다중 처리 : 구성 요소, 유형, 요구 사항, 장점 - 과학 기술 - 2026

멀티 컴퓨터에 적용은, 물리적으로 하나 개 이상의 프로세서보다 컴퓨터의 동작의 한 형태이다. 목표는 프로그램의 다른 부분을 동시에 실행하는 것입니다.

이러한 다중 중앙 처리 장치 (CPU)는 컴퓨터의 버스, 메모리 및 기타 주변 장치를 공유하면서 긴밀하게 통신합니다. 여러 프로세서를 사용할 수 있으므로 여러 프로세스를 동시에 실행할 수 있습니다.

출처 : Khazadum

다중 처리는 동시에 실행되는 프로세스 수가 아니라 CPU 장치 수를 더 많이 나타냅니다. 하드웨어가 둘 이상의 프로세서를 제공하는 경우 다중 처리입니다. 여러 프로세서의 컴퓨팅 성능을 활용하는 것은 시스템의 능력입니다.

다중 처리 시스템은 많은 양의 데이터를 처리 할 수있을만큼 충분히 빠른 속도를 원할 때 매우 유용합니다. 이러한 시스템은 주로 일기 예보, 위성 제어 등과 같은 애플리케이션에 사용됩니다.

이러한 유형의 다중 처리 시스템은 개인용 컴퓨터에 포함되도록 비용을 줄이기 전에 대형 컴퓨터 또는 메인 프레임에 처음 등장했습니다.

다중 처리 란 무엇입니까?

다중 처리 시스템의 지원으로 여러 프로세스를 병렬로 실행할 수 있습니다.

Pr1, Pr2, Pr3 및 Pr4 프로세스가 실행을 기다리고 있다고 가정합니다. 단일 프로세서 시스템에서는 한 프로세스가 먼저 실행되고 다음 프로세스가 실행되고 다른 프로세스가 실행됩니다.

그러나 다중 처리를 사용하면 각 프로세스를 특정 CPU로 설정하여 처리 할 수 ​​있습니다.

프로세서가 2 개인 듀얼 코어 프로세서 인 경우 두 개의 프로세스를 동시에 실행할 수 있으므로 두 배 빠른 속도가됩니다. 마찬가지로 쿼드 코어 프로세서는 단일 프로세서보다 4 배 더 빠릅니다.

특정 기능이 각 프로세서에 의해 수행되도록 지정되면 작업을 실행하고 명령 세트를 다음 프로세서에 전달하고 새로운 명령 세트 작업을 시작할 수 있습니다.

예를 들어, 더 큰 프로세서는 "슬레이브"프로세서를 사용하여 메모리 관리와 같은 다양한 정리 작업을 수행 할 수 있습니다.

마찬가지로 데이터 통신, 메모리 저장 또는 산술 기능을 관리하는 데 서로 다른 프로세서를 사용할 수 있습니다.

다중 처리와 다중 프로그래밍의 차이점

시스템은 물리적으로 둘 이상의 프로세서를 사용하여 다중 처리되며 여러 프로세스가 동시에 실행되는 경우 다중 프로그래밍이 될 수 있습니다.

따라서 다중 처리와 다중 처리의 차이점은 다중 처리는 여러 프로세서에서 동시에 여러 프로세스를 실행하는 반면 다중 처리는 여러 프로그램을 주 메모리에 유지하고 단일 CPU를 통해 동시에 실행한다는 것입니다.

즉, 다중 처리는 병렬 처리를 통해 발생하고 다중 프로그래밍은 단일 CPU가 한 프로세스에서 다른 프로세스로 전환 할 때 발생합니다.

요구 사항

다중 처리 시스템을 효과적으로 사용하려면 컴퓨터 시스템에 다음이 있어야합니다.

프로세서 지원

다중 처리 시스템에서 사용할 수있는 프로세서 세트가 있어야합니다.

마더 보드 브래킷

여러 프로세서를 포함하고 처리 할 수있는 마더 보드입니다. 이것은 추가 된 칩을위한 추가 소켓 또는 슬롯을 의미합니다.

