네이티브 컴파일 언어

네이티브 컴파일 언어의 가장 두드러진 특징은 뛰어난 실행 성능이다. 소스 코드가 특정 CPU 아키텍처와 운영체제를 위한 순수한 기계어로 미리 변환되어 실행되기 때문에, 프로그램 실행 시 추가적인 번역이나 해석 과정이 필요 없다. 이는 인터프리터 언어나 JIT 컴파일 방식과 비교할 때 결정적인 장점으로 작용한다. 특히 반복문 처리나 저수준의 메모리 연산이 빈번한 작업에서 그 성능 차이가 현저하게 나타난다.

이러한 고성능은 하드웨어 자원에 대한 직접적이고 효율적인 접근에서 비롯된다. 네이티브 컴파일 언어는 가상 머신이나 중간 계층 없이 하드웨어를 직접 제어할 수 있어, 메모리 관리와 시스템 콜 호출이 매우 빠르게 이루어진다. C 언어나 Rust와 같은 언어는 최소한의 런타임 오버헤드를 가지도록 설계되어, 운영체제 커널, 장치 드라이버, 임베디드 시스템 소프트웨어와 같이 성능이 극도로 중요한 분야에서 필수적으로 사용된다.

성능 최적화 측면에서도 네이티브 컴파일 언어는 강력한 장점을 지닌다. 정적 컴파일 과정에서 컴파일러는 대상 플랫폼의 세부 사항을 완전히 알고 코드를 최적화할 수 있다. 이는 특정 CPU의 명령어 집합을 활용한 최적화나 메모리 정렬 최적화 등을 포함하며, 결과적으로 생성된 실행 파일의 코드 크기를 줄이고 실행 속도를 높이는 효과를 가져온다. 고성능 컴퓨팅이나 게임 엔진과 같은 분야에서는 이러한 미세한 최적화가 전체 시스템 성능에 지대한 영향을 미친다.

네이티브 컴파일 언어의 가장 큰 특징 중 하나는 높은 플랫폼 의존성을 가진다는 점이다. 이는 소스 코드가 특정 운영체제와 CPU 아키텍처를 위한 기계어로 직접 컴파일되기 때문에 발생한다. 예를 들어, 윈도우 운영체제와 x86 아키텍처를 위해 컴파일된 실행 파일은 리눅스나 ARM 기반 맥에서는 그대로 실행할 수 없다. 이는 컴파일 과정이 해당 플랫폼의 특정 라이브러리, 시스템 콜, 그리고 명령어 집합에 맞춰져 있기 때문이다.

이러한 의존성은 개발자에게 크로스 플랫폼 호환성을 위한 추가 작업을 요구한다. 동일한 소스 코드를 다른 플랫폼에서 실행하려면, 각 대상 플랫폼에 맞는 컴파일러와 툴체인을 사용하여 해당 플랫폼 전용의 실행 파일을 새로 생성해야 한다. 이 과정은 C, C++, Rust와 같은 언어에서 흔히 이루어지며, Makefile이나 CMake와 같은 빌드 시스템을 통해 관리된다.

플랫폼 의존성은 장단점을 모두 가진다. 단점은 분명히 하나의 실행 파일이 모든 환경에서 작동하지 않는다는 불편함이다. 그러나 장점으로는, 컴파일러가 목표 하드웨어를 정확히 알고 최적화를 수행할 수 있어 매우 효율적인 네이티브 코드를 생성할 수 있다는 점이다. 이는 시스템 프로그래밍, 게임 엔진, 고성능 컴퓨팅 소프트웨어와 같이 하드웨어 자원을 극한으로 활용해야 하는 분야에서 결정적인 이점이 된다.

