컴퓨터에 대한 기본적인 용어

ROM (Read only Memory) [읽기 전용 기억 장치]

 

ROM은 일반적으로 한번 기록한 정보가 전원 유지와 상관없이 (반)영구적으로 기억되며 삭제나 수정이 불가능한 기억장치를 통칭하는 용어입니다. 전원 공급이 중단되어도 기록된 내용을 기억하고 있어 임시적으로 사용되는 데이터 처리 보다는 각종 장치를 기본적으로 컨트롤 할 수 있는 간단한 운영 프로그램을 담는 용도로 널리 사용됩니다. 메인보드의 기본적인 운영을 담당하는 BIOS 가 대표적인 ROM 계열의 반도체라고 할 수 있습니다.

 

ROM이라는 용어는 '다시 기록할 수 없는' 형태의 반도체를 의미 하는 것이나 기술이 발달하면서 생산시 기록된 내용 이외에 차후 사용자가 기록된 내용을 삭제하거나 수정할 수 있는 형태로 발전되었습니다. ROM 계열의 반도체로는 아래와 같은 형태의 제품이 있습니다.

 

RAM(Random Acess Memory)

사람이 CPU라고 가정하면 RAM(=램, 메모리)은 책상과 같은 것이다. 

 

아무리 능력이 뛰어난 사람이라고 할지라도 업무를 볼 때나 공부를 할 때 책상이 아주 작다면 일의 능률이 오르지 않을 것이다. 

 

이 책 펴서 보다가 다시 접고 책꽂이에 꼽고 다시 다른책 피고...............일의 능률이 오르지 않는다.

 

여러가지 서류와 책들을 한꺼번에 펼쳐놓을 수 있어야 작업이나 일의 능률이 오른다.

 

하지만 필요 이상으로 책상이 커도 일의 능률은 더 이상 오르지 않는다. 

 

아래와 같이 생긴 것들이다.  컴퓨터가 하는 모든 작업은 이 램에서 이루어진다.

 

이 램은 전원이 나가면 모든 기억 내용이 사라지는 단점이 있다.

 

CPU(Central Processing Unit)  -  중앙처리장치

 

 

CPU(Central Processing Unit)는 데이터를 처리하는 반도체로 구성된 장치입니다. 컴퓨터에서 제일 핵심적인 장치인 CPU는 흔히 사람의 두뇌에 해당되는 장치로 비유되며 컴퓨터 내에서 처리되는 모든 작업의 Щ媛?제어를 담당합니다. 다른 부품에 비해서 고가이며 286,386,486,펜티엄,펜티엄3,펜티엄4등 컴퓨터를 대표하는 용어로 사용되고 있습니다.

CPU는 컴퓨터에서 많은 데이터를 처리하기 때문에 데이터를 임시적으로 저장할 수 있는 공간이 필요하게 됩니다. 하지만, CPU내에는 저장공간이 없기 때문에 메인 메모리(ROM,RAM)를 두어 임시 공간으로 사용하게 되므로 처리할 데이터를 메모리에서 전송 받으며 CPU에서 처리한 데이터는 다시 메모리로 전송되는 과정을 되풀이하게 됩니다.

 

1. CPU의 역사

 

CPU하면 떠오르는 것은 Intel 입니다. Intel 외에도 Intel의 아성을 무너뜨리기 위해 맹렬히 추격하는 AMD(Advanced Micro Device)와 한때 펜티엄 시장에서 호황을 누리던 사이릭스(Cyrix)등의 회사에서도 CPU를 만듭니다. 하지만, Intel사의 경우 초창기 IBM컴퓨터가 가정용 컴퓨터로 출시되면서 함께 판매되어 사용자들의 머릿속에는 Intel만이 CPU를 만드는 것으로 인식되기 시작하며 곧 CPU의 대명사로 떠오르게 됩니다. Intel CPU의 경우 발열량이 적고 안정적인 장점으로 아직까지도 그 영향력은 절대적입니다. 초창기 8bit 시스템인 8086시스템에서부터 펜티엄4까지이며 Intel CPU의 역사는 곧 컴퓨터의 역사가 되었습니다.

메인보드는 CPU를 기준으로 제작되는데 CPU에서 메모리로 메모리에서 각 보조 장치를 통해서 처리된 결과물들이 전송되게 됩니다.

