중앙 처리 장치(CPU)는 컴퓨터 시스템 내의 주요 프로세서로, 컴퓨터 프로그램 명령어의 일반적인 계산 및 실행을 담당합니다. CPU의 성능은 컴퓨터 속도에 영향을 미칩니다. 서버가 느리게 실행되든, 느린 PC 문제를 해결하길 원하든, CPU 병목 현상이 원인일 수 있습니다.
CPU 병목 현상이란?
CPU 병목 현상은 CPU가 컴퓨터 시스템 내의 구성요소로 전체 성능을 제한할 때 발생합니다. 컴퓨터 시스템의 다른 구성 요소가 CPU보다 워크로드를 더 잘 처리할 수 있고, 예상한 성능을 보지 못할 경우 CPU 병목 현상이 발생할 수 있습니다. CPU는 컴퓨터의 더 빠른 구성 요소보다 오래되었거나, 열이나 공기 흐름과 같은 환경 요소가 CPU의 성능에 영향을 미칠 수 있습니다.
100% CPU 사용량은 병목 현상과 동일할까요?
병목 현상은 CPU가 최대 용량에 도달할 때와 동일하지 않습니다. CPU 최대 용량으로 실행되는 바쁜 서버는 너무 많은 처리를 처리할 때 CPU 업그레이드가 필요할 수 있습니다. 예를 들어, 사용량이 많은 데이터베이스 서버는 설치된 CPU가 과중한 워크로드를 위해 만들어지지 않은 경우 사용량이 많지 않을 수 있습니다. 느린 데이터베이스 서버의 문제를 해결하는 관리자는 CPU 용량이 100%라는 것을 알 수 있으며, 이는 성능을 저하시킵니다. 전체 하드웨어 용량으로 실행되는 서버의 느린 성능은 데이터 처리를 따라가지 못하는 모든 구성 요소(또는 일부 구성 요소)의 결함일 수 있습니다.
CPU 병목 현상이 항상 성능 문제를 일으키는 것은 아닙니다. 컴퓨터는 느린 CPU로 최고 성능으로 실행되지 않지만, 설치된 다른 빠른 구성 요소나 서버가 몇 개의 동시 요청을 처리하는 경우 눈에 띄지 않을 수 있습니다. 컴퓨터가 CPU 병목 현상을 겪고 있는 경우, 여전히 빠르게 실행되는 것처럼 보일 수 있지만, 최적화된 추가 구성으로 더 빠르게 실행될 수 있습니다. 기업 애플리케이션을 호스팅하는 고가의 서버의 경우, 새로운 하드웨어를 구입하는 것은 비용이 많이 들기 때문에, 기존에는 서버 속도를 높이기 위해 장비를 추가하는 대신 CPU 병목 현상을 해결하는 것이 더 비용 효율적입니다.
CPU 병목 현상의 원인은 무엇일까요?
특정 애플리케이션은 CPU 집약적인 작업을 생성합니다. 또한, 비디오 카드의 그래픽 처리 유닛(GPU)을 활용하여 CPU에서 GPU로 작업을 오프로드할 수 있습니다. 예를 들어, 머신러닝 및 분석을 처리하는 서버는 광범위한 CPU 리소스를 필요로 합니다. CPU 집약적인 작업을 처리하는 서버는 이러한 작업만 처리해야 하며, 다른 비즈니스 요청을 위한 애플리케이션은 CPU 리소스에 대한 여러 작업이 “방어”되지 않도록 별도의 서버에 설치해야 합니다. 환경 전반에서 서버 워크로드를 위한 전략을 수립하면 CPU 사용량을 최적화하고 병목 현상을 방지할 수 있습니다.
모든 컴퓨터 장비는 습도가 낮은 서늘한 곳에 보관해야 합니다. 높은 환경 온도는 CPU 성능에 영향을 미칩니다. 케이스 내에서 공기 흐름이 거의 없거나 공기 흐름이 적은 옷장에 설치된 서버는 열 기반 CPU 성능 저하로 인해 어려움을 겪을 수 있습니다.
서버에 충분한 메모리와 스토리지가 있는지 확인합니다. 메모리 제한이 있는 서버는 애플리케이션 데이터를 스토리지 장치로 오프로드해야 합니다. 과부하된 서버는 애플리케이션 작업을 처리하고 스토리지 장치에서 메모리로 정보를 전달한 다음 CPU로 다시 전달합니다. 최적화된 서버는 애플리케이션 정보를 메모리에 로드하여 필요에 따라 CPU로 전달하고, CPU는 이를 메모리로 다시 전달합니다. 메모리 사용량이 높으면 서버에 RAM(랜덤 액세스 메모리)이 추가로 필요하다는 것을 의미할 수 있습니다.