네이티브 컴파일 언어의 컴파일 과정은 소스 코드를 특정 하드웨어 플랫폼의 기계어로 직접 변환하는 일련의 단계를 의미한다. 이 과정은 일반적으로 정적 컴파일 방식으로 이루어지며, 실행 파일이 생성되기 전에 모든 변환 작업이 완료된다는 특징이 있다. 주요 단계로는 전처리, 컴파일, 어셈블, 링킹이 있으며, 이들은 순차적으로 진행되어 최종적으로 플랫폼에 종속적인 실행 파일을 만들어낸다.

컴파일 과정의 첫 단계는 전처리다. 이 단계에서는 소스 코드 내의 전처리기 지시문을 처리한다. 예를 들어, 헤더 파일의 내용을 삽입하거나 매크로를 확장하며, 조건부 컴파일 지시문을 평가한다. 다음으로 컴파일 단계에서는 전처리된 코드를 해당 프로그래밍 언어의 문법과 의미 규칙에 따라 분석하여, 중간 단계의 저수준 표현인 어셈블리어 코드로 변환한다.

마지막 두 단계는 어셈블과 링킹이다. 어셈블 단계에서는 생성된 어셈블리어 코드를 목적 파일이라는 형태의 기계어 코드로 변환한다. 이 목적 파일은 아직 실행 가능한 형태가 아니다. 링킹 단계에서는 하나 이상의 목적 파일과 필요한 라이브러리 코드를 결합하여, 최종적으로 운영체제가 로드하여 실행할 수 있는 하나의 완전한 실행 파일을 생성한다. 이렇게 생성된 파일은 인터프리터 언어나 가상 머신을 거치지 않고 직접 CPU에 의해 실행된다.

C와 C++는 네이티브 컴파일 언어의 가장 대표적인 사례로, 시스템 프로그래밍부터 고성능 애플리케이션까지 광범위한 분야에서 수십 년간 사용되어 왔다. 이들은 소스 코드를 특정 하드웨어 플랫폼의 기계어로 직접 변환하는 정적 컴파일 방식을 사용하여, 높은 실행 속도와 효율적인 하드웨어 제어를 가능하게 한다.

C 언어는 1970년대에 개발되어 운영체제와 시스템 소프트웨어 개발의 근간이 되었다. 그 설계 철학은 간결함과 효율성에 있으며, 저수준 메모리 조작이 가능하여 하드웨어에 가까운 프로그래밍을 지원한다. 이 특징으로 인해 운영체제, 디바이스 드라이버, 임베디드 시스템과 같은 분야에서 여전히 표준적인 언어로 자리 잡고 있다.

C++는 C 언어를 기반으로 객체 지향 프로그래밍과 제네릭 프로그래밍 등 다양한 패러다임을 추가한 언어이다. C와의 높은 호환성을 유지하면서도 클래스, 템플릿, 예외 처리와 같은 고수준 추상화 기능을 제공한다. 이로 인해 복잡한 소프트웨어 구조를 표현하는 동시에 C 수준의 성능을 요구하는 게임 엔진, 고빈도 거래 시스템, 데이터베이스 등의 개발에 널리 활용된다.

두 언어 모두 컴파일된 실행 파일은 특정 플랫폼에 종속적이라는 네이티브 컴파일 언어의 공통된 특징을 가지며, 이는 다른 아키텍처로의 이식 시 재컴파일을 필요로 한다. 그럼에도 불구하고 뛰어난 성능과 예측 가능한 자원 관리 덕분에 성능이 중요한 컴퓨팅 분야의 핵심 언어로서 그 입지를 굳건히 하고 있다.

Rust는 Mozilla Research에서 2010년 처음 공개한 시스템 프로그래밍 언어이다. 이 언어는 C와 C++와 같은 기존 네이티브 컴파일 언어가 가진 메모리 안정성 문제와 동시성 버그를 해결하는 것을 주요 목표로 설계되었다. 이를 위해 소유권(Ownership), 빌림(Borrowing), 라이프타임(Lifetime)이라는 독창적인 개념을 도입하여 컴파일 타임에 메모리 안전성과 데이터 레이스 없는 동시성을 보장한다. 이러한 설계 철학은 개발자가 하위 수준의 하드웨어 제어와 높은 성능을 유지하면서도 안전한 코드를 작성할 수 있게 한다.

