운영체제별 프로세스 그룹 및 스레드 수 제한 비교

 

운영체제별 프로세스 그룹 및 스레드 수 제한 비교

Windows, Linux, macOS 같은 주요 운영체제는 각기 다른 방식으로 멀티코어 및 멀티소켓 시스템에서 프로세스를 스케줄링하고 그룹화한다. Windows 10 Pro의 경우 프로세스 그룹 (Processor Groups) 개념 때문에 최대 64개 논리 프로세서 (Logical Processor)까지만 하나의 그룹에서 사용할 수 있는 제한이 있다. 반면, Linux나 macOS는 이러한 제한이 다르게 작동한다.

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1. Windows의 프로세스 그룹 제한

1.1 Windows의 프로세서 그룹 (Processor Groups) 개념

Windows는 SMP (Symmetric Multiprocessing)를 활용하는데, 특정 버전에서 64개 논리 프로세서(=HT 포함 코어 수) 이상을 다룰 때 "프로세서 그룹"이라는 개념을 도입했다.

• Windows 7부터 도입된 이 개념은 Windows가 64개 이상의 논리 프로세서를 다룰 수 있도록 하는 일종의 트릭이다.
• 단, 하나의 프로세스는 기본적으로 하나의 그룹만 사용할 수 있음.
• 프로세스가 다중 그룹을 활용하려면 Explicit Group Affinity API를 사용해야 한다.

1.2 Windows 10 Pro의 제한

• Windows 10 Pro 및 대부분의 일반 Windows 버전에서는 하나의 프로세스가 64개 논리 프로세서 이상을 직접 사용할 수 없음.
• CPU가 64개 논리 프로세서를 초과하면 자동으로 "Processor Group 0", "Processor Group 1" 등의 그룹으로 나뉨.
• 멀티소켓 CPU의 경우, 소켓당 코어 수가 64개를 넘으면 강제로 나뉘게 됨.

✅ 예제:
듀얼소켓 시스템에서 72개 논리 프로세서를 가진 경우:

• Group 0: 36코어 (72스레드 중 절반)
• Group 1: 나머지 36코어 (72스레드 중 절반)

🚨 문제점:

• 기본적으로 Windows는 하나의 그룹만 프로세스에 할당하므로 일반적인 프로그램은 한 그룹(최대 64개 논리 프로세서)에서만 실행됨.
• 따라서, Windows 10 Pro에서는 한 프로세스가 최대 64개 논리 프로세서만 활용 가능하며, 나머지 코어는 할당되지 않음.
• 이 문제는 Windows Server 또는 특정 API를 사용하면 해결 가능.

1.3 Windows Server의 개선된 프로세서 그룹 관리

• Windows Server 2016/2019/2022에서는 다중 프로세서 그룹을 활용하는 API 및 기능이 추가됨.
• SetThreadGroupAffinity() 같은 API를 사용하면 한 프로세스를 여러 프로세서 그룹으로 분배 가능.
• 그러나 여전히 Windows는 Linux처럼 모든 논리 프로세서를 자연스럽게 하나로 관리하지 않음.

✅ 결론:

• Windows 10 Pro에서는 기본적으로 한 프로세스가 64개 논리 프로세서 이상을 사용 불가.
• Windows Server에서는 API를 사용해 64개 이상 활용 가능하지만, 완전한 자유 분배는 아님.

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2. Linux의 프로세스 및 스레드 관리 (무제한에 가까운 지원)

Linux 커널은 Windows와 달리 Processor Group 같은 인위적인 제한이 없음.
즉, 한 프로세스가 64개 이상 논리 프로세서를 자유롭게 활용 가능하다.

2.1 Linux에서의 CPU 스케줄링 방식

• Linux는 NUMA 및 SMP를 기본적으로 지원하며, 커널이 직접 모든 코어를 관리한다.
• 코어 수 제한은 커널 설정과 sched_setaffinity() 등의 API를 통해 제어 가능.
• 기본적으로 한 프로세스는 커널이 할당한 모든 코어를 활용 가능.

2.2 CPU 제한 및 확장성

• 64개 이상의 논리 프로세서 지원이 기본으로 제공됨.
• taskset, numactl 같은 명령어를 통해 특정 프로세스를 특정 코어에 배정 가능.
• CPU 수 제한은 커널 설정 (CONFIG_NR_CPUS)에 따라 결정되며, 64, 128, 256, 512, 1024개 이상의 CPU도 지원 가능.

🚀 결론:

• Linux는 Windows보다 확장성이 훨씬 뛰어나며, 논리 프로세서 개수 제한이 없음.
• Windows처럼 프로세서 그룹으로 나누지 않고, 모든 CPU를 하나로 관리 가능.

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3. macOS의 프로세스 및 스레드 관리

macOS는 UNIX 기반 운영체제이며, Windows보다 Linux와 유사한 스레드 관리 방식을 가짐.
즉, macOS에서도 64개 이상의 논리 프로세서를 하나의 그룹으로 다룰 수 있음.

3.1 macOS의 멀티코어 스케줄링

• macOS는 기본적으로 XNU 커널을 사용하며, SMP 및 NUMA 지원.
• 모든 코어가 커널에 의해 동적으로 관리되며, Windows의 프로세서 그룹 제한이 없음.

3.2 macOS의 CPU 제한

• macOS는 주로 애플 실리콘 (M1, M2 등) 및 Intel 기반 CPU를 사용.
• Apple Silicon (M1 Ultra 등)에서는 최대 20코어 (16P+4E) 구조를 가짐.
• XNU 커널이 프로세스 및 스레드 분배를 자유롭게 수행함.

🚀 결론:

• macOS도 Linux와 같이 프로세서 그룹 개념 없이 모든 코어를 활용 가능.
• Windows의 프로세서 그룹 문제는 macOS에서는 발생하지 않음.

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4. 운영체제별 비교 정리

운영체제	프로세서 그룹 개념	프로세스당 최대 논리 프로세서	다중 NUMA 지원	기본적으로 모든 코어 활용 가능?
Windows 10 Pro	있음 (64코어 제한)	64개	부분 지원 (NUMA-aware)	❌ 기본적으로 하나의 그룹만 사용
Windows Server	있음 (64코어 제한, API로 우회 가능)	64개 이상 (API 필요)	지원	⚠️ 일부 API 필요
Linux	없음	1024개 이상 가능	완벽 지원	✅ 모든 코어 활용 가능
macOS	없음	제한 없음	지원	✅ 모든 코어 활용 가능

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5. 결론

• Windows 10 Pro는 프로세서 그룹(Processor Group) 개념으로 인해 한 프로세스가 최대 64개 논리 프로세서만 사용 가능.
• Windows Server는 일부 API를 사용하면 해결 가능하지만, 완전한 자유로운 사용은 어려움.
• Linux와 macOS는 인위적인 프로세서 그룹 제한 없이 모든 코어를 자유롭게 활용 가능.
• 서버급 환경에서는 Linux가 가장 유리하며, Windows Server는 특정 API를 사용해야 한다.

💡 즉, Windows 10 Pro에서는 64코어 이상 활용이 제한되므로, 고성능 시스템에서는 Linux나 Windows Server로 이전하는 것이 더 효과적일 수 있음.