TIL#55(CPU)

오늘 한일

• CPU란?

CPU(Central Processing Unit, 중앙처리장치)란 컴퓨터에서 기억, 해석, 연산, 제어라는 4대 주요 기능을 관할하는 장치를 말한다.

 

• CPU의 구성

• 산술논리 연산장치(ALU) : 비교, 판단, 연산을 담당한다.
• 제어부(CU)와 내부 버스 : 명령어의 해석과 올바른 실행을 위하여 CPU를 내부적으로 제어한다.
• 메모리 유닛 - 레지스터 : 처리할 명령어를 저장한다. 
•                     - 캐시 메모리(L1) : 처리 속도를 높여주는 역할을 한다.

• CPU의 동작

1. 명령어 인출 : CU가 수행할 명령어 정보를 가지고 온다.

2. 명령어 해독 : 보통 opcode라고 하는 명령어 코드를 인출하고 opcode 성격에 맞게 레지스터들을 준비 시킨다.

3. 실행 : 해독 된 명령어를 수행한다. (예를 들어, 이것이 산술/논리 관련된 연산이라고 하면 ALU가 주체가 되어 실행된다.)

4. 반영 : 명령어의 수행 결과를 반영한다.

 

• CPU 성능

• 클럭 : CPU 내부에서 일정한 주파수를 가지는 신호로, 이 신호로 모든 명령어가 동작 되게 된다. 1Hz(헤르츠)면 1초에 한 번의 주기. 1기가 헤르츠라고 하면 1초에 1기가만큼(1024메가), 즉 10억 번 정도이다. (예를 들어, 4.5GHz 라는 것은 초 당 45억 번의 명령어를 처리할 수 있다는 뜻 이다. 따라서 클럭 주파수가 빠를수록 제한 된 시간에 더 많을 명령을 처리할 수 있다.) 따라서 클럭 주파수가 빠를수록 제한된 시간에 더 많은 명령을 처리할 수 있기에 더 좋은 성능의 중앙 처리 장치라고 할 수 있다.
• 코어 : 코어는 중앙처리 장치 역할을 하는 블록을 뜻한다. 즉, 멀티 코어들은 싱글 코어에 비해서 마치 여러 개의 CPU가 작동하듯이 많은 연산을 빠르게 병렬 처리할 수 있다. 물론 컴퓨터의 전체적인 성능은 CPU 만으로 결정되지는 않지만 CPU는 가장 중요한 부분이라고 할 수 있다.

어려웠던 점

• CPU의 역할과 구조, 동작 방식에 대해 배워봤는데 깊에 알아보면 알아 볼 수록 어려웠다. (CPU의 동작을 더 제대로 이해하기 위해 CS에 대해 더 배우고 더 깊게 가 반도체의 원리를 공부하면 좋을 것 같다.)

오늘의 TIP

• 프로세서에 위치한 고속 메모리로 극히 소량의 데이터나 처리 중인 중간 결과와도 같은 프로세서가 바로 사용할 수 있는 데이터를 담고 있는 영역을 레지스터라고 한다. 컴퓨터 구조에 따라 크기와 종류가 다양하다. 용도에 따라 범용 레지스터와 특수목적 레지스터로 구분된다.