 

2. CPU와 메모리간의 전달체계

 

CPU는 컴퓨터의 모든 데이터들을 처리하기 위해서 연산작업을 하게 됩니다. CPU는 저장공간이 없으므로 연산 작업을 하기 위해서는 모든 데이터들을 메인 메모리에 저장하게 됩니다. 메모리에 저장된 데이터는 연산을 위해서 다시 CPU로 전송하게 되며 그렇게 전송되는 일련의 과정을 노스브릿지가 조절해 주게 됩니다. 이렇게 메모리에서 CPU로 연산을 위해 데이터를 보내고 다시 CPU에서 처리하여 메모리로 전송하는 경우 두 장치 사이의 속도는 매우 중요합니다. CPU는 속도가 빠르지만 상대적으로 매우 느린 메모리는 CPU로의 데이터 전송능력이 떨어질 것입니다. 결론은 CPU는 메모리가 느린 만큼 다른 작업이 전송되기 전까지 시간이 남아돌게 되므로 그만큼 처리능력이 떨어지게 됩니다. 이렇게 서로간의 속도차이가 커지면서 메인 메모리와 연산을 담당하는 CPU사이에 속도가 빠른 SRAM이라는 캐시를 두어 처리 속도를 올리게 됩니다. 캐시 램은 한번 작업했던 것을 기억시켜 두었다가 다시 그 작업을 하는 경우에는 빠른 캐시가 작동하므로 일반적인 DRAM이 수행하는 속도 보다 훨씬 빨리 처리 할 수 있습니다. 캐시는 1차 캐시(L1 캐시)와 2차 캐시(L2 캐시)로 구분되어 지며 1차 캐시의 경우 대부분 CPU의 내부에 내장됩니다. 2차캐시의 경우는 메인보드에 장착하거나 CPU와 같은 기판에 장착하는 등 다양한 방법으로 추가하게 됩니다.

AMD의 애슬론 CPU 같은 경우에는 3차 캐시까지 지원하기도 합니다.

 

 

                          →                                                   →

      CPU            FSB             MCH 노스 브릿지                          메모리

                          ←                                                   ←

 

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*사이지식*

노스브리지와 사우스브리지

 

메인보드는 가운데를 중심으로 CPU소켓이 있는 쪽을 노스브릿지, PCI슬롯이 있는 쪽을 사우스브브릿지라고 합니다.

노스브릿지는 CPU와 연결하는 호스트 인터페이스(Host Interface), 메모리뱅크를 잇는 메모리 인터페이스(Memory Interface), AGP 버스와 연결해서 그래픽카드를 제어하는 AGP 인터페이스를 지녔습니다. 열을 많이 발생시키므로 칩셋위에 방열판이 장착되어있어서 얼핏 지나치기 쉽지만 사실은 아주 중요한 역할을 하는 칩셋.

노스브릿지에서도 CPU와 메인보드가 연결된 것을 FSB(Front Side Bus)라고 하고, 메모리와 메인보드가 연결된 것을 메모리 버스(Memory Bus)라고 부릅니다.

사우스브릿지는 PCI, IDE, USB등 주변장치의 데이터 흐름을 제어하거나 전원관리를 맡게됩니다. 요즘에는 사운드카드와 LAN카드를 대신하는 사운드코덱과 네트워크기능을 넣는 것이 보편화.

키보드나 마우스로 정보를 입력하면 사우스브릿지는 곧 키보드와 마우스로부터 받은 정보를 노스브릿지를 통해 메모리로 보내게됩니다. CPU는 메모리에서 정보를 받아 연산을 하고 결과를 도출해 낸 다음 이 값을 그래픽카드로 보내고 그래픽 카드는 이 데이터들을 바탕으로 화상을 만들어 버퍼에 정장했다가 최종적으로 모니터에 보내 우리가 화면을 볼 수 있도록 나타내 줍니다.

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이렇게 CPU내부에서 데이터가 오고가는 통로를 내부 버스(Internal Bus)라고 합니다. 그리고 CPU내에서 처리한 데이터를 메인보드의 칩셋에 전달하는 통로를 외부 버스(External Bus)라고 하며 외부 버스는 다른 말로 FSB(Front Side Bus)혹은 시스템 버스, 호스트 클록, 메인 클록이라고 합니다.

칩셋에 있는 데이터는 메모리로 오고가는데 이렇게 메모리로 전송하는 통로를 메모리 버스라고 합니다.

CPU에서 데이터를 처리하기 위해서는 메인보드에서 클록을 공급하게 됩니다. CPU의 속도는 매우 중요하지만 메인보드에서 클록을 원할히 공급해야 시스템이 안정적이며 빠르게 작동하는 것입니다. 이렇게 메인보드에서 CPU로 클록을 공급하게되면 CPU에서는 그 클록을 몇 배로 증가시켜 작동하게 되는데 이것을 체배율(Freq)라고 합니다.

이 체배율은 CPU의 작동 클록에 따라 결정되는데 다음과 같습니다.