Rust의 컴파일러는 LLVM(Low Level Virtual Machine)을 백엔드로 사용하여 소스 코드를 다양한 대상 플랫폼의 네이티브 기계 코드로 정적 컴파일한다. 이 과정에서 강력한 정적 타입 시스템과 앞서 언급한 소유권 시스템을 통해 철저한 검사를 수행하며, 검사를 통과하지 못하면 컴파일이 실패한다. 이는 런타임이 아닌 컴파일 시점에 많은 오류를 사전에 차단함으로써 안정성을 높인다. 결과물은 운영체제에 직접 의존하는 독립 실행 파일로 생성된다.

Rust는 Cargo라는 공식 빌드 시스템 및 패키지 관리자를 함께 제공하여 의존성 관리, 프로젝트 빌드, 테스트 실행, 문서 생성 등의 작업을 통합적으로 지원한다. 이러한 도구 생태계와 강력한 컴파일러의 결합은 현대적인 소프트웨어 개발 워크플로우를 잘 반영한다. 언어 설계의 초점이 안전성, 속도, 동시성에 맞춰져 있어 기존의 네이티브 언어를 대체할 수 있는 강력한 후보로 주목받고 있다.

주요 응용 분야로는 운영체제, 게임 엔진, 웹 브라우저 컴포넌트, 임베디드 시스템 및 블록체인 노드 개발 등이 있다. 특히 안전성과 성능이 모두 요구되는 시스템 소프트웨어 영역에서 그 활용도가 점차 확대되고 있다.

Go는 구글에서 개발한 정적 타입의 네이티브 컴파일 언어이다. C와 C++의 성능과 효율성을 목표로 하면서도, 현대적인 소프트웨어 개발에 필요한 간결한 문법, 강력한 표준 라이브러리, 그리고 효율적인 동시성 처리를 위한 설계를 특징으로 한다. 가비지 컬렉션을 지원하여 메모리 관리를 단순화했으며, 의존성 관리를 위한 강력한 모듈 시스템을 갖추고 있다.

Go 언어의 컴파일 과정은 빠른 빌드 속도를 중시한다. 컴파일러는 소스 코드를 직접 타겟 플랫폼의 기계어로 변환하여 독립적인 실행 파일을 생성하는 정적 컴파일 방식을 사용한다. 이로 인해 별도의 가상 머신이나 런타임 환경 없이도 컴파일된 바이너리 파일만으로 실행이 가능하다. 컴파일된 실행 파일은 특정 운영 체제와 CPU 아키텍처에 종속적이지만, 크로스 컴파일을 통해 다른 플랫폼용 실행 파일을 생성하는 것도 지원한다.

Go는 고루틴과 채널을 기반으로 한 경량 스레드 모델을 제공하여 동시성 프로그래밍을 비교적 쉽고 안전하게 구현할 수 있게 한다. 이는 네트워크 서버나 분산 시스템과 같이 많은 수의 동시 연결을 처리해야 하는 백엔드 개발 분야에서 큰 강점으로 작용한다. 또한 표준 라이브러리가 풍부하여 웹 서버 개발부터 암호화, 데이터 형식 처리에 이르기까지 광범위한 기능을 기본 패키지로 제공한다.

이러한 특징들 덕분에 Go는 클라우드 네이티브 애플리케이션, 마이크로서비스, 데브옵스 도구, 컨테이너 오케스트레이션 플랫폼(예: 도커, 쿠버네티스)의 핵심 구현 언어로 널리 채택되었다. 빠른 실행 속도, 간결한 배포, 효율적인 동시성 지원은 대규모 분산 시스템을 구축하는 데 매우 적합한 언어로 평가받는 이유이다.

