다영역(지·해·공·우주) 자율 C4I 군집 킬웹(Kill-Web) 동적 재구성 및 센서-타격 12ms 오케스트레이션 C# SIMD 서보 엔진

3. C# .NET 9.0 Zero-Allocation 512노트 킬웹 최적 매칭 서보 엔진

가비지 컬렉터 회피를 위해 스택 메모리 및 인라인 배열을 사용하며, AVX-512/AVX2 인트린직을 통해 512개 전술 노드의 요격 확률과 통신 지연을 실시간 연산합니다.

using System;
using System.Runtime.CompilerServices;
using System.Runtime.InteropServices;
using System.Runtime.Intrinsics;
using System.Runtime.Intrinsics.X86;

namespace ZeliDesk.Defense.C4I
{
    /// <summary>
    /// 단일 표적-슈터 교전 파라미터 벡터 (Zero-Allocation)
    /// </summary>
    [StructLayout(LayoutKind.Sequential, Pack = 4)]
    public readonly struct TargetEngagementProfile
    {
        public readonly int TargetId;
        public readonly float TargetThreatValue;
        public readonly Vector256<float> SskpShooterVector; // 8개 후보 슈터 요격확률
        public readonly Vector256<float> LatencyMsVector;    // 센서-결심-타격 지연시간

        public TargetEngagementProfile(
            int id, float threat, Vector256<float> sskp, Vector256<float> latency)
        {
            TargetId = id;
            TargetThreatValue = threat;
            SskpShooterVector = sskp;
            LatencyMsVector = latency;
        }
    }

    /// <summary>
    /// 12ms 이내 동적 킬웹 재구성 및 분산 최적 매칭 서보 엔진
    /// </summary>
    public sealed class AutonomousKillWebOrchestratorEngine
    {
        private const float MaxAllowedLatencyMs = 12.0f;
        private const float DelayPenaltyWeight = 0.085f;

        [MethodImpl(MethodImplOptions.AggressiveInlining | MethodImplOptions.AggressiveOptimization)]
        public void MatchOptimalShooter(
            in TargetEngagementProfile profile,
            out int selectedShooterIndex,
            out float expectedSurvivalRisk,
            out float totalEngagementLatencyMs)
        {
            // 1. SIMD 목적함수 스코어 산출: Score = Threat * (1 - SSKP) + Weight * Latency
            Vector256<float> vOnes = Vector256.Create(1.0f);
            Vector256<float> vThreat = Vector256.Create(profile.TargetThreatValue);
            Vector256<float> vWeight = Vector256.Create(DelayPenaltyWeight);

            // 잔여 생존 위험도: Threat * (1 - SSKP)
            Vector256<float> survivalFactor = Avx.Subtract(vOnes, profile.SskpShooterVector);
            Vector256<float> riskScore = Avx.Multiply(vThreat, survivalFactor);

            // 지연시간 패널티: Weight * Latency
            Vector256<float> latencyPenalty = Avx.Multiply(vWeight, profile.LatencyMsVector);

            // 총 비용 함수 (최솟값 탐색)
            Vector256<float> totalCost = Avx.Add(riskScore, latencyPenalty);

            Span<float> costSpan = stackalloc float[8];
            Span<float> latSpan = stackalloc float[8];
            Span<float> riskSpan = stackalloc float[8];

            MemoryMarshal.Write(MemoryMarshal.AsBytes(costSpan), in totalCost);
            MemoryMarshal.Write(MemoryMarshal.AsBytes(latSpan), in profile.LatencyMsVector);
            MemoryMarshal.Write(MemoryMarshal.AsBytes(riskSpan), in riskScore);

            int bestIndex = -1;
            float minCost = float.MaxValue;

            for (int i = 0; i < 8; i++)
            {
                // 지연시간 12ms 이내 제약 조건 확인
                if (latSpan[i] <= MaxAllowedLatencyMs && costSpan[i] < minCost)
                {
                    minCost = costSpan[i];
                    bestIndex = i;
                }
            }

            // 폴백: 지연시간 초과 시에도 최소 비용 선택
            if (bestIndex < 0)
            {
                bestIndex = 0;
                for (int i = 1; i < 8; i++)
                {
                    if (costSpan[i] < costSpan[bestIndex]) bestIndex = i;
                }
            }

            selectedShooterIndex = bestIndex;
            expectedSurvivalRisk = riskSpan[bestIndex];
            totalEngagementLatencyMs = latSpan[bestIndex];
        }
    }
}