[Computer Science] - 중앙처리장치

CPU

제어, 기억, 해석, 연산의 역할을 하며 인간으로 치면 뇌의 역할을 하는 장치이다.

구성요소
CU(제어장치)

• 명령을 순서대로 실행할 수 있도록 제어하는 장치

ALU(산술논리연산장치)

• 산술 연산과 논리 연산을 수행하는 장치
• 연산에 필요한 데이터를 레지스터에서 가져오고, 연산 결과를 다시 레지스터로 보냄

Register(레지스터)

• 고속 기억장치
• 명령어 주소, 코드, 연산에 필요한 데이터, 연산 결과 등을 임시로 저장
• cpu의 종류에 따라 사용할 수 있는 레지스터 개수와 크기가 다름

Core(코어)

• 하나의 코어는 제어장치, 산술논리연산장치, 레지스터 로 구성
• 코어의 갯수가 곧 뇌의 갯수를 의미
  • 코어의 갯수가 많은 것이 멀티 태스킹에 유리함
• 인텔 코어의 이름 i3(코어 4개), i5(코어 6개)은 각각 코어의 갯수를 의미
• 코어가 많은 것이 반드시 더 고성능인 것은 아님
  • i7 3세대가 i3 8세대보다 반드시 더 좋다고 할수는 없음

기타

• 쓰레드: 소프트웨어 관점에서 코어가 수행하는 논리적인 작업 처리의 단위
  • 하이퍼스레딩(HyperThreading) : 1개의 코어에서 2개의 스레드를 만들어 사용하는 기술
• 캐시
  • Cache Memory
  • 속도가 빠른 장치와 느린 장치에서 속도 차이에 따른 병목 현상을 줄이기 위한 메모리
  • CPU 코어와 메모리 사이의 병목 현상 완화
  • L1~L3캐시 메모리가 사용됨
  • L1 ~L3로 갈수록 용량은 커지지만 속도는 느려짐
  • CPU는 L1에 데이터가 없으면 L2로, L2에도 없으면 L3로 넘어가서 찾는다.
• 클럭
  • cpu의 작업처리 속도를 나타내는 단위
  • 클럭속도는 cpu가 초당 실행하는 사이클 수를 GHz(기가헤르츠) 단위로 측정
  • 클럭이 높으면 처리속도가 빠르다는 것을 의미(하지만 클럭 높은게 cpu가 반드시 고성능은 아님 )

CPU 동작 순서

1. 주기억장치는 입력 받은 데이터나 보조 기억 장치에 저장된 프로그램을 읽어온다.
2. cpu는 프로그램 실행을 위해 주기억장치에 저장된 프로그램 명령어와 데이터를 읽어와 처리하고, 그 결과를 다시 주기억장치에 저장한다.
3. 주기억장치는 처리 결과를 보조기억장치에 저장하거나 출력장치에 전달한다.
4. CPU의 제어 장치는 이 일련의 과정에서 명령어가 순서대로 실행되도록 제어 한다.

버스(BUS)

• CPU, 기억 장치, I/O 장치들을 연결해 주는 중심 통로
• 하드웨어를 물리적으로 연결하여 서로 데이터를 주고 받을 수 있게 하는 역할
• 주소 버스, 데이터 버스, 제어 버스 등

좋은 CPU를 고르는 기준 코어, 쓰레드, 클럭 그리고 캐시를 봐야 한다…

밴치마크 사이트

• UserBenchmark
• 3DMARK
• 시네벤치