PC나 스마트폰의 처리속도를 하드웨어 업그레이드 없이 약 2배, 소비전력은 절반으로 하는 방법을 과학자가 고안

일반적으로 컴퓨터의 처리성능을 높이려면 하드웨어 자체를 업그레이드하거나 컴퓨터의 운영환경을 개선해야 합니다. 캘리포니아대학 리버사이드교의 연구자들은 스마트폰이나 노트북에 탑재된 기존 하드웨어를 변경하지 않고 컴퓨터의 처리속도를 2배로 향상시키는 새로운 실행모델을 고안했습니다.

Method identified to double computer processing speeds | UCR News | UC Riverside
https://news.ucr.edu/articles/2024/02/21/method-identified-double-computer-processing-speeds

Method identified to double computer processing speeds

Radical New Discovery Could Double The Speed of Existing Computers : ScienceAlert
https://www.sciencealert.com/radical-new-discovery-could-double-the-speed-of-existing-computers

Radical New Discovery Could Double The Speed of Existing Computers

현대의 컴퓨터 장치는 일반적인 처리를 수행하는 CPU 외에도 주로 그래픽 처리를 담당하는 GPU나 기계학습용의 텐서 프로세싱 유닛(TPU) 등 복수의 프로세서나 하드웨어 가속기가 탑재되는 경우가 많아 실질적으로 이기종 혼재환경(Heterogeneous)에 있다고 볼 수 있습니다.

전통적인 프로그래밍 모델은 각 코드영역에서 가장 효율적인 처리유닛만을 사용하는 데 중점을 둡니다. 스프레드시트 프로그램을 실행하는 코드와 생성AI 텍스트봇을 실행하는 코드는 같은 방식으로 처리되지 않습니다. 그러나 특정 프로세서로 태스크를 개별적으로 처리하는 방법에서는 어느 처리를 하고 나서 다음의 처리유닛에 정보를 옮길 때에 병목이 발생한다는 것.

그래서 캘리포니아대학 리버사이드교의 전기컴퓨터공학 준교수인 Hung-Wei Tseng 씨는 Heterogeneous한 컴퓨터의 강점을 최대한으로 살리기 위해 복수의 프로세서로 동시에 병렬 태스크를 실행하는 실행모델인 'simultaneous and heterogenous multithreading, SHMT)'를 고안했습니다.

SHMT는 종래의 모델과는 대조적으로 동일한 코드영역에 대해 이종 타입의 처리유닛을 동시에 사용할 수 있다고 합니다. 또한 SHMT는 코드의 병렬실행을 용이하게 하기 위한 추상화와 런타임 시스템을 제공한다고 합니다.

Tseng 씨는 SHMT를 테스트하기 위해 ARM Cortex-A57 CPU, NVIDIA GPU, Google Edge TPU를 포함한 컴퓨터 시스템에서 샘플 코드를 실행했습니다. 그 결과 SHMT에 의해 샘플 코드의 실행속도가 약 1.96배, 에너지 소비량도 51% 삭감할 수 있었다고 합니다.

기존의 처리 컴포넌트를 동시에 사용하면 하드웨어 비용을 절감할 뿐만 아니라 에너지 소비로 인한 이산화탄소 배출량도 줄일 수 있습니다. Tseng 씨는 "이미 프로세서를 가지고 있다면 새 프로세서를 추가할 필요가 없다"고 주장했습니다.

SHMT는 아직 테스트 단계이며 제안된 시스템을 스마트폰이나 스마트와치로 곧바로 도입할 수 있는 것은 아니라고 합니다.