파이썬은 개발 생산성과 뛰어난 생태계 덕분에 가장 인기 있는 언어 중 하나지만, 실행 속도 면에서는 늘 아쉬움을 남깁니다. 파이썬 인터프리터 방식과 동적 타이핑 특성으로 인해 느린 이유에 대한 자세한 내용은 이전에 포스팅한 글을 참고해주세요
2025.09.26 - [Dev/Python(AI)] - [Python (AI)] 파이썬은 왜 느릴까? : 인터프리터 방식과 동적 타이핑 특성 등 샅샅이 파헤치기
[Python (AI)] 파이썬은 왜 느릴까? : 인터프리터 방식과 동적 타이핑 특성 등 샅샅이 파헤치기
파이썬(Python)은 배우기 쉽고, 간결한 문법, 방대한 라이브러리로 인해 전 세계적으로 가장 사랑 받는 프로그래밍 언어 중 하나입니다. 하지만 파이썬을 사용하면서 종종 느리다는 평가를 듣게
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이러한 성능의 벽에 부딪힌 현대 프로그래밍 환경은 필연적으로 파이썬보다 빠르면서도 현대적인 대안을 찾게 만들었고, 그 결과 러스트(Rust)와 줄리아(Julia)라는 혁신적인 언어들이 등장했습니다.
이들이 파이썬의 느린 속도와 기존 고성능 언언의 복잡성이라는 두 마리 토끼를 어떻게 잡으려 하는지 집중적으로 살펴보겠습니다.
러스트(Rust) : 시스템 프로그래밍의 안전 혁명
러스트(Rust)는 메모리 안전성을 보장하면서 C++ 수준의 빠른 성능을 목표로 하는 차세대 시스템 프로그래밍 언어입니다. 러스트는 C/C++이 가진 수동 메모리 관리의 위험성을 근본적으로 해결하여 고성능과 안정성을 모두 잡았습니다.
핵심 혁신 : 소유권(Ownership) 시스템
러스트의 가장 큰 특징은 소유권(Ownership) 시스템입니다. 이는 코드를 컴파일하는 시점에 메모리 해제 오류나 데이터 경쟁(Data Race)과 같은 위험한 버그를 미리 잡아내는 혁신적인 문법입니다.
- 컴파일러가 안전 관리 : 러스트는 메모리 버그가 있는 코드는 아예 실행 파일로 만들어 주지 않습니다. 이는 개발자가 런타임에 발생할 수 있는 치명적인 오류를 걱정할 필요가 없게 만듭니다.
- GIL 불필요 : 파이썬이 GIL(Global Interpreter Lock)을 메모리 안전성을 확보하지만 병렬 처리에 제약이 생기는 것과 달리, 러스트는 소유권 시스템 덕분에 GIL 없이도 안전하고 빠르게 멀티 스레드 병렬처리를 수행합니다.
러스트의 역할 : 파이썬의 성능 코어 대체
러스트는 현재 파이썬의 느린 코어 연산 부분을 대체하는 백엔드 언어로 각광 받고 있습니다. 파이썬의 복잡한 데이터 처리 루프를 러스트로 작성하여 성능을 극대화하고, 이를 파이썬 모듈처럼 쉽게 가져와 사용하는 방식입니다. 예를 들어 최근 주목받는 고성능 데이터 프레임 라이브러리 Polars 등이 러스트를 기반으로 개발되었습니다.
줄리아(Julia) : 두 언어 문제를 해결한 과학 계산의 이상향
줄리아(Julia)는 쉬운 문법(파이썬)과 빠른 속도(C언어)를 모두 갖춰, 과학 및 수치 계산 분야의 두 언어문제를 해결하기 위해 등장한 언어입니다.
줄리아가 등장한 이유 : 두 언어 문제(Two-Language Problem)
과학 컴퓨팅 분야에서는 개발자는 코딩하기 쉬운 파이썬으로 알고리즘을 설계하지만, 성능이 중요한 핵심 부분은 결국 C나 C++로 다시 포팅(Porting)해야하는 비효율이 존재했습니다. 줄리아는 이 불편함을 없애고자 했습니다.
줄리아의 핵심 혁신 : JIT와 다중 디스패치
줄리아는 JIT(Just-In-Time) 컴파일 방식과 독특한 자중 디스패치(Multiple Dispatch)를 통해 이 문제를 해결했습니다.
- JIT 컴파일 : 파이썬처럼 인터프리터처럼 사용되지만, 프로그램 실행 도중에 자주 사용되는 코드를 식별하여 C언어처럼 빠른 기계어로 컴파일합니다. 파이썬의 느린 인터프리터 오버헤드를 근본적으로 우회합니다.
- 다중 디스패치 : 함수 호출시 인수의 자료형 조합에 따라 최적의 함수 구현을 선택합니다. 이를 통해 동적 타이필 언어의 유연성을 유지하면서도, 컴파일러가 자료형 정보를 기반으로 최적화된 고성능 코드를 생성할 수 있게 됩니다.
줄리아의 접근성 : 코랩(Colab) 런타임 지원
줄리아는 코드가 수학적 표기법과 유사하여 배우기 쉽고 구글 코랩(Colab)의 런타임 환경으로도 선택할 수 있습니다. 이는 복잡한 설치 과정 없이 연구자와 엔지니어들이 줄리아의 고성능을 즉시 활용할 수 있게하여 접근성을 높이고 있습니다.
결론 : 파이썬의 대안을 찾는 시대
파이썬의 인기는 여전히 강력하지만, 러스트와 줄리아는 현대 컴퓨팅이 요구하는 최고속도, 메모리 안전성, 그리고 계산 효율성이라는 새로운 표준을 제시하고 있습니다. 러스트는 시스템의 견고함을 줄리아는 과학 계산의 간결함과 속도를 혁신적으로 끌어올리며, 개발자들에게 프로젝트의 목표에 따라 생산성을 넘어 성능까지 고려한 최적의 도구를 선택할 수 있는 기회를 제공하고 있습니다.
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