regx64

regx64

트랜지스터부터
컴파일러까지.

컴퓨터가 실제로 어떻게 돌아가는지,
아래층부터 하나씩 직접 만들어 보며 배우고 있습니다.

아래층부터 보기

컴퓨팅 스택

다섯 개의 층.
열세 개의 프로젝트.

서로 다른 프로젝트처럼 보이지만, 모두 한 대의 컴퓨터를 위아래로 가로지릅니다. 위 모형의 층과 같은 색입니다.

  1. L5 응용 Percentagemusic.playerMUXIC.jsKSCAliner-notes기지국chespediaboj-cli
  2. L4 언어 Cotton
  3. L3 운영체제 Hobby OSSqimp
  4. L2 보안 KDAA
  5. L1 컴퓨터 구조 시스톨릭 배열

L1 · 컴퓨터 구조

폰 노이만 병목과 시스톨릭 배열

아두이노 네 대로
만든 행렬 곱셈기.

아두이노 나노 4대로 2×2 시스톨릭 배열을 만들고, 폰 노이만식 순차 처리와 같은 행렬곱을 돌려 비교했습니다. PE끼리는 비트뱅잉으로 통신하고, 처리 시간과 데이터 이동 횟수를 쟀습니다.

연구 보기Zenodo 논문왜 313배 느려졌나

프로세서
ATmega328P × 5
클럭
16 MHz
배열
2 × 2, 출력 고정형(OS)
연결
GPIO 비트뱅잉
클럭 반주기
50 µs
스큐
4,000 µs
게시
Zenodo, 2026
  1. 행렬 A · B2×K · K×2
  2. PE(0,0) 주입마스터
  3. 가로 · 세로 전달단계당 6회 이동
  4. 스큐 대기4,000 µs
  5. MAC부분합 누산
  6. C2×2

실험 결과 · 5회 반복 측정

이동은 25% 줄었습니다.
그런데 300배 느려졌습니다.

25%
더 적은 데이터 이동. 격자 6K회, 단일 보드 8K회.
295–326×
격자가 단일 보드보다 느렸던 정도.
417×
이동 한 번의 비용 차이. 3.23 µs 대 1,346.9 µs.
1.0%
처리 시간 중 실제 계산에 쓰인 비율.
K가 1 늘 때 늘어나는 8,081.1 µs는 어디에 쓰였나
  • 보드 간 통신4,000 µs · 49.5%
  • 스큐 대기4,000 µs · 49.5%
  • 연산 등81 µs · 1.0%

데이터 재사용은 이론대로 일어났지만, PE 사이 전달이 칩 내부 배선이 아니라 보드 사이 핀 통신이 되자 이동 한 번이 약 417배 비싸졌습니다. PE를 왜 한 칩 안에 모아야 하는지를 거꾸로 보여 준 결과입니다.

측정 데이터와 회귀식 보기

L2 · 보안

KDAA

타건음만 듣고
한글을 읽을 수 있을까.

키보드 소리로 입력을 알아내는 음향 사이드채널 공격을 한글 두벌식 자판에 적용하는 팀 연구입니다. 영문과 달리 한글은 초성·중성·종성이 음절로 합쳐지는 규칙이 있어서, 분류기가 틀린 자모도 오토마타가 걸러 낼 수 있습니다. 저는 타건음 하나를 38개 기호로 분류하는 음향 프런트엔드(CNN)를 맡았습니다.

자세히 보기GitHub

대상
두벌식
녹음
48 kHz · mono
입력
log-mel 64 × 48
분류
38개 (자모 33 + 특수키 5)
시나리오
근접 · 원거리 · 소음
배포 목표
ESP32-S3, int8
  1. 타건음 녹음48 kHz · 키로거 라벨
  2. 세그멘테이션onset · 100 ms
  3. log-mel64 × 48
  4. CNNtop-N · 38개 기호
  5. 오토마타 빔두벌식 조합
  6. 한글복원 문장

L3 · 운영체제

Hobby OS

부트섹터부터
VGA 드라이버까지.

x86-64 어셈블리로 만드는 운영체제입니다. 커널 로드, 32비트 보호 모드, 페이징, 64비트 롱 모드를 지나 지금은 freestanding C 커널에서 VGA 드라이버가 돌아갑니다. 테스트는 QEMU로 합니다.

자세히 보기

부트섹터
512 B
페이지
2 MB, 항등 매핑
EFER
0x500
VGA 버퍼
0xB8000, 80×25
에뮬레이터
QEMU
  1. 부트섹터16-bit 리얼 모드
  2. 보호 모드32-bit
  3. 페이징2 MB 페이지
  4. 롱 모드64-bit
  5. C 커널kmain()
  6. VGA텍스트 모드

L4 · 언어

Cotton

마음에 드는 것만
골라 만드는 언어.

Rust, JavaScript, Python에서 좋았던 부분을 섞은 식 중심 언어입니다. 설계한 문법 전체를 실행하는 레퍼런스 인터프리터를 C++17로 만들었고, 다음은 바이트코드와 LLVM입니다.

자세히 보기GitHub

구현
C++17, 4,134줄
외부 의존성
0개
구성
렉서 · 파서 · 인터프리터
예제
5개
다음
바이트코드 · LLVM
  1. 소스.cot
  2. 렉서토큰
  3. 파서AST
  4. 인터프리터트리 워킹
  5. 실행값

L5 · 응용

Percentage

쌓으면,
보입니다.

