함수형 언어의 코드가 그렇게 빠를까?
개인적으로, 함수형 언어에 관심이 있으면서도 실제로 업무에 활용되지는 않다 보니 공부도 잘 안되고 실력이 영 늘지를 않는군요. ^^; 그래도 가끔씩 함수형 언어에 대한 글들을 보며 꾸준히 가랑비에 옷 젖듯이 배워가려고 노력은 하는데요.
근래에, 다음의 글을 읽게 되었습니다.
Haskell - 01 소개 Introduction
; http://haruroh.springnote.com/pages/7767164
본문에 보면, factorial 계산하는 예제가 소개되고 '번개처럼 계산해준다'라는 감탄사가 나옵니다. ^^
아니... 얼마나 빠르길래 '번개'같다는 표현을 했을까요? 실제로 WinGHCi 환경에서 해당 코드를 돌려보았는데 0.03sec 가 나오는 것을 확인했습니다.
my.hs 파일에는 본문에서처럼 다음과 같이 간단한 코드만 포함되었습니다.
factorial 1 = 1
factorial n = n * factorial (n - 1)
그런데, 비교를 위해 동일한 계산을 C#에서 한번 해볼까요?
결과값이 long 형을 넘으니 .NET 4.0 의 "System.Numerics" 어셈블리에서 제공되는 BigInteger를 이용해 다음과 같이 코딩할 수 있습니다.
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
Stopwatch st = new Stopwatch();
st.Start();
BigInteger sum = new BigInteger(1);
for (int i = 1; i < 1000; i++)
{
sum *= i;
}
st.Stop();
Console.WriteLine((double)st.ElapsedMilliseconds / 1000 + "sec");
Console.WriteLine(sum);
Console.WriteLine();
}
}
출력값:
0.001 sec
...[1000! 계산값 생략]...
C#의 JIT 컴파일 등 복잡한 요소가 포함되긴 했지만, Haskell 역시 인터프리트 방식으로 속도에 손해를 보았기 때문에 둘 다 비슷한 패널티가 되었다고 가정해도 C#이 30배가 빠르다는 것은 왠지 미심쩍습니다. 미세한 시간 차이에서는 다른 요소들이 개입하는 경우 오차가 커질 수 있으니, ... 혹시 계산량을 늘리면 어떨까요?
다음은 각각의 계산값입니다.
1만
Haskell: 0.31 sec (38MB)
C#: 0.117 sec (12MB)
10만
Haskell: 31.45 sec (43MB)
C#: 20.219 sec (16MB)
100만
Haskell: 3934.42 sec (140MB)
C#: 2750.546 sec (26MB)
10만, 100만으로 계산해 보면 40% 정도 C# 이 빠르다는 것을 알 수 있습니다. 여기서 또 무시할 수 없는 것이 계산에 필요한 메모리 량입니다. Haskell 의 경우 100만 factorial 값을 계산하는 동안 꾸준히 ghc.exe 프로세스의 Commit 메모리 크기가 140MB 를 유지했습니다. 이런 거 10개를 동시에 계산하면 haskell 은 1.4 GB 의 메모리를 소비한다는 의미가 됩니다.
물론 코드량으로 보면, Haskell 은 2줄이지만, C# 은 (curly-braces 포함해서) 5줄이 필요하다는 차이가 있긴 합니다. ^^
(이 글의 결과가, 모든 함수형 언어를 대표하는 것은 아닙니다.)
참고로, 검색해 보니 다음의 자료를 찾을 수 있었습니다.
The Computer Language Benchmarks Game
; http://shootout.alioth.debian.org/index.php
"x64 Ubuntu™ Intel® Q6600® quad-core" 기준으로 가장 빠른 언어가 다음의 링크에 소개되는데요.
x64 Ubuntu : Intel® Q6600® quad-core
Computer Language Benchmarks Game
; http://shootout.alioth.debian.org/u64q/which-programming-languages-are-fastest.php
재미있게도... Ubuntu 대상 테스트이다 보니 사용된 C#은 Mono 플랫폼 기준으로 되어 있습니다.
끝맺기 전에 한가지 더... Haskell 이 아닌 F# 으로도 테스트를 해보았습니다. 10만 값으로 factorial 계산을 했을 때,
// I'm Really Digging F#
// http://diditwith.net/2007/10/26/ImReallyDiggingF.aspx
open System
let factorial n = Seq.fold ( * ) 1I [1I .. n]
let st = new Diagnostics.Stopwatch()
st.Start()
factorial 100000I
st.Stop()
Console.WriteLine (st.ElapsedMilliseconds)
수행 시간은 13초, 메모리 사용량은 26MB 였습니다. 100만은 1354초(약 22분) 메모리 사용량은 100MB ~ 180MB 였습니다.
첨부된 파일은 F#, C#의 예제를 포함하고 있습니다.
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