 

CPU의 작동 속도 = FSB × 체배율

 

예를 들어 CPU의 작동속도가 펜티엄4 2.0GHz라고 한다면 다음과 같이 체배율은 20이며 버스 클록은 100MHz가 됩니다.

 

CPU의 작동 속도(2.0GHz) = FSB(100) × 체배율(20)

 

 

3. CPU의 분류

 

(1) 설계 방식에 따른 분류

 

CISC(Complex Instruction Set Computer)

복합 명령어 형식으로 수많은 명령어들로 구성되어 있습니다. CPU를 단적으로 말한다면 수많은 "트래지스터들의 집합체"라고 할 수 있습니다. 그만큼 다량의 명령어를 CPU내에서 처리하여야 하며 그것을 처리하기 위해서는 수많은 트랜지스터가 필요하게 됩니다. 우리가 사용하고 있는 수많은 퍼스널 컴퓨터(PC)들에 적용되고 있는 방식입니다. 트랜지스터가 많이 존재하므로 가격대가 매우 고가입니다. CISC 방식의 장점으로는 호환성이 매우 뛰어나고 사용할 수 있는 프로그램이 많습니다. 때문에 고가이면서도 많은 판매량을 가지고 있습니다.

 

RISC(Reduced Instruction Set Computer)

단축 명령어 방식을 사용하고 있기 때문에 트랜지스터 양이 적습니다. 따라서 가격이 저렴하며 단축 명령어 방식이므로 속도가 빠른 것이 특징입니다. 매킨토시 계열이나 서버급 컴퓨터에서 주로 사용되고 있습니다. 적용되는 분야가 적다보니 CISC에 비해 판매량이 적습니다. RISC칩은 현재 판매되는 대부분의 프린터와 라우터에 적용되고 있습니다.

적용되는 CPU로는 인텔계열의 CPU와 AMD에서 제작된 CPU가 있습니다.

 

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*사이지식*

CISC나 RISC방식 중 어떤 제품이건 서로간의 장단점이 있습니다. CISC의 경우 호환성이 좋아 지원되는 응용프로그램이 많다는 장점이 있으나 처리속도가 RISC보다 느리며 설계의 복잡성으로 인해 가격이 비싸다는 단점이 있습니다. RISC의 경우에는 호환성은 떨어지지만 CISC에 비해서 처리속도와 가격면에서 CISC에 비해 훨씬 우수하다는 평가를 받고 있습니다. 현재 개발되는 경향을 보면 CISC와 RISC의 장점만을 혼합한 형태로 만들고 있습니다.

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(2) 대역폭에 따른 분류

 

과거 컴퓨터를 지칭하는 용어로는 16bit 컴퓨터 혹은 32bit라고 지칭하는 경우가 있었습니다. 이것은 CPU의 연산 버스 폭을 기준으로 이야기하는 것입니다. 연산 폭의 경우 수치가 클수록 많은 양의 데이터를 고속으로 처리할 수 있습니다. 286까지는 16bit의 버스 폭을 가지고 있으며 386에서부터 펜티엄4까지는 32bit의 버스 폭을 가지고 있습니다. 서버나 워크스테이션 같은 컴퓨터에 적용하는 CPU의 경우에는 64bit방식의 CPU를 사용하기도 합니다. 당연히 버스 폭이 큰 CPU가 속도도 빠르지만 64bit방식의 경우 가격대가 매우 고가이며 실제로 실행할 수 있는 환경이 만족되어야만 합니다. 실행 할 수 있는 환경이란 것은 현재 많은 사용자들이 사용하고 있는 Window계열의 운영체제와 응용프로그램들은 대부분 32bit에서만 작동되도록 제작되었다는 것입니다. 따라서 64bit방식의 CPU에서는 작동이 되지 않으며 작동되더라도 64bit의 연산 폭을 제대로 활용하지 못하는 것입니다. 하지만, 서버급의 제품들에서는 많은 양의 데이터를 동시에 처리해야 하기 때문에 이런 64bit방식을 사용하는 제온(Xeon)같은 고성능의 CPU를 쓰게 됩니다.

