-CPU 의 정의
*우리는 보통 컴퓨터를 부를때 386, 486, 팬티엄, 팬티엄IV 등과 같이 이름을 붙이는데 이것은 컴퓨터에 장착되어 있는 CPU의 종류에 따라 붙여진 명칭이다.
*컴퓨터의 성능을 첫 번째로 좌우하는 것이 바로 CPU이기 때문에 발생했다.
*중앙처리장치(Central Processing Unit)
*컴퓨터를 구성하는 모든 장치를 제어하고 동작을 감시하는 제어기능과 컴퓨터에서 실행되는 모든 명령을 해석하도 실행하며 데이터의 연산을 담당 하는 기능.
-CPU의 종류
[1]CISC(Complex Instruction Set Computer)
*명령어가 가변적이고 복잡한 방식
*다량의 명령어를 처리하는 형식으로 많은 트랜지스터가 있다
*호환성이 뛰어나고 사용할 수 있는 프로그램이 많다.
*주로 데스크탑에 사용, 해석 내용을 조각조각 잘게 저장하여 조합
[2]RISC(Reduced Instruction Set Computer)
*고정된 길이의 명령어를 사용하는 방식
*단축 명령어 방식으로 트랜지스터 양이 적다
*매킨토시, 모토롤러 CPU, 서버급에 사용, 해석 내용을 통째로 저장하는 방식
실행 유닛(Eux Execution Unit)
*실행 유닛은 마이크로 프로세서의 각 명령어를 수행하는 유닛이다
*실행 유닛에는 ALU(Arithmetic Logic Unit)와 제어 유닛(CU:Control Unit), 레지스터로 구성된다. ALU에서는 덧셈이나 비교 연산과 같은 산술연산, 논리연산을 수행한 후 중간 결과를 레지스터에 보관한다
명령어 유닉(Instruction Unit)
*명령어 유닛은 메모리에서 가져온 명령어를 실행유닛에서 정확히 수행할 수 있도록 제어하는 유닛이다. 이때 제어 유닛은 ALU나 레지스터들이 잘 작동되도록 하여준다.
어드레싱 유닛(Addressing Unit)
*어드레싱 유닛은 CPU가 메모리나 입 출력 장치에서 데이터를 읽거나 쓸때 메모리나 입출력 어드레스를 만들어 주는 유닛이다.
버스 인터페이스 유닛(Bus Interface Unit)
*버스 인터페이스 유닛은 어드레스, 데이터, 컨트롤 버스를 통해서 마이크로 프로세서 외부와 연결시켜 주는 유닛이다.
CPU 대역폭
*CPU와 주변기기 사이에 한번에 주고 받을 수 있는 데이터 폭을 의미
*데이터를 전달하는 통로인 버스의 폭
*동시처리 가능한 데이터의 처리 용량에 따른 분류
*8Bit -> 16Bit -> 32Bit -> 64Bit 로 발전
Pentium(32Bit)->Pentium Pro(32Bit)->Pentium MMX(32Bit)->Pentium II(32Bit)->Pentium III(32Bit)->Pentium 4(32Bit/64Bit)->Core2duo(64Bit)
CPU의 처리 기준
*CPU가 데이터를 처리하는 속도의 기준은 초당 얼마 만큼의 데이터를 처리할 수 있는 가로 나타 낸다
IPC(Instruction Per Clock)
*클럭(Clock)
전류가 흐르는 상태(on)와 흐르지 않은 상태(off)
클럭 발생 장치로 부터 만들어지는 일정한 주기로 진동하는 전기적인 리듬
CPU 에서 Cache 메모리
*L1 캐시
아무리 메모리의 속도가 빠르다 하더라도 CPU 클럭 속도를 따를 수는 없다. 결국 CPU는 명령을 처리한 후에 메모리로 그 결과를 보내고 다시 새로운 데이터가 전송되어 오는 시간 동안 아무일도 할 수 없다
메모리는 CPU가 필요로 하는 만큼의 데이터를 공급해 줄 수 없기 때문인데 그래서 CPU는 자체적으로 캐시(Cache)라는 빠른 속도의 메모리 공간을 두어 자주 사용하는 데이터나 명령어를 빠른 속도로 처리하게 된다
