나면 쌓아야 하는데, 말을 쌓더라도 자신이 갖고있는 방향은 바뀌면 안된다. class Unit: def __init__(self, number, row, col, direction): self.number = number self.row = row self.col = col self.direction = direction def check_next(self): if self.direction == RIGHT: return self.row, self.col + 1 if self.dire..
Critical Path (임계 경로)Single Cycle MIPS 는 말 그대로 하나의 사이클에 모든 명령어를 처리하는 CPU이다.add 명령어도, branch 명령어도, lw, sw 명령어도 모두 1Cycle에 처리한다. 이때 이 CPU의 성능을 빠르게 하려면 어떻게 할 수 있을까?간단하게 생각할 수 있는 것은 1 Cycle의 주기를 짧게 가져가는 것이다. (주파수를 높이기)그렇다면 단순히 주파수를 높이기만하면 성능도 그에 따라서 높아지기만 할까? 사실은 그렇지않다.왜냐하면 Clock Cycle Time은 Critical Path에 의해 제약을 받기 때문이다.(Critical Path == 명령어를 실행하는데 가장 긴 시간이 걸리는 경로) 현재 설계한 MIPS 회로에서 Critical Path 를 ..
Control Unit Single Cycle MIPS 에서 Control Unit은 위와 같은 구조로 되어있다.fetch한 명령어에서 Opcode를 가져와서 해석하는 Main Decoder, Funct 를 가져와서 해석하는 ALU Decoder로 구성된다.(사실 구분하지 않고 한번에 만들도록 구현할 수도 있지만, 이렇게 분리해서 구현할 수도 있다.) Opcode 를 가져오면 이를 통해 가져온 명령어의 타입이 R, I, J 중에 어떤 타입인지 알 수 있다.만약 가져온 명령어의 타입이 R 타입이 아니라면 Funct 필드로서 가져온 데이터는 무시한다. 먼저 Main Decoder가 내보내는 컨트롤 신호의 종류를 복습해보자. 1. MemToReg연산한 결과를 메모리에 쓸 지, 레지스터에 쓸 지 결정하는 플래그..
TCP connection managementTCP를 이용해서 데이터를 주고 받으려면, 그 전에 먼저 sender와 receiver 사이에 'handshake'가 필요하다.연결 설정하는 것에 서로 동의하고, 어떤 seq 넘버를 시작점으로해서 데이터를 주고 받을 지 서로에게 알리는 과정을 거치는 것이다. UDP는 이 과정이 필요없다. 내가 보내고 싶으면 상대방이 준비되어 있는지 확인하지 않고 그냥 보내면 된다.하지만 TCP는 신뢰성을 보장해야 하기 때문에 연결을 설정하는 과정을 사전에 거쳐야 한다. 사전에 협의하는 내용은 구체적으로 아래와 같다. 1. 서로의 IP, port 번호, TCP 소켓 여부를 확인한다.2. 데이터를 보낼 때 시작할 initial Seq Number (항상 0으로 시작하는게 아니라 ..
Flow Control세그먼트의 흐름을 제어하는 것1:1 상황에서 자신의 윈도우가 넘치지 않을 정도로만 세그먼트를 보내도록 리시버가 남은 버퍼의 크기를 센더에게 알려주는 것을 '흐름 제어' 라고 한다.센더는 리시버로부터 여유 공간에 맞게 추가 데이터를 보냄으로써 리시버의 버퍼가 넘치지 않도록한다. 위 그림은 리시버의 프로토콜 스택을 보여준다.sender가 보낸 데이터는 IP 헤더 (녹색) 이 붙은 채로 3계층 (네트워크 계층) 을 지나고,3계층에서 TCP로 payload를 넘겨줄 것이다. 이 payload 데이터는 TCP 소켓의 receiver buffer에 담겨있다가, 어플리케이션이 데이터를 읽어가면 그때 버퍼에서 데이터를 삭제한다. 그런데 만약 어플리케이션이 다른 로직을 수행하느라 바빠서 데이터를..
TCP 개요TCP 는 RFC 793 에서 처음 제시된 프로토콜로, 아래와 같은 특징을 가진다. 1. point - to - point 프로토콜TCP는 하나의 sender 와 하나의 receiver 사이에 일어나는 통신에 대한 프로토콜이다.(참고로 1:1 이 아닌 통신으로는 브로드캐스트(1:N, 모두가 수신하도록 전송하는 방법)와 멀티캐스트(특정 그룹만 수신하도록 전송하는 방법)가 있다.) 2. 신뢰성 제공, 정해진 순서에 따른 byte stream 제공byte stream을 제공한다는 의미는 어플리케이션이 보낸 메세지 단위로 데이터를 전송하지 않는다는 의미이다.여러 메세지에 대해서 메세지 단위로 구분해서 데이터를 보내주지 않고, 정해진 byte 단위로 구분해서 전송하므로, 어플리케이션이 생성한 메세지의 ..
