CPU Virtualization

CPU 가상화

CPU 가상화는 하나의 물리적 CPU를 여러 가상 CPU로 분할하여, 다수의 가상 머신이 동시에 사용할 수 있게 하는 기술입니다. 이를 통해 서버의 자원 활용도를 높이고, 다양한 작업을 동시에 처리할 수 있는 환경을 제공합니다. 핵심 구성 요소로는 다음과 같습니다.

 

하이퍼바이저(Hypervisor): 물리적 자원을 가상화하여 여러 가상 머신에 할당하는 역할을 합니다. 주로 두 가지 유형(Type 1, Type 2)이 있으며, 운영 체제 위에 설치되거나 하드웨어에 직접 설치될 수 있습니다.

 

가상 CPU(vCPU): 물리적 CPU를 가상화하여 생성된, 가상 머신이 사용하는 CPU입니다. 각 가상 머신은 하나 이상의 vCPU를 할당받아 사용할 수 있습니다.

 

하이퍼 스레딩(Hyper-Threading)

하이퍼 스레딩은 인텔(Intel)이 개발한 기술로, 하나의 물리적 CPU 코어가 두 개의 독립적인 스레드로 작동할 수 있게 합니다. 이를 통해, CPU의 처리 능력을 향상시키고, 멀티태스킹 환경에서의 성능을 개선할 수 있습니다. 주요 특징은 다음과 같습니다.

 

멀티태스킹 성능 향상: 하나의 CPU 코어가 동시에 두 가지 작업을 처리할 수 있어, 시스템의 전반적인 멀티태스킹 성능이 향상됩니다.

 

자원 활용 최적화: 프로세서 내의 유휴 상태에 있는 자원을 보다 효율적으로 사용할 수 있게 해, 전체적인 CPU 효율성을 높입니다.

 

CPU 가상화와 하이퍼 스레딩은 서로 보완적인 관계에 있으며, 이 두 기술을 함께 사용함으로써 가상화 환경에서의 성능을 극대화할 수 있습니다. 가상화는 자원 분할과 할당을 최적화하는 반면, 하이퍼 스레딩은 물리적 CPU 자원의 활용도를 높여 줍니다.

 

 

물리적 CPU 2개와 코어가 각각 12개 있는 시스템에서 하이퍼 스레딩(Hyper-Threading, HT) 기술을 적용했을 때의 상황을 정리해 보겠습니다.

 

물리적 CPU: 시스템에는 물리적으로 2개의 CPU가 장착되어 있습니다.

 

코어 수: 각 CPU에는 12개의 코어가 있습니다. 따라서 전체 코어 수는 2 x 12 = 24개입니다.

 

논리적 CPU (하이퍼 스레딩 비활성화 상태): 하이퍼 스레딩이 비활성화된 상태에서는 물리적 코어 수와 동일한 24개의 논리적 CPU가 있습니다.

 

논리적 CPU (하이퍼 스레딩 활성화 상태): 하이퍼 스레딩을 활성화하면, 각 코어가 두 개의 스레드를 처리할 수 있게 됩니다. 이 경우, 각 코어는 두 개의 논리적 CPU로 작동하게 되므로, 전체적으로는 24 x 2 = 48개의 논리적 CPU가 됩니다.

따라서, 하이퍼 스레딩을 활성화한 상태에서는 2개의 물리적 CPU와 24개의 물리적 코어를 가진 시스템이 총 48개의 논리적 CPU를 가지게 됩니다. 이를 통해, 멀티태스킹과 병렬 처리 성능이 향상될 수 있습니다.

 

정리하면, 하이퍼 스레딩 기술을 적용하면:

 

물리적 CPU: 2개

코어 수: 24개 (12개/논리적 CPU)

논리적 CPU (HT 활성화): 48개