포트란은 1950년대에 개발된 최초의 고수준 프로그래밍 언어 중 하나로, 과학 기술 계산 분야에서 널리 사용되어 왔다. 이 언어는 수치 계산과 공학 문제 해결에 특화되어 설계되었으며, 특히 행렬 연산과 수학적 계산의 효율성으로 유명하다. 초기에는 포트란 77과 같은 버전이 주류를 이루었으나, 현대에는 객체 지향 프로그래밍과 모듈화 기능을 지원하는 포트란 90, 포트란 2003, 포트란 2008 등의 표준으로 발전했다.

포트란은 네이티브 컴파일 언어의 전형적인 특징을 지닌다. 소스 코드는 컴파일러에 의해 특정 하드웨어 플랫폼의 기계어로 직접 변환되어 실행 파일을 생성한다. 이로 인해 인터프리터 언어나 가상 머신을 사용하는 언어에 비해 실행 속도가 매우 빠르며, 메모리 접근이 효율적이다. 이러한 특성은 대규모 수치 시뮬레이션, 기상 예보, 유체 역학 계산과 같은 고성능 컴퓨팅 분야에서 포트란의 지속적인 사용을 가능하게 했다.

주요 응용 분야로는 고성능 컴퓨팅, 계산 물리학, 계산 화학, 유한 요소 해석 등이 있다. 슈퍼컴퓨터에서 수행되는 많은 과학적 계산 코드는 여전히 포트란으로 작성되어 있으며, C++나 Rust와 같은 현대 언어와의 연동도 활발히 이루어지고 있다. 포트란 컴파일러는 GNU 포트란과 같은 오픈소스 프로젝트를 포함하여 여러 벤더에서 제공하고 있다.

네이티브 컴파일 언어의 가장 큰 장점은 뛰어난 실행 성능이다. 소스 코드가 특정 CPU 아키텍처에 최적화된 기계어로 미리 변환되어 있기 때문에, 프로그램 실행 시 추가적인 번역 과정이 필요 없다. 이로 인해 인터프리터 언어나 JIT 컴파일 방식을 사용하는 언어에 비해 프로그램의 시작 속도가 빠르고, 런타임 오버헤드가 적어 계산 집약적인 작업이나 실시간 처리가 요구되는 환경에서 유리하다.

또 다른 주요 장점은 하드웨어에 대한 직접적이고 세밀한 제어가 가능하다는 점이다. 메모리 관리를 프로그래머가 직접 수행할 수 있어 메모리 할당과 해제의 시기를 정밀하게 조절할 수 있으며, 포인터를 통한 저수준 메모리 접근이 가능하다. 이는 시스템 리소스를 극한으로 활용해야 하는 시스템 프로그래밍, 운영체제 개발, 장치 드라이버 작성, 그리고 임베디드 시스템과 같은 분야에서 필수적인 특성이다.

마지막으로, 독립적인 실행 파일을 생성한다는 점도 장점으로 꼽힌다. 정적 컴파일을 통해 생성된 실행 파일은 해당 플랫폼에서 별도의 런타임 환경이나 인터프리터 설치 없이 단독으로 실행될 수 있다. 이는 소프트웨어의 배포와 설치를 간편하게 만들며, 사용자 환경에 대한 의존성을 크게 줄여준다. 특히 C와 C++로 작성된 많은 응용 프로그램이 이러한 방식으로 배포되어 왔다.

네이티브 컴파일 언어는 여러 가지 장점에도 불구하고 몇 가지 명확한 단점을 지닌다. 가장 큰 단점은 플랫폼 의존성이다. 소스 코드가 특정 운영체제와 CPU 아키텍처를 위한 기계어로 컴파일되기 때문에, 한 플랫폼에서 생성된 실행 파일은 다른 플랫폼에서 그대로 실행할 수 없다. 예를 들어, 윈도우용으로 컴파일된 프로그램은 리눅스나 macOS에서 동작하지 않는다. 이는 개발자가 여러 타겟 플랫폼을 지원하려면 각 플랫폼별로 별도로 컴파일하고 테스트해야 하는 부담을 초래한다.

