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RISC-V어셈블리어와 기계어의 관계 표 번역 과정 1단계 : 16진수의 2진수로의 변환 (기계어를 2진수로 쓰면 너무 길어지기 때문에 4비트를 한 글자만으로 표현할 수 있는 16진수를 쓴다) 예 : 00578833 = 0000 0000 0101 0111 1000 0011 0011 2단계 : 이진수를 해석하는 방식을 맨 오른쪽 7비트 (=opcode)로 결정 예 : 011 0011 = R-type 3단계 : 결정한 해석 방식에 맞게 해석 예 : (아래 사진) (참고용 : 아래는 모든 해석 방식)

32비트 크기의 상수를 만드는 법 RISC-V는 한 명령어당 최대 32비트까지만 쓸 수 있게 설계 되어있고 그 중 상수를 표현하는 파트인 immediate는 12비트까지만 쓸 수 있다 이것을 극복해서 32비트 꽉 채워서 상수를 만드는 방법은 두 이진수 문장을 합치는 것이다. 아래가 예시다. 목표 x19에 00000000000000000000000000000000 00000000001111010000010100000000 넣기 1단계 lui는 상수를 기존 11 ~ 0비트가 아니라 레지스터의 31~12비트에 넣는 함수이다 그리고, 넣을 0000 0000 0011 1101 0000은 십진수 976과 같아서 lui x19, 976를 쓴다. 따라서 현재 x19 = 000000000000000000000000000..

문자 구현의 원리 컴퓨터가 레지스터로 문자를 표현하는 방식은 언어처럼 특정 십진수와 특정 문자가 같다고 약속으로 정해두고 그렇게 인식하도록 CPU를 설계하는 것이다. 그것에 대한 규약이 ASCII(American Standard Code for Information Inter-change) 문자열 구현의 원리 문자 데이터 모아서 문자열을 만드는데, 컴퓨터가 어디까지가 문자로 처리할 지를 결정하도록 하기 위해 문자열의 길이에 대한 정보도 같이 써야한다. 이때 쓰는 방식은 다음 3가지로 나뉜다. 1. 문자열의 맨 앞에 길이를 표시 (JAVA) 2. 구조체처럼 같이 사용되는 변수가 그 길이를 표현 하도록 하기 3. 마지막에 문자열의 끝을 표시하는 특수문자를 두기 (C) 어셈블리어로 문자열 복사 프로시저 구현 ..

프로시저 : 특정 업무 수행을 위한 절차들의 기술 함수 : 각 절차의 구현 (프로시저와 함수는 코드의 가독성과 재사용성을 높이는 추상화 방법 중 하나다) 인수 : 입력 겸, 데이터와 프로시저를 잇는 인터페이스 프로시저의 실행 과정 1. 프로시저에 인수 입력 2. 프로시저에 제어 넘기기 3. 프로시저는 필요한만큼 메모리를 가져가서 작업을 수행한다 4. 프로시저는 리턴 5. 사용한 프로시저를 원래 위치에 되돌려 놓기 이때 쓰이는 레지스터들의 역할 x0 : 0만 담음 x1 : 다음 실행될 명령어의 주소를 담음 x2 : 다른 레지스터들의 값을 보존 (=sp, stack pointer) x5~7 : 보존 X x8(=fp), x9 : 보존 O x10~17 : 인수용 x18~27 : 보존 O x28~31 : 보존 X..

RISC-V는 명령어의 길이가 32bit이다 또한 32bit 미만으로 쓸 경우엔 나머지 bit는 부호의 확장으로 채워 준다. 명령어의 각 부분을 필드라 부른다. RISC-V는 아래처럼 총 6개의 필드로 나뉜다. 이 방식을 R타입이라고한다 그런데 피연산자는 5비트라 최대 31까지만 표현이 가능한데 실제론 32이상의 값을 입력 받는 경우가 많아서 비트 수를 늘려야한다. 그런데 모든 명령어의 최대 길이를 동일 하게, 명령어 형식을 동일하게 라는 규칙도 지켜야되서 만들어진 또 다른 타입도 있다. ld x9, 64(x22) 같이 피연산자가 하나인 경우엔 I타입이라고 부르는 아래와 같이 쓴다 명령어 sd(store destination)를 쓸 땐 아래와 같이 S타입을 쓴다 여기선 12비트 수치값이 하위 5비트와 상..

