: 특정한 기능을 수행할 수 있는 주파수의 범위로, 헤르츠 단위로 측정된다. 문맥에 따라 통과대역 대역폭 (passband bandwidth)로 부를 수 있다. 정보이론, 무선 통신, 신호 처리 등 여러 분야에서 중요한 개념으로 다룬다.
( in processor )
:대역폭은 일정한 시간 내에 데이터 연결을 통과할 수 있는 정보량의 척도를 의미한다. 즉, processor에서는 processor가 처리할 수 있는 데이터 양의 한계(maximum)를 의미한다. 이는 processor내부의 data bus, cache등 다양한 하드웨어 요소들의 속도와 효율성에 영향을 받는다.
*** Computer bus : cpu가 처리한 데이터들은 모니터에 출력되거나 메모리에 저장된다. 이러한 행위가 이루어지기 위해서는 데이터들이 각 component끼리 통신이 가능해야한다. 이러한 통신을 가능하게 해준 subsystem이 바로 computer bus이다. 즉, 버스는 데이터를 통신할 수 있게 해주는 시스템이다.
*** system bus //전체 하드웨어 간 통신 : cpu, 메모리 및 다른 하드웨어 간의 통신을 담당하는 버스이다. 컴퓨터의 components 간 제어 신호, 메모리 주소 및 데이터를 전송하는 것을 담당한다.
- data bus //데이터 전송 담당 버스 : cpu,메모리, 입출력 장치 및 다른 하드웨어 장치 간 데이터 전송을 전용으로 수행하는 system bus의 하위 집합이다. data bus의 너비는 한 번에 전송할 수 있는 데이터 양을 결정한다.
( memory bus는 data bus의 일부이며, cpu가 메모리와 통신하기 위한 주요 버스이다. )
data bus의 단위
: Processor에서의 data bus의 단위는 일반적으로 bit단위로 측정된다. data bus를 통해 전송되는 data는 이진수 형태의 bit단위로 표현된다.
data bus의 폭은 data bus가 한 번에 전송할 수 있는 비트 수를 의미한다. 예로, 32bits 시스템에서는 한 번에 32bits의 데이터를 처리할 수 있다. 비트 수가 더 많은 데이터 버스는 더 많은 데이터를 한 번에 전송할 수 있기 때문에 더 높은 대역폭(bandwidth)를 갖는다.
또한, processor의 캐시 메모리(cache memory)와 메모리 버스 속도도 bandwidth에 영향을 미친다.
cache memory는 processor 내부에 위치하여 빠른 속도로 데이터에 접근할 수 있으므로, 캐시 메모리의 크기와 속도는 processor의 처리 속도에 직접적인 영향을 미친다.
메모리 버스는 메모리와 프로세서 사이에서 데이터를 전송하는 역할을 한다. 따라서 메모리 버스의 bandwidth가 높을수록 processor는 더 많은 양의 데이터를 더 빠르게 처리할 수 있다.
*** cache memory : 주기억 장치 (RAM)와 cpu 사이의 속도 차이를 극복하고, cpu가 데이터를 처리할 때 필요한 정보를 미리 저장하는 고속의 메모리이다. 일반적으로 캐시 메모리는 cpu 칩 내부에 직접적으로 내장이 되어있으며, 처리가 빠르다.
cache memory는 data와 instructions을 저장한다. cpu는 먼저 cache memory에서 data를 검색하고 cache memory에 data가 있을 경우, cpu는 주기억장치에 액세스 하지 않아도 되므로, 데이터 접근 시간을 크게 줄일 수 있다. cpu가 cache memory에서 검색했는데, cache memory에 찾고자하는 data가 없으면, cpu는 주기억장치에서 데이터를 가져와서 cache memory에 저장해두고 이후에 검색하여 사용한다.
cache memory는 크기와 속도에 따라 여러 계층으로 나뉘어진다.
가장 빠른 속도를 가진 Level1 (L1) cache memroy는 cpu에 가장 가까운 위치에 있으며 대게 몇 십KB에서 몇 백 KB의 용량을 가지고 있다.
그 다음으로는 L2,L3가 있다. 이들은 메모리 용량이 더 크지만, 처리 속도는 L1 cache memory보다 느리다.
cache memory의 효율적인 사용은 processor의 성능을 크게 향상시키는 요인 중 하나이다.
따라서, Processor의 bandwidth는 다양한 하드웨어 요소들의 성능에 따라 결정되며, 이는 processor의 성능과 함께 시스템 전체적인 성능에도 영향을 미친다.
디시설 팀별 발표 주제 추천
- bandwidth를 결정짓는 하드웨어적 요소들 정리해보기
- cache(latency에도 연관 有) ,bus 설명하기
(정리) Bandwidth와 Data bus 관계
: Processor의 Bandwidth는 일정 시간 내에 처리할 수 있는 데이터 양을 나타내는 지표이며, data bus는 이러한 데이터 전송을 가능하게 하는 데 사용되는 경로이다.
데이터 버스의 폭(width)가 넓을 수록, 즉 한 번에 전송할 수 있는 데이터의 양이 많을 수록 Processor의 Bandwidth는 높아진다.
예를 들어, 32bits data bus를 갖는 Processor는 한 번에 32bits의 데이터를 전송할 수 있으며, 이러한 Processor는 초당 최대 4GB의 데이터를 처리할 수 있습니다.
따라서, Processor의 bandwidth를 최적화하고 높이기 위해서는 데이터 버스의 폭을 적절하게 선택하는 것이 중요하다. data bus의 width를 늘리면 Processor의 bandwidth가 향상되므로, 대역폭이 높은 데이터 버스를 사용하는 것이 성능 향상에 큰 도움이 된다.
