Zig와 SIMD로 위성 궤도 계산, 1초에 1,100만 번!
by DD
6개월 전
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SGP4 알고리즘을 활용하여 위성 위치를 계산하는 astroz 라이브러리를 개발, Zig를 통해 네이티브 성능을 극대화함
SIMD(Single Instruction, Multiple Data) 기술을 적용하여 1초당 1,100만 번 이상의 위성 위치 계산을 달성, 기존 구현 대비 2배 이상 향상
시간 배치(Time Batched) 및 위성 배치(Satellite Batched) 등 다양한 데이터 처리 방식을 통해 캐시 효율성(Cache Efficiency)을 높임
파이썬 바인딩(Python Bindings)을 제공하여 파이썬 환경에서도 높은 성능을 유지하며, heyoka.py와의 성능 비교를 통해 사용 사례 제시
SIMD(Single Instruction, Multiple Data)를 활용한 성능 최적화
저자는 SGP4 알고리즘의 독립적인 특성을 활용하여 SIMD(Single Instruction, Multiple Data)를 적용, 성능을 극대화했다. 특히, Zig의 SIMD 지원(SIMD Support)을 통해 플랫폼 종속성 없이 벡터 연산을 구현했으며, 분기 처리(Branching) 및 Kepler Solver의 수렴 루프(Convergence Loop)를 SIMD에 맞게 최적화했다. 이러한 접근 방식은 기존 스칼라 구현 대비 2배 이상의 성능 향상을 이끌어냈다.
