[하드웨어] 컴퓨터 속의 작은 세상 CPU-1

중앙일보

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CPU란 ''Central Processing Unit''의 약어로 중앙처리장치라고 번역된다. 인체와 비교하면 두뇌에 해당하는 부분으로, 컴퓨터라는 복잡한 장치들의 결합체를 중앙에서 조절하고 각종 프로그램의 실행을 총괄하는 장치라고 이해하면 된다.

정보와 명령어를 처리하는 CPU의 속도는 클록이라는 단위로 측정하게 된다. 우리는 흔히 ''펜티엄III 500''과 같은 말을 접하게 되는데, 여기서 500이라는 숫자가 바로 클록을 나타내는 것이다. 이 클록의 단위는 헤르츠(Hz)로, 초당 반복되는 주파수를 의미한다. 따라서 이 수치가 높을수록 CPU의 성능이 우수하다.

CPU의 주요기능

1. 계산 :
컴퓨터(Computer)는 말 그대로 계산기에서 시작되었다. CPU의 첫번째 기능은 바로 계산 기능이다.

2. 입출력 :
CPU는 주변장치들로부터 오고 가는 정보들을 제어하는 중앙 통로 기능을 한다. 이 통로를 버스(BUS)라고 부르며, CPU는 이 버스를 통해 각각의 장치들과 정보를 주고받게 된다. 버스의 폭이 클수록 많은 정보를 주고받을 수 있으며, 16비트니 32비트니 하는 분류는 버스를 기준으로 한 것이다. 버스는 CPU 자체의 정보를 처리하는 내부 버스와 주변장치들의 정보를 처리하는 외부 버스로 구분된다.

3. 시스템 관리 : 사람의 뇌가 각각의 정보를 조절하듯이 CPU도 주변장치들 간에 일어나는 다양한 충돌들을 조정하고 최소화하는 역할을 수행한다. 요즘은 CPU가 떠안게 되는 이와 같은 많은 부담을 줄이기 위해 이 조정 기능을 다른 장치로 넘기는 경우가 많은데, SCSI와 PCI 칩셋이 그 대표적인 예이다.

CPU의 종류

현재 CPU 시장은 크게 인텔과 비인텔계로 나뉘어 있다. 인텔의 CPU는 현재 펜티엄III급이 주력으로 출시되고 있고, 비인텔 계열 중 가장 활동이 활발한 AMD의 경우 현재 K-7급이 출시되어 있다. 양측 모두 얼마 전 1GHz급 CPU를 발표하고 차기 CPU 시장을 모색하고 있다.

4. 펜티엄 인텔사가 486 이후 개발한 칩셋으로 75∼200MHz의 클록 작동 속도를 보이며, L1, L2 캐시의 확장으로 기존의 CPU에 비해 월등하게 속도를 향상시킨 제품이다.

5. 펜티엄프로
32비트 연산을 위해 최적화된 칩셋으로 서버나 워크스테이션을 목표로 개발되었다. 16비트 응용 프로그램과의 호환성 문제로 별다른 인기를 끌지 못한 제품이다.

3. 펜티엄 MMX
기존의 펜티엄에 57개의 새로운 명령어와 64비트 레지스터 기술을 탑재한 CPU이다. 멀티미디어 기능이 강화된 것이 특징. L1 캐시가 16KB에서 32KB로 늘어나면서 CPU의 전반적인 속도가 향상된 제품이다.

4. 펜티엄II
펜티엄II의 가장 큰 변화는 기존의 소켓형에서 카트리지 형태로 바뀌었다는 것이다. 초기에 발표된 클라매스는 66MHz의 FSB에 233∼333MHz의 동작 클록을 가졌으며, 차후에 발표된 데슈츠는 100MHz의 FSB에 350∼450MHz의 동작 클록을 가졌다.

5. 셀러론
기존의 펜티엄II에서 512KB의 L2 캐시를 제거한 제품으로, 제조 단가를 낮춘 보급형 프로세서이다. 초기에는 펜티엄II와 동일하게 슬롯 1 방식을 취했으나 현재는 제조가를 낮추기 위해 소켓 370을 사용하고 있다. 코어는 펜티엄II에 사용된 데슈츠이지만 클록은 100MHz가 아닌 66MHz여서 펜티엄II나 III에 비해 성능이 떨어진다.

6. 펜티엄III
기본적으로는 펜티엄프로의 코어 기술을 계승하면서 MMX 기술을 추가하고, 그 위에 다시 70개의 새로운 명령어 세트로 구성된 SSE(Streaming SIMD Extension)를 결합한 것이다. 현재 펜티엄III 코퍼마인의 경우 133MHz의 FSB를 가지고 있고, 이전 제품에 비해 일반적인 애플리케이션 가동시 10∼20% 정도의 캐시 능력 향상을 보인다. 소형화, 저전력화도 빼놓을 수 없는 특징이다.

소켓

370(Socket 370) 인텔이 슬롯 형태의 셀러론 CPU를 소켓 7 기반 형태로 변형한 규격을 말한다. 이는 저가형 펜티엄Ⅱ 시장을 위해 카트리지 모양을 기존 소켓 형태로 바꾼 것이다.

MMX

''MultiMedia Extension''의 약어로, CPU에 멀티미디어 관련 명령어를 약 52개 추가하고 32KB의 캐시 메모리를 내장해 하드웨어에서 담당하던 작업을 CPU에서 도와줌으로써 멀티미디어 관련 프로그램의 성능을 최대 60% 향상시켜 주는 기술을 말한다.

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