 

CPU의 대역폭

8086         : 16bit 연산버스, 8bit 입출력버스

80286 XT   : 16bit 연산버스, 16bit 입출력버스

80386 AT   : 32bit 연산버스, 16bit 입출력버스

80386 SX   : 32bit 연산버스, 16bit 입출력버스

80386 DX   : 32bit 연산버스, 32bit 입출력버스

80386 SX   : 32bit 연산버스, 32bit 입출력버스

80486 DX   : 32bit 연산버스, 64bit 입출력버스

펜티엄       : 32bit 연산버스, 64bit 입출력버스

펜티엄 Pro : 32bit 연산버스, 64bit 입출력버스

펜티엄 2    : 32bit 연산버스, 64bit 입출력버스

펜티엄 3    : 32bit 연산버스, 64bit 입출력버스

펜티엄 4    : 32bit 연산버스, 64bit 입출력버스

 

(3) 제조 공정에 따른 분류

 

제조공정이란 것은 CPU를 만드는 경우에 어떤 제조기술을 이용하였는가를 의미하는 것입니다. CPU를 제조할 시에 내부 소자의 굵기 여부에 따라 집적도가 높다 혹은 낮다라고 표현하는데 이 집적도는 낮을수록 성능이 높은 것입니다. ㎛(미크론)으로 표현하며 0.35㎛, 0.25㎛, 0.18㎛, 0.13㎛과 같이 표시하게 됩니다. 집적도가 낮을수록 많은 수의 회로를 추가할 수 있고 낮은 전압에서도 동작할 수 있게 됩니다.

 

0.13㎛ : 펜티엄4(노스우드), 펜티엄4(윌라멧), 셀러론(노스우드, 윌라멧, 투알라틴)

0.18㎛ : 펜티엄3(코퍼마인), 셀러론(코퍼마인), 펜티엄4(윌라멧)

0.25㎛ : 펜티엄2(카트마이), 펜티엄2(데슈츠), 펜티엄2(투알라틴)

0.35㎛ : 펜티엄2(클라메스)

 

(4) 캐시 메모리의 용량에 따른 분류

 

캐시 메모리는 속도 완충장치로서 빠른 CPU와 상대적으로 느린 RAM사이에서 속도의 차이를 해결하려고 등장한 고성능 메모리입니다.

 

L1캐시

흔히들 LEVEL1 캐시 혹은 내부 캐시(Internal Cache)라고 합니다. CPU와 동기화 되어 데이터를 유기적으로 처리합니다. L1캐시가 없다면 현재 CPU의 속도는 엄청나게 느려질 것입니다. CPU에 기본적으로 장착되어 처리되므로 L1캐시의 용량을 비용의 기준으로 보지는 않습니다.

L1캐시의 경우 CPU의 내부에 기본 장착되어 있으며 사용자가 임의로 추가하거나 제거하지 못하도록 구성되어 있어 L2캐시를 이용하여 L1캐시를 보조하도록 구성되어 있습니다.

 

L2캐시

LEVEL2 캐시 혹은 외부 캐시(External Cache)라고 부르며 펜티엄 시스템까지만 해도 메인보드에 장착되어 처리되었으나 점차로 CPU의 내부에 장착(On-die)하거나 CPU가 장착되는 PCB기판에 같이 장착되어 출시됩니다. L2캐시의 경우 128K ~ 1.024KB 정도의 캐시가 내장되어 있으며 현재는 센트리노의 경우에 가장 많은 L2캐시를 가지고 있습니다.

셀러론의 경우에는 128KB ~ 256KB 정도의 캐시와 클라메츠, 데슈츠, 카트마이는 512KB 그리고 코퍼마인과 윌라멧 등은 256KB등 CPU의 종류에 따라서 L2캐시의 용량은 달라 질 수 있습니다.

 

4. CPU의 특징

 

(1) CPU의 처리 기준

 

CPU는 컴퓨터의 두뇌라는 말이 있듯이 많은 일을 처리하게 됩니다. 데이터를 처리하는 경우에 있어서 CPU의 속도는 매우 중요합니다. CPU자체의 처리능력이 곧 컴퓨터의 처리 능력이 되기 때문입니다. CPU가 데이터를 처리하는 속도의 기준은 흔히 1초에 얼마만큼의 데이터를 처리할 수 있는 가로 나타납니다. 이 기준의 단위가 바로 IPS(Instructions Per Second)로 흔히들 표현합니다.

CPU에서는 속도의 단위로 "Hz"를 쓰는데 1초에 한번 동작하는 단위를 1Hz라고 합니다. 예를 들어 펜티엄3 500MHz라고 한다면 1초에 500,000,000Hz의 양을 처리할 수 있는 것입니다. 당연히 Hz의 수치가 클수록 한정된 시간 내에 많은 데이터를 처리 할 수 있는 것입니다. 이렇게 CPU가 연산하는 처리량을 클록(clock)이라고 합니다.