또 다른 단점은 컴파일 시간이 소요된다는 점이다. 특히 대규모 프로젝트의 경우 코드를 수정할 때마다 전체 또는 일부를 다시 컴파일해야 하며, 이 과정은 인터프리터 언어에 비해 상대적으로 시간이 많이 걸린다. 이는 개발의 반복적 사이클을 느리게 만들어 빠른 프로토타이핑이나 실험에는 불리한 환경을 만들 수 있다. 또한, 컴파일 과정 자체가 복잡하여 빌드 시스템과 의존성 관리에 대한 추가적인 학습과 설정이 필요하다.

메모리 안전성과 관련된 문제도 단점으로 꼽힌다. C나 C++와 같은 전통적인 네이티브 언어는 개발자에게 메모리 관리의 전적인 책임을 부여한다. 이로 인해 버퍼 오버플로우, 댕글링 포인터, 메모리 누수와 같은 저수준 오류가 발생하기 쉬우며, 이러한 오류는 보안 취약점이나 프로그램 충돌로 이어질 수 있다. 최신 언어인 Rust는 소유권 시스템을 통해 이 문제를 해결하려고 시도하지만, 이는 새로운 프로그래밍 패러다임을 요구하여 학습 곡선을 가파르게 만든다.

마지막으로, 네이티브 컴파일 언어는 일반적으로 가상 머신 기반 언어나 인터프리터 언어에 비해 생산성이 낮은 것으로 평가받는다. 하드웨어와 가까운 저수준 작업을 세밀하게 제어할 수 있는 대신, 가비지 컬렉션이나 높은 수준의 추상화를 기본으로 제공하지 않는 경우가 많아, 개발자는 시스템 리소스 관리에 더 많은 주의를 기울여야 한다. 이는 웹 개발이나 데이터 분석 같이 빠른 개발 속도가 중요한 분야에서는 상대적으로 덜 선호되는 이유가 된다.

네이티브 컴파일 언어는 운영체제 커널, 장치 드라이버, 시스템 유틸리티와 같은 시스템 프로그래밍의 핵심 영역에서 널리 사용된다. 이 분야는 컴퓨터 하드웨어를 직접 제어하고 시스템 자원을 효율적으로 관리하는 소프트웨어를 개발하는 것을 목표로 하며, 높은 성능과 안정성이 절대적으로 요구된다. 네이티브 컴파일 언어는 정적 컴파일을 통해 생성된 실행 파일이 운영체제와 하드웨어에 직접 통합되어 실행되므로, 이러한 요구사항을 충족시키기에 적합하다.

C 언어는 시스템 프로그래밍의 사실상 표준 언어로 자리 잡았다. 유닉스 운영체제의 개발과 함께 성장한 C는 하드웨어에 가까운 저수준 연산을 지원하면서도 높은 이식성을 제공하여, 현대 대부분의 운영체제와 핵심 시스템 소프트웨어의 기반이 되었다. 이후 등장한 C++는 객체 지향 및 일반화 프로그래밍 패러다임을 도입하면서도 C와의 호환성을 유지하여, 복잡한 시스템 소프트웨어와 성능이 중요한 응용 프로그램 개발에 활용되고 있다.

최근에는 메모리 안전성과 동시성 지원에 초점을 맞춘 Rust가 시스템 프로그래밍 분야에서 주목받고 있다. Rust는 컴파일 타임에 메모리 안전성을 보장하는 소유권 모델을 도입하여, C나 C++에서 흔히 발생하는 메모리 누수나 버퍼 오버플로우와 같은 취약점을 사전에 방지할 수 있다는 장점이 있다. 이로 인해 운영체제 개발, 웹 브라우저 엔진, 암호학 라이브러리 등 안정성이 극히 중요한 시스템 소프트웨어 개발에 점차 채택되고 있다.

