실시간 시뮬레이션의 핵심 계약은 시간 진행과 계산 자원이 서로 영향을 준다는 점입니다. 한 틱 안에서 반드시 순서대로 확정할 규칙과 늦춰도 되는 작업을 나누고, 밀린 시간을 따라잡는 상한과 결과가 현재 상태에 적용될 조건을 함께 정해야 합니다.
20Hz의 50ms 틱 예산과 흡수 여유
20Hz는 한 틱이 50ms마다 시작한다는 뜻입니다. 전투 15ms + AI 12ms + 직렬화 8ms = 35ms를 쓰면 남은 15ms는 빈 시간이 아니라 scheduler·GC·shared lock·network/DB 대기와 burst를 흡수할 여유입니다. 평균만 보지 말고 틱 p99·최악 틱·단계별 CPU와 wall time·queue age를 측정해야 하며, 접속자 수가 같아도 한 지역의 투사체/NPC 밀집은 후보 충돌 비용을 크게 키울 수 있습니다.
틱 주기를 늘리면 계산 시간이 생길 수 있지만 입력 반응·충돌·쿨다운·공정성도 바뀝니다. 원인을 모른 채 주기만 늘리지 않습니다.
동일 총 dt와 수치 적분 결과 차이
명시적 Euler는 각 step에서 현재 값을 사용해 x+=v*dt; v+=a*dt를 순서대로 적용하는 근사입니다. x=0,v=0,a=1에서 dt=0.1을 한 번 적용하면 먼저 x=0을 쓰고 v=0.1이 되어 결과는 x=0,v=0.1입니다. dt=0.05를 두 번 적용하면 첫 step 뒤 x=0,v=0.05, 둘째 뒤 x=0.0025,v=0.1이 됩니다. 두 계산은 같은 100ms를 다루지만 중간 상태를 거쳐 근사하기 때문에 위치가 다르고, 정확한 해는 x=0.005입니다.
큰 step은 중간 충돌·입력·timer 순서를 건너뛸 수도 있습니다. fixed dt는 재현을 돕지만 부동소수점·입력 순서·난수·병렬 결과까지 고정해야 합니다. variable dt는 최대 step·substep·필요한 연속 충돌 정책을 정하고 CPU 비용과 오차를 같이 봅니다.
Catch-up step 상한과 simulation 시간 의미
밀린 simulation 시간을 무제한 틱으로 따라잡으려 하면, 따라잡는 계산이 새 입력 처리를 더 밀어 다시 지연을 키우는 악순환이 됩니다. 그래서 한 번에 처리할 최대 catch-up step 수와 시간 예산을 정하고, 비핵심 작업 생략과 유입 제한도 함께 정합니다.
실제 wall time과 simulation time의 차이를 관측하면서 cooldown·권한 만료·상점/경제 timer 중 어느 시계를 각 규칙의 기준으로 쓸지 명시해야 합니다. 모든 시간을 몰래 버리는 것도 규칙 변경이므로, 버린 시간의 처리 결과를 따로 정해야 합니다.
| 작업 | 분산 가능성의 예 |
|---|---|
| 권위 입력·충돌 | 규칙상 필요한 순서·시간 유지 |
| 일부 AI·경로 탐색 | 허용 지연·이전 계획·세대 검사 |
| 통계·비핵심 갱신 | batch·주기 분산 가능 |
| 외부 저장 | 틱에서 대기하지 않되 내구/queue 계약 |
| 피해·권한 만료 | 조기/지연이 규칙을 바꾸는지 검사 |
그림을 글로 읽기
- 틱 · 입력·권위 상태
- 즉시 전투·충돌
- bounded AI/경로 worker
- 틱 경계 · world/대상 version 검사
- 틱 · 입력·권위 상태 → 즉시 전투·충돌: 규칙상 순서
- 틱 · 입력·권위 상태 → bounded AI/경로 worker: 불변 입력·예산
- 즉시 전투·충돌 → 틱 경계 · world/대상 version 검사: 확정 상태
- bounded AI/경로 worker → 틱 경계 · world/대상 version 검사: 늦은 결과 조건부 적용
worker 결과가 나오는 동안 문이 닫혔거나 대상 ID가 재사용됐으면 path가 오래됐을 수 있습니다. world version·entity generation·입력 snapshot을 붙이고 폐기/재계산/이전 안전 계획을 정합니다. 복사 비용·queue 대기·폐기율도 분산의 전체 비용입니다.
Timer 만료 탐색 비용과 Callback 실행 비용
NPC가 같은 시각에 생성되어 매 1초마다 갱신되면 만료 시각이 한 틱에 몰려 반복 파도를 만들고, 그때 만료 탐색과 실제 callback 실행 비용도 같은 틱에 겹칠 수 있습니다. 허용 오차가 있는 작업은 안정된 phase·jitter·round-robin으로 만료 시각을 분산하고, 만료 탐색 비용·callback queue에 쌓이는 비용·실행 budget을 따로 계산합니다. 반대로 deadline이 같은 중요한 피해 판정에는 임의 jitter를 넣으면 판정 시각이 달라져 공정성이 바뀔 수 있습니다.
밀린 callback 전부를 다음 틱에 실행하면 다시 포화됩니다. 회차 누락/합치기 정책·최대 지연·최소 진행을 정하고 만료 시각·실행 시각·중복·skip·가장 오래된 항목을 관측합니다. timer 자료구조가 빨라도 callback 비용을 없애지는 않습니다.
집중 부하의 규칙 보존과 반응성 비교
비교표에는 같은 입력과 seed에서 최종 위치만 적지 말고 각 틱의 입력 적용 시각, 충돌 순서, timer 만료 시각, 폐기된 worker 결과, 틱 p99를 함께 남깁니다. 예측 가능한 결과는 fixed-step의 동일 입력이 같은 simulation 시간선을 재현하는 것이며, 그 조건이 깨지면 적분 방식보다 입력·난수·병렬 적용 순서를 먼저 조사합니다.
동일 입력·seed의 fixed/variable step에서 위치·에너지·충돌·timer와 CPU를 비교합니다. 지역 집중·동시 만료·느린 worker·queue 포화·catch-up 상한을 시험합니다. 이 노트는 simulation 예산 설계이며 실제 게임 server 부하 시험 결과는 아닙니다.