CPU FSB, L1 cache, L2 cache, L3
cache ( 캐시 )는 뭐하는 걸까?
이번 포스트에서는 CPU와 FSB, L1 cache ( L1 캐시 ), L2 cache (
L2 캐시 ), L3 cache ( L3 캐시 )가 도대체 뭐하는 것들인지에
대해서 알아보도록 하겠습니다.
CPU는 중앙처리장치라고 하며, 사람으로 치면 두뇌에 해당합니다.
사람의 두뇌는 기억이라는 형태로 정보 저장까지 가능하지만,
CPU는 정보의 저장은 못합니다.
물론 정보 처리를 위한 일시적인 기억은 하긴 합니다.
정보의 저장은 하드디스크와 같은 보조기억장치에 하게 됩니다.
램 ( RAM ) 또한 메모리 ( Memory )라 불리는 기억 장치이긴
하지만 이것은 전원이 나가면 정보가
저장되지 않고 사라집니다.
그럼 CPU 구조에 대해서
살펴보겠습니다.
개인 PC에 사용되는 CPU는 흔히 마이크로프로세서라고도 불립니다.
이것에는 CISC ( complex instruction set computer )와 RISC (
reduced instruction set computer )이 있습니다.
CISC는 다양한 명령 형식을 제공하지만 구조가 복잡해서
생산단가가 비쌉니다.
RISC는 연산속도를 향상시키기 위해 사용빈도가 낮은 명령형식을
제외하여 제어 논리를 단순화 했기에 CISC보다 생산단가가 쌉니다.
CPU는 크게 논리연산장치 ( Arithmetic Logic Unit )와 제어장치 (
Control Unit )로 구성됩니다.
논리연산장치는 비교, 판단, 연산을 담당하고, 제어장치는
명령어의 해석과 실행을 담당합니다.
그리고 논리연산장치는 가산기 ( Adder ), 누산기 ( Accumulater
), 레지스터 ( Register ) 등으로 구성되어 있습니다.
가산기는 각종 덧셈을 수행하고 결과를 수행합니다.
컴퓨터는 덧셈, 뺄셈, 곱셈, 나눗셈의 연산을 모두 덧셈 방식으로
계산합니다.
누산기는 산술과 논리 연산의 결과를 일시적으로 기억하는
레지스터 입니다.
레지스터는 중앙처리장치에 있는 임시 기억 장치 입니다.
제어장치는 프로그램 카운터 ( Program Counter ), 명령 레지스터
( Instruction Register ), 명령해독기 ( Instruction Decoder )로
이루어져 있습니다.
프로그램 카운터는 프로그램의 수행 순서를 제어합니다.
명령 레지스터는 현재 수행중인 명령어의 내용을 임시로 기억
합니다.
명령 해독기는 명령레지스터에 수록된 명령을 해독하여 수행될
장치에 제어신호를 보냅니다.
정리하자면,
|
CPU = 논리연산장치 |
|
논리연산장치 = 가산기 + 누산기 + |
CPU의 구조는 위에서 살펴본 바와 같습니다.
CPU가 정보를 처리하기 위해 데이터를 주고 받고 신호를 주고
받아야 하는데, 이때 Bus라고 불리는 통로를 이용합니다.
이 통로를 통해 동시에 지나갈 수 있는 정보의 양에 따라서 8bit,
16bit, 32bit, 64bit 등으로 구분합니다.
우리가 흔히 FSB ( Front Side Bus )라고 부르는 것은 CPU와
외부장치간의 통로를 말합니다.
메인보드에 장착하는 메모리와 CPU간의 동기화를 이야기 할때
FSB를 거론하죠.
이때 말하는 FSB는 클럭수를 말하는 겁니다.
통로의 넓이 즉, 8bit, 16bit, 32bit, 64bit라고 말하는 것은
버스폭이라고 말하고요.
동기화를 이야기 하려면 메모리 듀얼구성도 이야기해야하니 이
부분은 다음에 메모리에 관한 포스트로 넘기겠습니다.
CPU가 연산, 비교, 판단 등의 작업을 하다보면 그 결과를 잠시
기억해야될 곳이 필요한데, 이때 CPU에 내장되어 있는 메모리를
이용하게 됩니다.
바로 L1 cache ( L1 캐시 )라고 불리는 메모리인데요.
그냥 CPU와 가장 가까운 메모리라고만 기억해두세요..
L2 cache ( L2 캐시 ), L3 cache ( L3 캐시 )는 CPU와의
외부장치간의 정보 처리 관계에서 병목 현상을 없애기 위해서
만들어진 메모리입니다.
뭐…컴퓨터 조립하는데 위에서 얘기한 것 다 몰라도
상관없습니다.
쉽게 말해서 사람과 비교하자면….
비유가 적당할지 모르겠지만…^^;
사람의 두뇌로 비유할 때, 사람이 생각하는 과정은 CPU와 L1 cache
( L1 캐시 )의 정보 처리 과정과 비슷합니다.
사람의 오감을 통해서 정보가 전달되는 과정은 CPU와 FSB와 L2
cache ( L2 캐시 ), L3 cache ( L3 캐시 ) 과정과 비슷 합니다.
위 그림은 린필드 ( i5 760 )에 관한
정보입니다.
공정기술 이 45nm라고 되어 있죠?
이것의 수치가 작을수록 전기를 더 적게 먹고, 발열도 적어집니다.
소켓방식에 따라 장착할 메인보드가 달라지니
부품 구입할 때 신경써야 합니다.
그냥 생각없이 부품을 구입했다가
메인보드에 CPU를 장착하지 못하는 사태가 벌어질수도 있습니다.
^^
작동속도는 높을수록 더 빠른 성능을 말합니다.
코어형태는 쿼드코어라고 되어있는데, 쉽게 말해서 물리적인
하나의 CPU안에 4개의 CPU가 들어있다고 보시면 됩니다.
바꿔 말하면 4개의 CUP가 1개의 CPU를 이루고 있다는 말이지요.
캐시 용량은 많으면 좋습니다.
이 정도만 아시면 CPU 선택하시는데 별 문제는 없을 것입니다.
전력 소모와 발열에 연연하지 않고, 오로지 성능만 따지겠다면
공정기술 과 TDP는 신경쓰지 않아도 괜찮겠죠.