이러한 언어들을 사용한 시스템 프로그래밍의 결과물은 컴퓨팅 생태계의 근간을 이룬다. 리눅스 커널, 윈도우 NT 커널, 데이터베이스 관리 시스템, 고성능 웹 서버 등이 대표적인 사례이다. 이들은 모두 네이티브 컴파일 언어의 빠른 실행 속도와 하드웨어에 대한 직접적인 제어 능력을 바탕으로 시스템의 안정성과 효율성을 극대화한다.

네이티브 컴파일 언어는 고성능 컴퓨팅 분야의 핵심적인 기반 기술이다. 이 분야는 슈퍼컴퓨터나 대규모 컴퓨팅 클러스터를 활용하여 복잡한 과학적 계산, 기상 예보, 유체 역학 시뮬레이션, 유전체 분석과 같은 방대한 계산 작업을 수행하는 것을 목표로 한다. 이러한 작업은 수천, 수만 개의 CPU 코어를 동시에 활용하며, 최대한의 하드웨어 성능을 이끌어내는 것이 관건이다. 네이티브 컴파일 언어는 소스 코드를 특정 하드웨어의 기계어로 직접 변환하므로, 인터프리터 언어나 가상 머신을 거치는 언어에 비해 실행 오버헤드가 극히 적고, 메모리 접근과 CPU 명령어 실행이 매우 효율적이다.

C 언어와 C++은 오랫동안 고성능 컴퓨팅의 표준 언어로 자리잡아 왔다. 특히 MPI와 OpenMP와 같은 병렬 프로그래밍 라이브러리와의 호환성이 뛰어나며, 컴파일러 기술이 매우 성숙하여 다양한 하드웨어 아키텍처에 대해 최적화된 코드를 생성할 수 있다. 과학 계산의 초기부터 사용된 포트란 역시 수치 계산에 특화된 언어로서, 현대의 고성능 포트란 컴파일러들은 벡터화 및 병렬화에 뛰어난 성능을 보여주며 여전히 많은 과학 코드에서 사용된다.

최근에는 Rust와 Go 같은 현대적인 네이티브 컴파일 언어도 고성능 컴퓨팅 영역에 진출하고 있다. Rust는 메모리 안전성을 보장하면서도 C/C++에 필적하는 성능을 제공하여, 대규모 병렬 시스템에서 발생하기 쉬운 메모리 관련 오류를 근본적으로 방지할 수 있는 잠재력을 가진다. Go는 간결한 문법과 강력한 동시성 모델을 바탕으로, 고성능 컴퓨팅의 일부 영역, 특히 분산 컴퓨팅이나 클라우드 기반의 대규모 데이터 처리 작업에 적용되고 있다.

고성능 컴퓨팅에서 네이티브 컴파일 언어의 성능은 단순히 실행 속도뿐만 아니라, 컴파일러 최적화를 통한 하드웨어 특성 활용도에 달려있다. 인텔 제온 프로세서나 AMD EPYC 프로세서, ARM 기반의 퓨전웨이 슈퍼컴퓨터 프로세서와 같은 특정 CPU의 SIMD 명령어 세트를 직접 활용하거나, GPU를 이용한 가속 컴퓨팅을 위한 코드를 생성할 수 있어, 극한의 성능을 요구하는 계산 작업에 필수적이다.

게임 개발 분야는 성능이 가장 중요한 요소 중 하나로, 네이티브 컴파일 언어가 널리 사용되는 대표적인 응용 분야이다. 게임 엔진의 핵심 모듈, 그래픽 렌더링 파이프라인, 물리 엔진, 네트워크 처리 등 실시간으로 대량의 데이터를 처리해야 하는 부분에서 네이티브 코드의 높은 실행 속도와 효율적인 하드웨어 제어 능력이 필수적이다. 특히 C++는 언리얼 엔진과 유니티 (게임 엔진)의 핵심 언어로 채택되어 대부분의 상업용 게임 개발의 표준 언어 역할을 하고 있다.