관리자가 애플리케이션을 설치할 때 설치 프로세스가 불필요한 프로세스를 추가하기도 하는데, 이는 서버가 재부팅될 때 이러한 불필요한 프로세스가 로드된다는 것을 의미합니다. 스타트업 시 로드하는 프로세스가 많을수록 이러한 애플리케이션을 백그라운드에서 실행하려면 CPU 리소스가 더 많이 필요합니다. 이러한 백그라운드 프로세스가 불필요하고 서버 기능에 어떠한 혜택도 제공하지 않는 경우 이를 제거합니다. 또한 백그라운드에서 실행되는 일부 숨겨진 애플리케이션은 멀웨어일 수 있으므로 안티바이러스 및 안티멀웨어 소프트웨어를 사용하여 서버를 스캔하십시오.
CPU 병목 현상이 발생하면 어떻게 될까요?
성능 저하 외에도 CPU 병목 현상은 컴퓨터에 심각한 오류를 일으킬 수 있습니다. CPU 병목 현상으로 인한 심각한 오류는 기업 서버에서 호스팅되는 애플리케이션의 다운타임을 초래할 수 있습니다. 관리자는 하드웨어 장애와 관련된 오류가 있는지 서버를 모니터링해야 합니다.
CPU 병목현상에서 가장 큰 관찰 사항은 멈춤과 컴퓨터 충돌입니다. CPU가 과부하되거나 작업을 따라갈 수 없는 경우, 컴퓨터가 충돌할 수 있습니다. RAM 및 스토리지 공간이 처리 중에 소진되면 충돌 및 다운타임 가능성이 증가합니다. 관리자가 서버에 모니터링 소프트웨어를 설치하지 않는 한, 충돌은 예상치 못한 것이며 서버가 예고 없이 재부팅됩니다.
CPU 병목 현상을 방지하는 방법
CPU 병목 현상으로 인해 서버가 충돌할 경우 하드웨어를 업그레이드해야 할 수 있습니다. 관리자는 제공업체의 관리 대시보드에서 클라우드 호스팅 서버에 하드웨어 리소스를 쉽게 추가할 수 있지만, 온-프레미스 관리자는 CPU를 서버에 물리적으로 설치해야 합니다. 온-프레미스 서버는 새 CPU를 설치하기 위해 전원을 차단해야 하며, 정전기를 방지하기 위해 신중하게 수행해야 합니다. 관리자는 CPU를 취급할 때 정전기로 인해 구성 요소가 파괴되는 것을 방지하기 위해 자체적으로 접지해야 합니다.
로드 밸런서는 CPU 병목현상을 지원합니다. 로드 밸런싱 시 워크로드의 균형을 맞추려면 여러 서버가 필요합니다. 로드 밸런서는 모든 트래픽을 단일 서버로 전송하는 대신 애플리케이션 서비스를 요청하는 트래픽 경로를 결정합니다. 로드 밸런서 뒤에 여러 서버가 있는 경우, CPU 사용량 및 가용성에 따라 워크로드가 각 서버에 분산됩니다.
서버 가동시간을 담당하는 관리자는 CPU 병목현상과 CPU 사용량의 높은 급증을 감지하기 위해 네트워크 환경 전반에 걸쳐 항상 모니터링 소프트웨어를 설치해야 합니다. 두 시나리오 모두 서버가 요청으로 과부하를 받거나 멀웨어가 리소스를 소진하고 있음을 나타낼 수 있습니다. 열 기반 성능 저하도 문제가 될 수 있으며 서버 모니터링 소프트웨어는 관리자에게 높은 CPU 온도를 알립니다.
CPU 병목현상 테스트 방법
컴퓨터의 CPU 업그레이드가 필요한지, 하드웨어를 최적화하여 성능을 향상시켜야 하는지 판단하는 데 도움이 되는 몇 가지 오픈소스 병목현상 검사기가 있습니다. Windows Task Manager는 CPU 사용량을 기본적으로 모니터링하며, Linux에는 CPU 활동을 검토하기 위한 sysstat라는 번들이 있습니다. 네이티브 애플리케이션을 사용하더라도 관리자는 CPU 병목현상을 식별하기 위해 더 나은 모니터링과 통계가 필요할 수 있습니다.
몇 가지 무료 오픈소스 병목현상 검사기는 다음과 같습니다.
결론
CPU 병목 현상은 좌절감을 줄 수 있지만, 애플리케이션을 최고 성능으로 실행하려면 서버를 최적화해야 합니다. 병목현상이 모든 시스템에 예상치 못한 오류를 일으키기 전에 서버에 성능 문제가 있는지 모니터링하여 심각한 충돌을 방지합니다. CPU 병목 현상이 지속되면 서버 하드웨어를 업그레이드하여 성능과 안정성을 향상시키세요.
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