나는 무엇을 공부(연구) 하는가? -2

주어진 전력예산 안에서 어떻게 고성능을 추구해왔는지에 대해서는 전구에 비교해보려 합니다.

요즘 홈디포에 가게 되면 수많은 Energy Saving Light Bulb들을 보게 됩니다. 이제 환경을 위해서 그리고 전기료를 아끼기 위해서 무언가 행동이 필요하다는 공감대가 형성된 것 같습니다. (전구회사에서의 마케팅 전략일 수도 있지만서두요… )

CPU에서 제시된 해결책도 상식선에서 이해할 수 있는 해결책들이 많이 있었습니다. 아버지께서 항상 “안쓰는 불은 꺼두어라” 하셨던 것도 그 중에 하나입니다. CPU를 구성하고 있는 여러 분류의 영역별로 사용하지 않는 경우에 그 부분많을 아예 전기를 꺼버리는 방식입니다. 조금 깊이 들어가자면 전기를 끊어버리는 방식과 CPU에서의 심장박동과도 같은 Clock을 멈춰버리는 방법들이 있었습니다. 집에서 안쓰는 전구를 끄는 것에도 전구 빛을 사용하는 효용성과 절약이라는 두 가지 기준내에서 지혜가 필요하듯, 간단하지는 않지만 CPU 설계에 있어서도 여러가지 이론들이 제시되었었죠.

집에서 사용하고 있는 스탠드 중에 전구의 밝기를 2단계로 조절할 수 있거나, 조금 더 고급의 스탠드 중에 점진적으로 밝기가 조절되는 것이 있습니다. 당연히 조금 어둡게 하면 소비전력을 줄일 수 있겠지요. CPU에서는 조금 전에 언급했던 clock의 빠르기를 조절하여서 비슷한 효과를 얻을 수 있습니다. 실제로 PC 같은 경우에 CPU가 대부분의 시간을 아무 일도 하지 않고 놀고 있다고 보시면 됩니다. 웹서핑을 하는 경우 CPU의 동작비율을 평균 2~3프로 미만이 경우도 많이 있습니다. (물론 개인차가 많겠지만요. ) 이런 경우에 CPU를 조금 사용한다면 그 정도의 일만 처리할 수준으로 CPU를 느리게 해버릴 수 있습니다. 아주 간단하지만 획기적으로 소비전력을 줄일 수 있었던 아이디어였습니다. 노트북을 사용하시는 경우에 Power management option란에 가시면 배터리 최적화 옵션이 있을 것입니다. 이런 경우에 실제로 CPU가 사용양에 따라서 빠르게도 느리게도 작동하게 됩니다.

이런 방법외에도 근본적인 해결책도 많이 제시되고 있습니다. 백열전구 대신에 형광등을 사용하듯이, 반도체 소자 차원에서 전기를 작게 소비하는 연구들이 활발히 진행되고 있습니다. 그렇지만 반도체의 집적도가 2년에 2배가 되는 것을 따라가기에 버거운 상황이지요. 2년마다 2배의 게이트를 담고 있는 칩을 만들고 있는데, 같은 전력을 소비하기 위해서는 게이트당 소비전력이 1/2로 줄여야 하는 것이기 때문에 쉽지 않은 일이지요.

그리고 실상은 훨씬 더 심각한 수준인데요. 반도체를 더욱 작게 만들다 보니 예전에는 없었던 일들이 벌어지기 시작했습니다. 게이트를 작동시킬 때마다 소비하게 되는 전력 뿐만이 아니라 평소에 새고 있는 전력 (네, 진짜로 새고 있답니다.) 이 어마어마하게 늘어나 버린 것입니다. 비유적으로 설명하자면, 수도꼭지를 계속해서 작게 만들다 보니 이제 수도꼭지를  잠궈도 계속 물이 세는 상황이 되어 버린 것입니다.

비유적으로만 설명하다보니 조금 정확하지 않은 부분이 있지만요, 아무튼 근본적인 해결책이 제대로 없는 상황이 되어버렸다는 것이 현 주소인 것입니다. 이런 상황속에서 꽤나 흥미 있는 방법이 주목을 받게 되었습니다.

다음에 계속해서 이 방법에 대해서 올리도록 하겠습니다.

3 thoughts on “나는 무엇을 공부(연구) 하는가? -2

  1. 컴퓨터 사이언스 전반에 걸치 분야별 소개도 부탁드려요

  2. 이런거 정말 재미 있어요~
    저 같이 그래도 비슷한 분야에 있는 사람이 읽으면서는…
    아… 이렇게 비전공자들과 communicate 할수 있겠구나 하는 것을 보게되고.
    하여간 재밌습니다!

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