 

(2) 클록

 

많은 사람들이 직업을 가지고 있습니다. 만일 어떤 사람이 일을 한다고 합니다. 그러면 그 일의 기준은 무엇일까요? 만일 영업직사원이면 "몇 건의 실적을 올렸는가?" 일 것입니다. 그렇다면 생산직 사운은 몇 시간을 일했는가? 또는 몇 개를 만들었는가? 가 일의 양 즉 능력치일 것입니다. 일의 기준은 틀리지만 아마도 그 사람이 하루에 할 수 있는 일의 양이 그 사람의 능력치를 나타나게 됩니다.

그렇다면 컴퓨터에서의 일의 기준은 무엇일까? 컴퓨터의 능력 기준은 무엇일까? 아마도 이런 의문을 가질 수도 있을 것입니다. 컴퓨터의 일의 단위는 바로 클록입니다. 클록은 규칙적인 진동에 의해 발생되는 일정한 간격의 전자적인 펄스를 의미합니다. 우리가 알고 있는 0, 1이라는 기계어를 만들어내는 것을 말하는 것입니다. 아무래도 같은 시간 내에 많은 양의 데이터를 만들어 내야 속도가 빠르다고 할 수 있겠습니다. 앞에서 말한 바와 같이 클록의 의미는 대단히 중요합니다. 클록의 속도가 컴퓨터 내부 속도의 기준이 되기 때문입니다. 클록의 단위는 Hz를 사용합니다. 1MHz라는 것은 1초에 백만 번의 클록 횟수를 의미합니다.

 

(3) CPU의 대역폭

 

CPU의 처리능력은 대단히 중요한 문제입니다. 하지만 이 처리능력만 무조건 높다고 속도가 빠르다는 것은 아닙니다. CPU에서 연산 작업을 하였다면 이 연사한 결과 값을 주변 장치에 저장하거나 출력하여야 합니다. 이렇게 결과 값이 오고가는 입출력 통로를 데이터 버스 혹은 버스(BUS)라고 합니다. 바로 버스의 크기를 대역폭이라고 합니다. 이 대역폭이 클수록 데이터를 원활히 내부 장치나 외부장치로 전달 할 수 있을 것입니다. 대역폭은 크면 클수록 좋지만 제작단가 라든지 여러 가지 문제로 인해 현재 내부적으로 CISC칩셋 같은 경우 32bit RISC칩셋 같은 경우 64bit의 대역폭을 가지고 있습니다.

대역폭만을 본다면 상대적으로 CISC칩셋보다 RISC칩셋을 높이 평가한다는 것을 알 수 잇습니다.

 

(4) CPU의 전압

 

CPU는 적은 전압을 사용하면서도 데이터 처리속도가 높아야 합니다. CPU에서의 전압이 높아지면 데이터 처리시에 어느정도의 속도를 올려 줄 수 있습니다. 하지만 전압을 너무 올리게 된다면 많은 열을 방출하므로 CPU가 불안정하게 동작될 수 있습니다. CPU는 열에 굉장히 민감합니다. 발열로 인한 컴퓨터의 다운증상이 심하면 CPU자체에 매우 심각한 손상을 입힐 수 있습니다. 때문에 이 발열량을 어느 정도 줄이는 것이 중요한 문제로 떠오르고 있습니다. 현재 개발중인 CPU들은 사용 전압이 점차 낮아지고 있습니다. 간혹 몇몇 사용자들은 오버클록을 사용하여 데이터 처리속도를 높입니다. 하지만 발열량은 대수롭지 않게 생각하는 경향이 있습니다. CPU의 열을 식혀주기 위해서는 너무 과도한 오버클록은 피하고 CPU의 열을 좀더 잘 식혀줄 수 잇는 쿨러를 사용함으로써 발열량을 어느 정도 줄일 수 있습니다.

CPU제조회사들은 발열량을 줄이기 위해 많은 기술개발을 하고 있습니다. CPU가 많은 데이터를 처리하기 위해서는 많은 트랜지스터가 필요하게되고 많은 트랜지스터는 곧 열을 발생시키는 원인이 됩니다. 이런 열을 줄이기 위해서는 제조 공정을 낮추어야 하는데 펜티엄4 스노우드의 경우는 0.13㎛으로 제조 공정이 낮으므로 발열량이 가장 적습니다.(2004 현재 ^^;)

CPU쿨러는 대부분 CPU구입시 포함되며 CPU에 따라 별도로 구매해야 하는 경우가 있습니다. CPU쿨러의 전원커넥터는 메인보드에 CPU FAN이라고 적혀 있는 곳에 장착하면 됩니다.

 

(5) CPU의 불량증상

 

CPU자체의 고장은 거의 없다고 보아도 무방합니다. 컴퓨터 고장 증상이 있다면 아마도 가장 후 순위로 미루어도 될 정도로 고장 율이 적습니다.

