모든 일의 중심에는 CPU가 있다.




CPU는 "Central Processing Unit" 의 약자로서, 중앙 처리 장치라는 뜻입니다.

흔히 CPU에 대해서 설명할 때 가장 자주 하는 비유가 “사람의 뇌와 같다”라는 것인데, 크게 다르지 않습니다. 컴퓨터가 등장하게 된 이유, 발전하게 된 이유는 사람이 해야 할 단순반복적인 계산을 보다 빠르고 효율적으로 처리하기 위해서니까요. 컴퓨터내에서 하는 모든 작업은 이 CPU를 통해서 계산되고 처리됩니다. 아주 단순하게 인터넷창을 열었다가 닫았다가 메모장에 글자를 치고 지우고 하는 단순한 일조차 모두 CPU를 통해야 합니다. 그렇기 때문에 CPU는 컴퓨터에서 가장 중요한 장치입니다.


CPU에 대해서 보다 기계적인 시각으로 접근한다면 “트랜지스터의 집합체”라고 할 수 있습니다. 0과 1로 구분되는 기계적인 신호를 표현할 수 있는 트랜지스터 몇 개를 집적해놓았느냐에 따라서 CPU의 성능이 차이를 보이게 됩니다. 최근에 출시한 CPU들의 경우는 10억개이상의 트랜지스터를 내장함으로써, 과거에는 상상조차 못했던 성능을 보여주고 있죠.



▲ 집적도는 기하급수적으로 상승하고 있습니다.



CPU에 대해서 정보를 찾아보면 나오는 기본정보들을 보면서 얘기해봅시다.



▲ 흔히 볼 수 있는 상품설명입니다. 동작 속도에 주목합시다.



우리가 CPU의 성능에 대해서 이야기할 때 가장 먼저 나오는 "동작 속도(클럭)"에 대해서 얘기를 해봅시다. 앞서 말했듯이 트랜지스터의 집합인 CPU를 큰 공장이라고 한다면 각각의 트랜지스터는 공장안에서 일하는 일꾼들이 될 것입니다. 모든 일꾼들이 같은 속도로 일하지는 않겠지요? 빠르게 일하는 일꾼도 있을 것이고 느리고 일하는 일꾼도 있을 것입니다. 이렇게 CPU 내부의 일꾼들이 얼마나 재빠르게 일하는 지에 대한 수치가 바로 "동작 속도(클럭)"입니다.


이러한 일꾼들이 일하기 위해서는 일감이 필요하고, 또 완료된 작업결과들을 재빠르게 밖으로 옮겨야겠죠? 이러한 일감과 완료된 결과물 옮기는 통로를 우리는 "데이터버스"라고 합니다. 인텔과 AMD는 각각 다른 방식으로 데이터를 옮기는 통로에 대한 규칙을 각각 정해놓은 상태이고요.(그러한 규칙을 인텔은 QPI, AMD는 HTT 라고 합니다.) 이해가 되셨는지요?

 

하나의 일을 예로 들어보겠습니다.





테라의 엘린을 만들어야 한다고 가정합시다! CPU에서는 필요한 재료들을 요청하고 필요한 재료들이 순서대로 데이터통로를 통해서 CPU로 들어가게 됩니다. CPU는 이러한 재료들을 받아서 정해진 속도(클럭)대로 트랜지스터들에게 일을 시킵니다. 결과물이 나오면 다시 데이터통로를 통해서 다음 단계로 보내는 것이죠. 이것이 CPU가 하는 일의 전부입니다. 세부적으로 살펴보면 복잡한 구동원리가 있지만 컴퓨터를 통해서 하는 모든 작업이 이 과정을 거친다는 것만 아셔도 충분합니다.


과거에는 CPU라는 틀 안에 1개의 코어만이 있었지만, 기술의 발전으로 점점 많은 코어를 장착할 수 있게 되었습니다. 그리하여 현재는 6개의 코어를 CPU안에 담을 수 있게 되었지요. (서버군은 논외로 하겠습니다.) 물론 코어의 수가 늘어난다고 해서 모든 작업들이 비례적으로 빨라지진 않지만 특정 작업들에 있어서 기존의 CPU와는 차원을 달리하는 높은 효율을 보여주고 있습니다. 단지 클럭만으로 CPU의 용도를 구분할 수 밖에 없었던 과거와 비교해서 자신이 주로 하는 작업에 맞는 코어갯수를 선택하여 보다 효율적인 시스템을 구성할 수 있게 된 것이죠.


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