운영 체제 지원

전체 다중 처리 작업은 시스템의 다양한 프로세서에서 수행 할 여러 작업을 할당하는 운영 체제에 의해 관리됩니다.

다중 처리에 사용하도록 설계된 응용 프로그램은 스티칭 (stitched)이라고합니다. 즉, 독립적으로 실행할 수있는 더 작은 루틴으로 나뉩니다.

이를 통해 운영 체제는 이러한 스레드가 둘 이상의 프로세서에서 동시에 실행되도록하여 다중 처리 및 더 나은 성능을 제공합니다.

다중 처리 유형

대칭 적 다중 처리

이러한 유형의 다중 처리에서 모든 프로세서는 동일한 수준의 상호 관계를 갖습니다. 즉, 프로세서간에 마스터-슬레이브 관계가 없습니다.

각 프로세서에는 동일한 운영 체제의 복사본이 포함되어 있기 때문에 모든 프로세서는 서로 통신합니다.

대칭 멀티 프로세싱 시스템의 예로는 Multimax 컴퓨터 용 Unix의 Encore 버전이 있습니다.

비대칭 다중 처리

이러한 유형의 다중 처리에는 다른 모든 프로세서에 명령을 제공하는 마스터 프로세서가 있으며 각 프로세서에 이전에 정의 된 작업을 할당합니다. 이것은 프로세서 간의 마스터-슬레이브 관계를 유지하는 가장 경제적 인 옵션입니다.

이러한 유형의 다중 처리는 대칭 다중 프로세서가 도입 될 때까지만 존재했습니다.

이점

생산성 향상

다중 처리를 사용하면 훨씬 짧은 시간에 더 많은 작업을 완료 할 수 있습니다.

여러 프로세서가 함께 작동하면 단위 시간당 실행되는 프로세스 수가 증가하여 시스템 성능이 향상됩니다.

더 높은 신뢰성

프로세서가 실패하면 다중 처리가 더 안정적인 것으로 판명됩니다.이 상황에서는 시스템이 느려지지만 충돌하지는 않기 때문입니다. 실패에도 불구하고 계속 작동하는이 기능을 정상 저하라고합니다.

예를 들어, 총 5 개의 프로세서 중 하나가 실패하면 작업은 실패하지 않지만 나머지 4 개의 프로세서는 실패한 프로세서의 작업을 공유합니다. 따라서 시스템이 완전히 충돌하는 대신 20 % 느리게 실행됩니다.

돈을 절약

이러한 시스템은 프로세서가 전원 공급 장치, 주변 장치 및 기타 장치를 공유 할 수 있기 때문에 단일 프로세서 시스템에 비해 장기적으로 비용을 절감 할 수 있습니다.

데이터를 공유하는 여러 프로세스가있는 경우 해당 데이터의 여러 복사본이있는 다른 컴퓨터 시스템을 사용하는 것보다 데이터를 공유하도록 다중 처리 시스템에서 프로그래밍하는 것이 좋습니다.

단점

더 높은 구매 비용

다중 처리 시스템은 여러 컴퓨터 시스템을 사용하는 것보다 장기적으로 저렴하지만 여전히 상당히 비쌉니다.

다중 프로세서 시스템보다 단일 프로세서로 간단한 시스템을 구입하는 것이 훨씬 저렴합니다.

복잡한 운영 체제

다중 처리 시스템에는 더 복잡한 운영 체제가 필요합니다.

이는 메모리, 장치 등을 공유하는 여러 프로세서가 있기 때문입니다. 프로세스에 자원을 분배하는 것은 프로세서가 하나 뿐인 경우보다 더 복잡합니다.

많은 양의 메모리가 필요합니다.

다중 처리 시스템의 모든 프로세서는 주 메모리를 공유합니다. 따라서 단일 프로세서 시스템에 비해 훨씬 더 큰 메모리 풀이 필요합니다.

참고 문헌

1. Dinesh Thakur (2019). 정의 다중 프로세서 운영 체제. Ecomputer Notes 발췌 : ecomputernotes.com.
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