대부분이 CPU 자체의 고장보다는 장착 불량이나 CPU와 메인보드간의 접촉 불량이 대부분입니다.

CPU의 오류 증상은 다음과 같습니다.

첫 번째, 가장 흔하게 발생하는 경우로는 컴퓨터 내부의 전원은 들어오는데 전혀 부팅이 진행되지 않는 경우입니다. 흔히 슬롯방식일 경우 잘 나타나는 증상이며 이런 경우에는 CPU를 제거한 다음 슬롯 면의 오물을 깨끗이 닦은 후에 다시 장착하면 해결됩니다.

두 번째, 프로세서가 과도하게 열이 발생하는 경우입니다. 쿨러 자체의 고장이 있는 경우와 쿨러가 약하게 돌아가는 경우 혹은 쿨러의 전원 커넥터 불량으로 인해 쿨러에 전원 공급이 안 되는 경우 그리고 오버 클록 등이 문제가 되는 경우 입니다. 조치 방법은 쿨러의 고장일 경우 쿨러를 교체하여 주고 쿨러에 전원을 공급해 주는 전원 커넥터의 문제라면 다른 커넥터를 선택하여 연결합니다.(보통 보드에는 2개의 커넥터가 있습니다.) 오버클록의 문제라면 즉시 오버클록의 수치를 원래의 수치로 바꾸어 줍니다.

 

(6) CPU의 진보된 기능

 

하이퍼스레딩 기술 : 프로세서가 여러 개의 명령어 쓰레드를 병렬로 실행할 수 있습니다. 마치 CPU를 2개 장착해 놓은 것과 같은 느낌이 들게 해주는 기술입니다. 멀티태스킹 환경에서 성능과 시스템 응답성을 향상시킵니다.

 

파이프라인 기술 : CPU가 데이터 처리작업시에 처리작업을 동시에 처리하는 것과 같게 해주는 작업을 의미합니다. CPU는 작업을 처리할 때 보통 한 작업을 완전히 처리하고 나서 또 다른 작업을 합니다. 이때 만일 새로운은 작업이 늦게 도착되면 그만큼 CPU는 새로운 작업이 도착하기 전에 쉬어야 합니다. 이것을 조금이라도 완화시키려고 처리되고 있는 작업이 끝나기 전에 버퍼나 혹은 다른 저장장치에 다음에 처리될 작업들을 미리 이동시켜두는 것입니다. 즉 명령어 처리작업을 일련의 순서대로 대기 시간의 지체 없이 처리하도록 해주는 기술을 의미합니다.

 

하이퍼-파이프라인 기술 : 파이프라인에서 한 단계 발전된 기술로 전체적으로 일정한 시간 내에서 동시에 많은 데이터를 처리할 수 있는 스루풋(Throw-Put) 기능이 향상되었습니다.

 

스트리밍 SIMD2(Streaming SIMD2) : 144개의 새로운 명령의 추가로 보다 많은 응용프로그램의 처리능력을 극대화시켰습니다.

고속 실행 엔진 : 정수연산 유닛이 코어 주파수의 2배로 동작하여, 정수연산이 중요시되는 분야에서의 실행을 고속화시켰습니다.

 

128-비트 부동 소수점 : 부동 소수점연산의 성능이 향상되어 3D그래픽처리 능력과 과학 계산능력을 높였습니다.

 

SIMD 128-비트 정수 : 비디오 및 음성, 암호, 이미지/사진 처리를 고속화할 수 있습니다.

 

실행 추적 캐시 : 명령 캐시의 효율이 큰 폭으로 향상되었고, 소프트웨어 코드의 사용 빈도가 높은 분야에서 성능 극대화를 이루었습니다.

 

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*사이지식*

 

MMX(Multimedia Extension) : MMX는 57개의 기계적인 명령어와 4개의 데이터 유형을 프로세서 내에 추가한 CPU기술입니다. 멀티미디어 작업 시에 상당한 효과를 나타냅니다. 인텔에서 발표한 내용에 의하면 MMX기술이 적용된 프로세서는 동일한 클록 속도의 MMX기술이 적용되지 않은 프로세서에 비해 멀티미디어 작업시에 최고 60%까지 실행속도를 향상 할 수 있다고 합니다. 그 외에도, MMX기술이 적용된 마이크로프로세서와 적용되지 않은 마이크로프로세서 같은 경우 10% 정도 성능이 차이가 난다고 합니다.