1차 캐시의 처리속도는 CPU의 클럭과 같기 때문에 속도차이에 의한 병목현상을 극복할 수 있는 것 이다. 2차 캐시와 마찬가지로 SRAM을 사용
*L2캐시
외부 캐시라고도 하는 2차 캐시는 CPU 가 1차 캐시에서 데이터를 찾을 수 없을 때 찾는 곳이다. 만약에 2차 캐시에서도 필요한 데이터를 찾지 못하면 비로소 메인 메모리에 접근하게 된다
2차 캐시의 속도는 1차 캐시의 1/2속도로 동작하며 CPU클럭과 함께 CPU의 성능을 좌우하는 핵심적인 요소로 취급되어 진다
2차 캐시의 용량에 따라 CPU의 가격이 크게 변화
CPU 의 작동 속도
CPU----------------Cache Memory--------------------North Brigde------------------Memory
(BSB) (FSB)
-FSB (Front Side Bus) : CPU와 메모리 사이의 데이터 버스
-BSB (Back Side Bus) : CPU와 캐시 메모리 사이의 데이터 버스
CPU의 성능에 영향을 미치는 정도 : FSB > BSB
참고
현대 CPU의 구조 -백엔드 편-
*우리는 보통 컴퓨터를 부를때 386, 486, 팬티엄, 팬티엄IV 등과 같이 이름을 붙이는데 이것은 컴퓨터에 장착되어 있는 CPU의 종류에 따라 붙여진 명칭이다.
*컴퓨터의 성능을 첫 번째로 좌우하는 것이 바로 CPU이기 때문에 발생했다.
*중앙처리장치(Central Processing Unit)
*컴퓨터를 구성하는 모든 장치를 제어하고 동작을 감시하는 제어기능과 컴퓨터에서 실행되는 모든 명령을 해석하도 실행하며 데이터의 연산을 담당 하는 기능.
-CPU의 종류
[1]CISC(Complex Instruction Set Computer)
*명령어가 가변적이고 복잡한 방식
*다량의 명령어를 처리하는 형식으로 많은 트랜지스터가 있다
*호환성이 뛰어나고 사용할 수 있는 프로그램이 많다.
*주로 데스크탑에 사용, 해석 내용을 조각조각 잘게 저장하여 조합
[2]RISC(Reduced Instruction Set Computer)
*고정된 길이의 명령어를 사용하는 방식
*단축 명령어 방식으로 트랜지스터 양이 적다
*매킨토시, 모토롤러 CPU, 서버급에 사용, 해석 내용을 통째로 저장하는 방식
| 설계 방식 | 해당 CPU및 적용회사 | 단축 명령어 | 처리 속도 | 전력 소모량 | 설계의 복잡성 | 기 타 |
| CISC | Intel계열 및 AMD계열 적용 CPU | 많음 | 느림 | 많음 | 복잡함 | 호환성이 뛰어나 마이크로 컴퓨터에 대부분 적용 |
| RISC | 매킨토시 계열, 삼성 알파칩, 모토로라 R400등 | 적음 | 빠름 | 적음 | 간단함 | 현재는 서버 급이나 워크스테이션 매킨토시 계열에 주로 적용 |
-CPU의 구조
실행 유닛(Eux Execution Unit)
*실행 유닛은 마이크로 프로세서의 각 명령어를 수행하는 유닛이다
*실행 유닛에는 ALU(Arithmetic Logic Unit)와 제어 유닛(CU:Control Unit), 레지스터로 구성된다. ALU에서는 덧셈이나 비교 연산과 같은 산술연산, 논리연산을 수행한 후 중간 결과를 레지스터에 보관한다
명령어 유닉(Instruction Unit)
*명령어 유닛은 메모리에서 가져온 명령어를 실행유닛에서 정확히 수행할 수 있도록 제어하는 유닛이다. 이때 제어 유닛은 ALU나 레지스터들이 잘 작동되도록 하여준다.
