아침 스터디 29 - 빠른 CPU 설계기법 (스레드)

2025.12.15일 월요일

빠른 CPU 설계기법 (스레드)

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스레드란?

 

실행 흐름의 최소 단위
하나의 프로그램 안에서 작업을 나누어 동시에 처리하기 위해 사용된다.
스레드는 크게 하드웨어 스레드와 소프트웨어 스레드로 나뉜다.

 

하드웨어 스레드(Hardware Thread)

 

하나의 코어가 동시에 처리할 수 있는 명령어 흐름 단위
논리 프로세서(Logical Processor) 라고도 부른다.
멀티스레드 CPU란, 한 코어가 여러 하드웨어 스레드를 지원하는 CPU를 의미한다.

예시
2코어 4스레드 CPU
코어당 2개의 스레드
8코어 16스레드 CPU
코어당 2개의 명령 흐름을 동시에 처리 가능

👉 즉, 코어 수 × 스레드 수만큼 병렬 처리 여지가 생긴다.

 

소프트웨어 스레드(Software Thread)

하나의 프로그램 안에서 독립적으로 실행되는 작업 단위
동시에 여러 기능을 처리하기 위해 사용된다.

예시
입력받은 내용을 화면에 출력하는 기능
맞춤법 검사 기능
자동 저장 기능
이처럼 동시에 처리해야 할 작업들을 각각 독립적인 스레드로 나눈다.

 

하드웨어 스레드 vs 소프트웨어 스레드

하드웨어 스레드: CPU가 물리적으로(또는 논리적으로) 동시에 실행 가능한 개수
소프트웨어 스레드: 프로그램이 논리적으로 만들어내는 실행 흐름

👉 1코어 1스레드 CPU에서도 여러 소프트웨어 스레드를 만들 수 있지만,
실제로는 번갈아 실행되며 동시에 실행되는 것처럼 보일 뿐이다.

 

멀티스레드 CPU의 내부 구조 개념

멀티스레드 프로세서를 설계하는 것은 매우 복잡하지만 핵심은 레지스터에 있다.
하나의 명령을 실행하기 위해 필요한 레지스터들을 묶어 레지스터 세트(Register Set) 로 구성한다.
스레드마다 독립적인 레지스터 세트를 갖게 함으로써 한 코어가 여러 스레드를 빠르게 전환·처리할 수 있다.

=>하드웨어 스레드는 CPU의 처리 능력, 소프트웨어 스레드는 프로그램의 실행 흐름을 나누는 개념이다.