 

분기예측 : 프로그램 실행 중 분기명령(명령어라인 처리시 순차적으로 다음 명령어라인을 처리하는 것이 아니고 다른 임의의 명령어라인을 처리하는 것)이 발생했을 경우, 메모리상의 분기가 일어날 곳을 미리 추측하는 기능입니다. 분기명령어가 실행된 후에는 분기된 곳으로 직접 이동하여 처리하는 것이 아니고 분기될 것이라고 예상되는 부분을 추측하여 처리하고 계속해서 실행하는 것을 말합니다. 분기 예측 율은 80%정도이며 분기 예측을 할 경우 파이프라인기능이 효율적으로 향상됩니다.

 

SIMD(Single Instruction Mutilple Data) : MMX기술중 한가지로서 여러 데이터를 묶어 한번의 처리로서 작업을 마치는 것을 말합니다.

 

SSE(Streaming SIMD Extensions) : Streaming SIMD Extensions는 70개의 명령어로 구성되며 이 명령어들을 처리하기 위해 128비트의 레지스터가 내장되어 있습니다.

<!-- //포스팅 -->

 

 

 

 

BIOS(Basic Input Ouput System)

 

PC를 켜면 실행할 수 있는 핵심적인 환경을 담고 설정 데이터와 프로그램들이 실행되어 PC를 사용할 수 있게 해준다. 그것은 거의 변동이 없기 때문에 롬에 저장하여 전원이 들어오면 데이터가 활성화가 된다.

PC 실행의 가장 기본적인 프로그램과 데이터가 있는 롬칩을 간단히 바이오스(BIOS ; Basic Input Output System)라고 한다.

BIOS 롬칩(ROM Chip)에는 다음과 같은 내용이 담겨져 있다.

• POST (Power on Self Test) 루틴(돌림실행)
• Setup 설정 명령들(CMOS 램에 연결된 명령)
• BIOS 명령들(다양한 주변 하드웨어에 연결된 명령)
• Booting(부팅) 명령들(Dos, Windows 와 같은 OS에게 주는 명령)

[그림] 롬칩(ROM  Chip)에 내장된 내용

　

모든 PC는 특정 제조회사의 BIOS 롬칩이 있다. PC를 켰을 때 시커먼 화면에서 가장 먼저 나오는 글자 중에 하나가 바로 PC에 내장된 BIOS 롬칩을 제작한 회사와 그 BIOS 롬칩에 대한 버젼이다.

PC 조립은 어떤 특정 회사의 제품이나 특별한 기능이 있는 부품 등을 다양하게 사용자의 구미에 맞춰 조립할 수 있기 때문에 부품들을 결합한 뒤 그 부품을 장착했음을 메인보드에 알려줘야 한다. 어떤 속도의 CPU와 램을 사용하는지 HDD의 용량은 얼마나 되는지의등 이러한 정보는 사용자에 설정에 달라지지만 일단 설정되면 그 설정값을 토대로 한 환경에서 PC가 구동된다. 또한 시간도 사용자가 임의대로 설정되기도 하기 때문에 항상 기본적인으로 똑같이 적용되어는 PC 환경의 정보들이 있다. 그렇다고 PC의 가장 기본 구동 정보를 싣고 있는 BIOS 롬(ROM)으로 되어 있는 것을 설정할 때마다 뜯어고칠 수는 없다. 주변장치나 유동적인 시스템 데이터가 BIOS처럼 기본적인 PC 구동 환경값으로 저장하고 적용하면서 수정이 가는 한 것을 CMOS 램이라고 한다.

CMOS는 Complementary Metal Oxide Semiconductor라는 용어로 상보형 금속 산화 반도체라는 용어를 줄여서 쓰는 말이다. PC에서는 적은 양의 데이터를 실을 수 있는 특수한 CMOS RAM 칩을 말한다. 램의 데이터를 유지하기 위해서는 전력이 필요하기 때문에 작은 밧데리로 CMOS 램칩의 내용을 유지한다. 따라서 램의 일종이라도 PC를 껐을 때 그 곳에 저장된 데이터가 유지된다.

CMOS 램에는 다음과 같은 내용등을 싣는다.

• 플로피 디스크 드라이브
• 하드디스크
• 키링?/FONT>
• CPU, 캐쉬, 칩셋의 설정값, 램 타입(type)
• 시스템 날짜와 시간
• 그밖의 시스템에 관련된 사항들

CMOS 램에 대한 내용은 PC 조립을 끝낸 뒤 셋업시에 입력 설정되고 기타 새로운 PC 환경 정보를 고칠 때 조정된다. (PC 조립설명 부분에서 설명)

[그림] CMOS 램에 저장되는 내용

　

BIOS 롬과 CMOS 램, 그리고 기타 카드에 장착되어 있는 롬칩들의 내용들은 바로 도스, 윈도우95 등의 OS(Operating System ; 운영체제)에 쓰여지는 기초 바이오스 데이터가 된다. 

