CPU 기본개념 (하는 일, 제조공정, 클럭, 코어, 스레드, 캐시메모리, 가상화지원)

CPU (또는 프로세서) 가 하는 일

연산, 정보 이동, 다른 구성 요소의 작업 제어. 저장은 하지 않는다.

 

 

제조공정

CPU 내부 회로의 굵기를 의미한다.

CPU 사양에 64nm, 45nm 와 같이 나노미터(nm) 단위로 제조공정을 표기한다.

굵기가 얇을수록 전자가 옆 회로로 이동하는 거리가 짧아져 필요 전압, 전력 소모, 발열량도 감소한다.

같은 CPU 사양이라도 제조공정에 따라 소비전력이 다르며 CPU 성능 또한 다르다.

제조공정이 미세할수록 더 많은 회로가 CPU 안에 들어갈 수 있어 CPU 성능이 좋다고 보면 된다.

더 많은 트랜지스터를 집적할 수 있기 때문이다.

 

클럭 (Clock) 

클럭은 동작 주파수다.CPU 의 속도를 나타내는 단위다.

클럭은 1초 동안 처리할 수 있는 데이터의 양이라고 볼 수 있다.단위는 Hz를 쓴다.

클럭이 높으면 빠른 CPU 라고 할 수 있는데,

클럭 당 효과적으로 일을 처리할 수 있는 품질이 다르기 때문에

같은 클럭이어도 속도 차이가 많이 날 수 있다.

 

클럭을 올려도 발열 때문에 CPU가 불탈 수 있다. 

이런 싱글코어의 한계 때문에 2005년도에 AMD 에서 최초로 듀얼 코어를 만드는데, 당시에는 혁명이었다고 한다.

즉, 코어를 두 개 만들어서 클럭을 분산시키는 것이다.

 

점차 듀얼코어, 쿼드코어, 헥사코어, 옥타코어... 발전을 거듭한다.

이로써 발열은 어느정도 해결되었음에도 현재도 클럭에 따른 발열 문제가 여전하다고 한다.

그래서 쿨러가 있는 것이다. 

※ 오버클럭이라는 건 클러의 성능을 최대로 한계까지 올리고자 사용자가 임의로 무언가 하는 것..! 

 

 

코어 (Core)

코어는 CPU 의 핵심역할이다.

코어는 일하는 사람이라고 생각하면 된다.

코어가 많으면 작업하는 사람이 많아지므로 이론적으로는 한 번에 더 많은 일을 처리할 수 있게 된다.

하지만 중요한 것은 한 번에 처리하는 작업량이 2배가 되는 것이지 속도가 2배가 되는 것은 아니다.

오히려 1개의 코어가 하는 일을 2개 이상의 코어가 나눠서 하며 나타나는 부딪힘이나 비효율이 있다. 요새는 거의 프로그램으로 제어가 된다고 한다.

 

 

고 클럭과 다 코어 중 뭐가 좋은 CPU ?

 

 

이런 식으로 코어와 클럭을 가지고 성능에 대한 고민을 많이 하는 것 같다.

같은 제품군의 유사한 CPU 를 비교할 때는 클럭 속도만으로 비교하기 좋다.

하지만 예전 CPU 와 최신 CPU 를 비교한다면 최신 건이 클럭 속도가 더 느려도, 그 안에 더 많은 작업을 할 수 있기 때문에 단순히 클럭만으로 판단할 수 없다고 한다.

 

단순히 CPU 수치를 가지고 어떤 컴퓨터가 더 빠르거나 느리거나를 알 수는 없다.

대부분의 사람들은 일정 성능 이상의 CPU 를 비교하여 체감할 수 없을 것이다.

특히 일반 사람들이 컴퓨터로 하는 웹서핑, 비디오 재생, 음악듣기와 같은 기능들을 CPU 의 성능을 굳이 따지지 않아도 될 만큼 CPU 성능이 좋다.

 

 

 

스레드 (Thread)

스레드는 CPU 내부에서 실질적으로 업무를 수행하는 가장 작은 단위다.

일반적으로 1개의 코어 = 1개의 스레드.

하나의 코어가 작업을 할 때에 자잘한 실행을 나눠서 코어가 최고로 효율적으로 도와주는 것이다.

스레드는 메모리를 공유하고 정보교환을 함으로 코어 속도가 빨라지게 도와준다.

 

캐시 메모리

캐시 메모리는 단기기억용량이다.

자주 사용하는 데이터를 빠르게 불러오기 위해 넣어놓는 곳이다.

CPU가 하나의 데이터를 처리하는 동안 메인 메모리로부터 다음에 처리할 데이터를 불러와 대기하는 곳이기도 하다.

같은 클럭과 코어를 가진 CPU 에서 캐시 메모리의 속도와 용량에 따라 CPU 의 성능과 가격이 결정되기도 한다.

 

HDD: 은행에서 번호표를 뽑고 기다린 뒤 현금을 뽑는다.

SSD: 은행 안에 있는 ATM 기기에서 현금을 뽑는다.

RAM:근처 편의점이나 흔하게 보이는 ATM에서 현금을 뽑는다.

캐시: 주머니 속 지갑에서 현금을 꺼낸다. 

 

 

가상화 지원 

운영체제 안에 또 다른 운영체제를 구동하는 것을 말한다.

윈도우 구동 후 그 안에 프로그램을 실행하듯 리눅스나 다른 운영체제를 구동할 수 있는 기술을 말한다.

 

 

 

 

실제로 CPU 살펴보기

 

- 제조공정 22nm,

- 클럭은 2.6GHz (코어 스피트가 1.2GHz 로 표시되는 건 처리 데이터가 적을 때 클럭을 낮추어 전력소모를 줄이는 기술이 적용되었기 때문)

- 코어 12개

- 스레드 24개

- 캐시 30Mb

* L1,L2 의 L 은 Level 을 말하는 것이다. 1차 캐시 메모리, 2차 캐시 메모리, 3차 캐시 메모리라고 보면된다

L1에 찾는게 없다면 순차적으로 L2, L3 로 올라가는 것이다.

 

 

참고)

https://m.blog.naver.com/PostView.naver?isHttpsRedirect=true&blogId=wrtoa&logNo=221559511358 

CPU에 대한 기본적인 것! 클럭(Clock), 코어(Core), 스레드(Thread), 캐시 메모리에 대해서 알아보자! 싱

https://library.gabia.com/contents/infrahosting/1227/

가비아 라이브러리

https://www.thefastcode.com/ko-krw/article/why-you-can-t-use-cpu-clock-speed-to-compare-computer-performance