어드레싱 유닛(Addressing Unit)
*어드레싱 유닛은 CPU가 메모리나 입 출력 장치에서 데이터를 읽거나 쓸때 메모리나 입출력 어드레스를 만들어 주는 유닛이다.
버스 인터페이스 유닛(Bus Interface Unit)
*버스 인터페이스 유닛은 어드레스, 데이터, 컨트롤 버스를 통해서 마이크로 프로세서 외부와 연결시켜 주는 유닛이다.
CPU 대역폭
*CPU와 주변기기 사이에 한번에 주고 받을 수 있는 데이터 폭을 의미
*데이터를 전달하는 통로인 버스의 폭
*동시처리 가능한 데이터의 처리 용량에 따른 분류
*8Bit -> 16Bit -> 32Bit -> 64Bit 로 발전
Pentium(32Bit)->Pentium Pro(32Bit)->Pentium MMX(32Bit)->Pentium II(32Bit)->Pentium III(32Bit)->Pentium 4(32Bit/64Bit)->Core2duo(64Bit)
CPU의 처리 기준
*CPU가 데이터를 처리하는 속도의 기준은 초당 얼마 만큼의 데이터를 처리할 수 있는 가로 나타 낸다
IPC(Instruction Per Clock)
*클럭(Clock)
전류가 흐르는 상태(on)와 흐르지 않은 상태(off)
클럭 발생 장치로 부터 만들어지는 일정한 주기로 진동하는 전기적인 리듬
*1Hz란 1초에 1주기를 진동하는 클럭
*CPU는 기본적으로 1번의 클럭에 1개 명령 처리 (CPU 및 시스템의 속도 표현 단위)
Cache 메모리
*속도가 다른 주 장치 사이에 위치하는 임시 기억 장치
*장치간의 속도를 향상 시키는 구실
*반복적인 엑세스에서 처리 속도를 향상 시킨다
CPU 에서 Cache 메모리
*L1 캐시
아무리 메모리의 속도가 빠르다 하더라도 CPU 클럭 속도를 따를 수는 없다. 결국 CPU는 명령을 처리한 후에 메모리로 그 결과를 보내고 다시 새로운 데이터가 전송되어 오는 시간 동안 아무일도 할 수 없다
메모리는 CPU가 필요로 하는 만큼의 데이터를 공급해 줄 수 없기 때문인데 그래서 CPU는 자체적으로 캐시(Cache)라는 빠른 속도의 메모리 공간을 두어 자주 사용하는 데이터나 명령어를 빠른 속도로 처리하게 된다
1차 캐시의 처리속도는 CPU의 클럭과 같기 때문에 속도차이에 의한 병목현상을 극복할 수 있는 것 이다. 2차 캐시와 마찬가지로 SRAM을 사용
*L2캐시
외부 캐시라고도 하는 2차 캐시는 CPU 가 1차 캐시에서 데이터를 찾을 수 없을 때 찾는 곳이다. 만약에 2차 캐시에서도 필요한 데이터를 찾지 못하면 비로소 메인 메모리에 접근하게 된다
2차 캐시의 속도는 1차 캐시의 1/2속도로 동작하며 CPU클럭과 함께 CPU의 성능을 좌우하는 핵심적인 요소로 취급되어 진다
2차 캐시의 용량에 따라 CPU의 가격이 크게 변화
CPU 의 작동 속도
CPU----------------Cache Memory--------------------North Brigde------------------Memory
(BSB) (FSB)
-FSB (Front Side Bus) : CPU와 메모리 사이의 데이터 버스
-BSB (Back Side Bus) : CPU와 캐시 메모리 사이의 데이터 버스
CPU의 성능에 영향을 미치는 정도 : FSB > BSB
참고
현대 CPU의 구조 -백엔드 편-