[그림] BIOS 롬과 CMOS 램 정보가 OS에서  바이오스로

　

 

 

HDD(Hard Disk Drive)

 

플래터ㆍ헤드ㆍ센트럴 암 구성
데이터 저장ㆍ삭제 ‘전자공책’

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PC에서 하드디스크드라이브(HDD)는 데이터를 저장하는 은행 역할을 하는 중요한 부품입니다. 은행에 돈을 맡기고 찾는 것처럼 PC는 수시로 HDD에 데이터를 저장하고 읽는 작업을 반복하게 됩니다. 그리고 이런 일련의 작업 결과는 HDD에 남아있게 됩니다. 그렇기 때문에 HDD는 수 백만번 반복해서 쓰고 지울 수 있는 전자공책이라고 생각하면 이해하기 쉽겠지요?

아무리 인터넷이 발달해도 그 정보는 대부분 전 세계 어딘가에 있는 PC HDD에 있는 데이터이기 때문에, 현재 HDD는 저장장치 부문에서 가장 중요한 역할을 한다고 볼 수 있습니다.

◇HDD 구조= HDD는 외부와 차단된 진공 내부공간에 데이터가 저장되는 레코드 형태 플래터(Platter)와 이 플래터 위를 쉴새없이 움직이는 헤드(Head), 헤드와 연결되어 있는 센트럴 암(Central Arm)으로 이뤄져 있습니다. 동그란 접시같이 생긴 플래터는 일반적으로 알루미늄 판으로 이뤄져 있으며, 이 알루미늄 판은 자성체로 코팅돼 있어 헤드가 움직이면서 데이터를 기록, 수정, 삭제하는 역할을 합니다.

플래터는 접시라는 뜻으로 데이터를 기록하는 판을 말합니다. 하드디스크드라이브라고 부르는 이유도 이 플래터 생김새 때문에 그렇습니다. 알루미늄계 금속으로 만들어진 플래터는 여러 장 디스크에 자성 물질이 입혀져 있고, 양 쪽 면에 데이터를 기록할 수 있습니다. HDD 성능을 나타낼 때 5400rpm 또는 7200rpm 이라는 표시는 이 플래터가 1분에 회전하는 횟수를 말하는 것입니다.

플래터 중심에 있는 회전축으로 플래터를 회전시키면서 헤드를 위치할 수 있게 하는 것을 `스핀들'이라고 부릅니다.

헤드는 플래터에서 데이터를 읽고 쓰는 장치로, CD를 보면 렌즈가 움직이면서 CD에 있는 정보를 읽는 것처럼, HDD에서는 헤드가 플래터에 있는 데이터를 읽고 쓰는 역할을 합니다. 헤드와 연결된 헤드암은 헤드가 플래터 위를 자유롭게 움직이며 데이터를 읽을 수 있게 하는 기기입니다. 헤드암은 콘트롤러 칩이라고 불리는 제어회로에 따라 PC에서 원하는 정보를 읽고 쓸 수 있도록 헤드를 움직입니다.

◇HDD 기록원리= HDD 내부에 있는 헤드는 플래터와 직접 접촉하지 않고 디스크가 회전하면서 생기는 공기 흐름을 이용해 플래터에 떠 있는 상태로 데이터를 읽고 쓸 수 있습니다. 헤드는 PC에서 받은 명령어를 바탕으로 플래터 위를 움직이면서 플래터에 코팅되어 있는 자성체에 0과 1을 기록해 데이터를 저장합니다. 그리고 이렇게 저장된 데이터는 다른 명령이 없을 경우 계속해서 남아있게 됩니다.

헤드는 머리카락과 먼지 등 입자보다 더 작은 간격으로 플래터 위에 떠 있기 때문에 작은 충격 등으로 플래터가 디스크에 부딪히게 되면 데이터 에러가 날 수 있으므로, 작동시 충격을 주지 않도록 주의해야 합니다.

◇HDD 종류= HDD는 플래터 크기에 따라서 3.5인치, 2.5인치, 1인치 등으로 구분합니다. HDD가 처음에 나왔을 때 플래터 크기는 가족들과 저녁식사를 먹을 수 있을 정도인 테이블 만했지만 기술이 발전하면서 휴대전화에 들어가는 0.85인치 제품도 등장했습니다.

HDD는 저장용량 당 가격이 저렴하고, 내구성 및 성능이 다른 저장매체보다 월등히 높기 때문에 PC뿐 아니라 디지털TV, DVR, MP3플레이어 등 가전제품까지 영역을 확대하고 있습니다.

 

 

 

 

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