Rust와 같은 현대적인 네이티브 언어도 게임 개발 분야에서 주목받고 있다. Rust는 C++와 유사한 성능을 제공하면서도 메모리 안전성을 보장하여, 크래시나 보안 취약점의 원인이 되는 메모리 오류를 컴파일 타임에 방지할 수 있다는 장점이 있다. 이는 대규모 게임 프로젝트의 복잡한 코드베이스를 관리하고 디버깅하는 데 유리하며, 일부 인디 게임 개발자나 새로운 게임 엔진 프로젝트에서 점차 도입되고 있다.

네이티브 컴파일 언어를 사용한 게임은 플랫폼 의존성으로 인해 각 플랫폼별로 별도의 컴파일 과정이 필요하다. 예를 들어 윈도우, 플레이스테이션, 엑스박스 등 다양한 콘솔 게임 플랫폼에 게임을 출시하려면 각 플랫폼의 SDK와 컴파일러를 사용하여 해당 하드웨어의 기계어로 재컴파일해야 한다. 이 과정은 개발 비용과 시간을 증가시키지만, 각 플랫폼의 성능을 최대한 끌어낼 수 있다는 결정적인 장점이 있다.

네이티브 컴파일 언어는 임베디드 시스템 분야에서 핵심적인 역할을 담당한다. 임베디드 시스템은 특정 기능을 수행하기 위해 더 큰 기계나 장치 내에 포함된 전용 컴퓨터 시스템으로, 자동차의 엔진 제어 장치, 가전제품, 산업용 로봇, 의료 기기 등에 광범위하게 사용된다. 이러한 시스템은 제한된 계산 자원과 메모리를 가지며, 실시간으로 신뢰성 높은 응답이 요구되는 경우가 많다. 따라서 실행 속도가 빠르고 메모리 접근이 효율적이며 하드웨어를 직접 제어할 수 있는 네이티브 컴파일 언어가 최적의 선택지가 된다.

C와 C++는 임베디드 시스템 프로그래밍의 사실상 표준 언어로 자리 잡았다. 이들은 어셈블리어에 가까운 저수준 하드웨어 제어가 가능하면서도 높은 이식성을 제공하며, 정적 컴파일을 통해 최소한의 런타임 오버헤드로 실행 파일을 생성할 수 있다. 특히 마이크로컨트롤러와 같은 제한된 환경에서 운영체제 없이 직접 펌웨어를 작성하는 데 널리 사용된다. Rust는 메모리 안전성을 보장하면서도 C/C++에 준하는 성능과 하드웨어 제어 능력을 제공하는 현대적인 대안으로, 안전성이 중요한 임베디드 응용 분야에서 주목받고 있다.

네이티브 컴파일 언어를 사용한 임베디드 소프트웨어는 크로스 컴파일 환경에서 개발되는 경우가 많다. 이는 개발용 PC와 같은 호스트 머신에서 코드를 작성하고 컴파일하되, 목표가 되는 ARM이나 AVR과 같은 특정 임베디드 프로세서 아키텍처용 기계어 코드를 생성하는 방식을 의미한다. 생성된 실행 파일은 플래시 메모리나 ROM에 프로그래밍되어 장치에 탑재된다. 이 과정에서 언어의 플랫폼 의존성은 크로스 컴파일러와 표준 라이브러리의 지원을 통해 관리된다.

임베디드 시스템의 주요 응용 분야별로 선호되는 네이티브 언어의 특성이 활용된다. 자율 주행 및 자동차 전자 제어 장치에서는 실시간성과 안정성이 필수적이어서 C와 Ada가 많이 사용된다. 사물인터넷 장치와 웨어러블 기기에서는 저전력과 작은 메모리 공간이 중요하며, C와 Rust가 적합하다. 한편, 산업 자동화와 로봇공학 분야의 복잡한 제어 시스템에서는 객체 지향과 템플릿 같은 고수준 추상화가 가능한 C++의 사용이 두드러진다.