이해를 위해, 이진수 문장만 저장 가능한 레지스터가 십진수 숫자인 11을 저장하는 것을 예시로 설명하겠다 레지스터는 64개의 트랜지스터로 2의 64제곱 경우의 수만큼 이진수 문장을 만들 수 있다 트랜지스터의 표기법은 배치된 순서대로 63, 62, 61 ... 0 이렇게 번호를 붙이고 나열한다. 그리고 모든 트랜지스터에 0을 넣는다. 이제 11을 중복된 지수가 없는 2의 제곱들의 합으로 표현한다. 그 결과 8 + 2 + 1 = 2^3 + 2^1 + 2^0 이제 각 항의 지수와 같은 숫자를 가진 표기 번호의 트랜지스터의 값을 1로 바꾼다 3210 (트랜지스터 표기번호) 그 결과 1011 (트랜지스터 내부 값)이 된다 이때의 모든 트랜지스터를 표현하자면 아래와 같다 이런 방식으로 0과 2^63 사이의 모든 수..

RISC-V 어셈블리어 어셈블리어인 RISC-V (2010~)를 먼저 쉬운 형태로 배울 것이다 (사실 명령어 집합들은 모두 다 컴퓨터의 같은 원리를 쓰고 제공되는 기능이 몇개 안되고, 최소 비용으로 최대 성능을 내야해서 비슷하게 생겼다) add a, b, c b와 c를 더하고 a에 넣다 a, b, c, d를 더하는 예 add a, b, c add a, a, e add a, a, d 특징 1. 한 줄에 명령어 하나만을 쓸 수 있다 (컴퓨터는 한번에 한가지 명령만 처리하도록 설계 되었으므로) 2. 명령어의 피연산자는 보통 명령어 하나당 2~3개이고 위치가 우측이다 (간단함을 위해 규칙성을 채택했다) (그래서 빼기는 sub a, b, c 이다) C언어의 어셈블리어로의 번역 예시 f = (g + h) - (i ..

전력 문제 Intel 프로세서(=CPU)는 1982년도부터 속도와 소비전력이 지수함수 꼴로 증가하다가 2004년도부터 로그함수 꼴로 증가한다. 그 이유는 냉각 기술의 발전이 더뎌서, 발열 방지를 위해 사용 가능한 전력이 제한 됐기 때문이다. 전력 계산 CPU의 주 부품인 집적회로의 주 기술인 *CMOS가 에너지를 소비하는 주원인은 *동적 에너지이다. *CMOS = complementary metal oxide semiconductor, 상보적 금속 산화 반도체 *동적 에너지 = 트랜지스터가 0에서 1로 혹은 그 반대로 스위칭하는 동안에 소비되는 에너지. 1회 스위칭 시 소비 전력 ≒ *용량성 부하 × 전압^2 / 2 트랜지스터 하나의 소비 전력 ≒ 1회 스위칭 시 소모 량 × 스위칭 횟수(=클럭 속도) ..

성능의 정의_ : 성과를 내는 능력. 따라서 성과를 무엇으로 정의하느냐에 따라 달라진다. 예를들어 데스크톱 컴퓨터에게는 실행시간(작업개시에서 종료까지의 시간)의 최소화. 데이터센터는 처리량의 최대화가 목표이다. 성능 개선 시의 주의점_ 특정 업무를 담당하는 프로세서 중 이전과 같은 하나를 추가시 응답시간과 처리량 중 무엇이 개선 되는가? → 1. 한번에 처리 할 수 있는 양이 증가하므로 처리량이 개선 되는 것은 맞다. 하지만 이전 프로세서와 추가된 프로세서는 처리속도가 같으므로 기존의 프로세서만으로 충분히 감당되는 업무는 응답시간이 동일하다. → 2. 처리 해야하는 양이 많아서 기존의 프로세서가 한번에 처리 못하고 추가된 프로세서에게 까지 업무가 넘겨진다면 개선된다. 복수의 프로그램 실행시 주의점_ : ..

집적회로_ 트랜지스터 : 전기로 제어되는 온/오프 스위치 집적회로 : 수십, 수백 개의 트랜지스터를 칩 하나에 집적시킨 것 (무어의법칙 적용) (35년간 약 16000배 증가.) (최근엔 2~3년에 2배로 둔화) 메모리와 프로세서 생산에 쓰임. 집적회로 생산과정_ 1. 실리콘(모래의 구성성분) : 전기가 통하기는 하는데 썩 잘 안통해서 반도체(semiconductor)라고 부름 실리콘은 특수한 화학적 처리를 거쳐 불순물을 첨가하면 다음 세 가지 중 하나로 바꿀 수 있다. ◆ 도체 ◆ 절연체 ◆ 스위치(조건에 따라 도체 혹은 절연체가 됨) (ex. 트랜지스터) (VLSI 회로 : 수십억 개의 도체, 절연체, 스위치를 작은 패키지 하나에 만들어 넣은 것) 2. 실리콘 결정 괴 : 직경 8~12인치, 길이는 ..