나무위키 같은 한국어 개방형 위키입니다. 문서는 직접 만든 위키 문법 PerMark로 쓰고, Next.js와 Supabase로 만들었습니다.

자세히 보기GitHub

코드
TypeScript 7,471줄
PerMark
1,980줄
테스트
Vitest 약 200개
마이그레이션
7개
스택
Next.js · Supabase
  1. PerMark위키 문법
  2. 렉서토큰
  3. 파서트리
  4. 렌더러화면
  5. 문서Supabase

L5 · 응용

music.player

제가 들으려고
만드는 플레이어.

곡을 검색하면 YouTube에서 음원을 찾아 재생하는 개인용 뮤직 플레이어입니다. 인프라를 네 번 옮긴 끝에 지금은 Oracle Cloud 무료 VM 두 대에서 돌아갑니다.

자세히 보기GitHub

커밋
18일간 49개
서버
VM 2대
상시 비용
$0
배포 구조 변경
4번
스택
Next.js 14 · Docker
  1. 검색iTunes Search API
  2. 매칭YouTube Data API
  3. 추출확장 → Companion
  4. 재생Range · IndexedDB

L5 · 응용

MUXIC.js

mp3를 받아 오는
라이브러리.

URL을 넣으면 이미 열린 mp3 오디오 스트림을 돌려주는 라이브러리입니다. music.player의 오디오 추출 계층으로 쓰려고, URL 해석과 실제 추출을 두 층으로 나눠 다시 설계했습니다.

자세히 보기GitHub

소스
TypeScript 514줄
테스트
bun test 14개
추출 엔진
2개
빌드
0단계
라이선스
MIT
  1. URLyoutube.com/…
  2. resolver순수 함수
  3. { site, id }식별자
  4. engineytdlp-ffmpeg
  5. streamaudio/mpeg

L5 · 응용

KSCA

학생 논문에도
영구 주소를.

전국 청소년 컴퓨터 사이언스 학회용 웹 서비스입니다. Zenodo 같은 논문 아카이브에 영구 식별자, APA·BibTeX 인용, 버전 관리를 넣고, 게시판을 붙입니다. 지금 구현을 시작했습니다.

자세히 보기

식별자
KSCA-YYYY-NNNNNN
인용
APA · BibTeX
자동 비공개
신고 3건
스택
Next.js · Supabase
상태
구현 중
  1. 업로드PDF · 초록
  2. 식별자 발급원자적 카운터
  3. 새 버전concept_id 유지
  4. 인용APA · BibTeX

더 만든 것들

작게 시작한 것들도
전부 스택 위에 있습니다.

  • L5 · 응용

    liner-notes

    인디 밴드 가사의 한 구절과 그 해석을 나누는 커뮤니티. 앨범 → 트랙 → 구절 순으로 데이터를 묶고, 가사 전문 검색을 붙였습니다.

    스택
    Next.js · Supabase
    검색
    Postgres tsvector
    데이터
    iTunes · lrclib
    GitHub

  • L5 · 응용

    기지국

    수능·평가원 국어 기출 지문을 원문 단위로 모아 연도·출처·분야로 찾아보는 아카이브. 지문마다 7자리 ID를 붙이는 체계를 따로 설계했습니다.

    수록
    평가원 지문 239개
    범위
    2011–2026
    ID
    26K1111 형식
    GitHub

  • L5 · 응용

    boj-cli

    백준 온라인 저지를 터미널에서 쓰는 도구. 문제를 받아 폴더와 템플릿을 만들고, 예제 입력으로 채점까지 돌립니다.

    구현
    Rust 1,016줄
    명령
    init · login · add · run · submit
    템플릿
    C · C++ · Java · JS · Python · Rust
    GitHub

  • L3 · 운영체제

    Sqimp

    QEMU를 명령줄 대신 창에서 다루는 GUI. 여러 시스템 에뮬레이션과 디스크 이미지 생성을 목표로 두 명이 함께 만들고 있고, 아직 릴리스 전입니다.

    스택
    Tauri · Next.js · Rust
    개발
    2인, 2024–2025
    상태
    UI 단계
    GitHub

  • L5 · 응용

    chespedia

    체스 규칙과 지식을 MDX 문서로 쌓는 사이트. 프런트는 Next.js, 서버 함수는 Vercel 위의 Rust로 시작했습니다.

    스택
    Next.js · MDX · Rust
    배포
    Vercel
    상태
    초기 단계
    GitHub

엔지니어링 노트

완성본 말고,
그 과정을 기록합니다.

실험, 실패한 시도, 측정값, 구현 결정, 디버깅. 프로젝트 페이지가 “어떻게 동작하나”라면, 노트는 “왜 그렇게 됐나”입니다.

노트 전체 보기코드 밖의 이야기는 블로그에

소개

아래층부터
직접 만들어 봅니다.

방정훈입니다. 컴퓨터공학을 공부하는 학생이고, 컴퓨터가 실제로 어떻게 돌아가는지 아래층부터 하나씩 만들어 보며 배우고 있습니다. CPU 구조, x86-64, 컴파일러, 하드웨어 보안에 관심이 있고, 회로이론과 미적분은 기초부터 따로 공부하는 중입니다.

  • 한국코드페어 해커톤 부문 본선 진출
  • 임베디드SW 경진대회 세종대학교 총장상
  • 부산광역시교육청 정보영재교육원 3년 과정
  • 같은 교육원 학업 우수상

x86-64 ASMCC++17RustTypeScriptNext.jsSupabaseArduinoKiCadQEMUDockerOracle Cloud