CPU-씨피유

사람들은 보통 컴퓨터의 성능을 가늠하고자 할 때 가장 먼저 살펴보게 되는 것이 바로 사양을 보게됩니다. 그중에 'CPU'라는 것을 가장 유심하게 보게됩니다. 컴퓨터에서 CPU는 전반적인 성능을 좌우하는 가장 중요한 부품이라고 할 수 있습니다.

CPU=마이크로프로세서

CPU는 'Central Processing Unit'의 약자로서, 직역 하면 중앙처리장치라고 한다. 중앙처리장치는 단어 그대로, 컴퓨터의 정중앙에서 모든 데이터를 처리하는 장치라는 뜻이다. CPU는 컴퓨터의 두뇌에 해당하는 것으로서, 사용자로부터 입력 받은 명령어를 해석, 연산한 후 그 결과를 출력하는 역할을 한다. 그리고 이렇게 하나의 부품에 연산 장치, 해독 장치, 제어 장치 등이 집적되어 있는 형태를 일컬어 '마이크로프로세서(Micro-processor)'라고 한다. CPU와 마이크로프로세서는 거의 같은 의미로 쓰이는 일이 많다. 다만 마이크로프로세서 중에는 전기밥솥, 세탁기, 전자레인지와 같은 제품의 제어용으로 쓰이는 것도 있습니다. 일반적인 컴퓨터에 장착되는 CPU와는 미묘하게 의미가 구분된다.

또한 최근에는 하나의 칩에 CPU및 GPU(그래픽 처리장치), 각종 장치용 제어기 등이 함께 들어가는 경우가 많아 CPU의 개념이 '부품'이라기 보다는 '기능'의 하나로 바뀌는 경향이 나타나고 있다. 그리고 AMD는 CPU와 GPU의 기능을 융합한 PC용 통합형 프로세서를 'APU(Accelerated Processing Unit)'라는 이름으로 부리기도 한다.

스마트폰 CPU?

스마트폰과 같은 소형 기기에는 주로 쓰이는 통합형 프로세서 CPU보다는 'SoC(System on a chip)', 혹은 'AP(Application Processor)'라고 부르고는 한다.

0과 1을 구부하는 CPU

컴퓨터 CPU의 가장 기본적인 역할은 연산/계산 작업이다. 예를 들어 사용자가 '0 + 1'이라는 명령을 내리면 CPU는 이를 받아들여 계산을 한 후 '1'이라는 결과를 영상 출력 장치로 보여준다. 물론, 지금 우리가 사용하는 컴퓨터의 CPU는 이러한 단순한 계산 작업만 처리하지는 않으며, 문서나 그림, 음악이나 동영상 처리등 다양한 데이터를 취급한다. 하지만 처리하는 데이터의 종류가 다르다 해도 CPU가 데이터를 처리하는 기본 원리는 '0 + 1 = 1'을 계산할 때와 크게 다르지 않다. 왜냐하면 컴퓨터의 내부에서 이동하는 데이터는 어차피 '0'과 '1'로만 구성된 디지털 신호의 조합이기 때문이다. 예를 들어, 사용자가 숫자 '3'을 컴퓨터에 입력하면 CPU는 이를 '00011'이라는 0과 1의 조합으로 인식한다. 만약 단순한 숫자 데이터가 아닌 영상이나 음악 등의 복잡한 데이터를 CPU가 인식, 처리할 수 있는 디지털 신호로 구성하려면 수많은 0과 1의 조합이 필요하게 됩니다.

CPU의 클럭 속도? 코어 수?

CPU의 속도를 나타내는 대표적인 단위는 '클럭(clock)'이라고한다. 이는 1초당 CPU 내부에서 몇 단계의 작업이 처리되는 지를 측정해 이를 주파수 단위인 'Hz(헤르츠)'로 나타낸 것이다. 따라서, 클럭 수치가 높을수록 빠른 성능의 CPU라고 할 수 있다. 참고로, 1971년에 등장한 세계 최초의 컴퓨터 CPU인 '인텔(intel) 4004'의 최대 동작 클럭은 740KHz(74만Hz)였으며, 2015년 현재 판매 중인 CPU인 '인텔 코어(Core) i7 4790K'의 동작 클럭은 4GHz(약 40억Hz)에 달한다.

과거에는 이러한 클럭 속도가 CPU의 성능을 나타내는 절대적인 기준이었지만, 최근에는 하나의 CPU에 2개 이상의 코어(Core)를 집어넣은 멀티 코어(Multi Core) CPU가 등장하여 클럭 속도 외에도 코어의 수가 CPU의 성능을 나타내는 또 하나의 기준이 되고 있다. 클럭만 너무 높으면 발열이나 전력소모도 심해지면서 이는 특히 휴대용 기기에 치명적이게 적용된다.

CPU에 내장된 처리회로의 핵심 부분인 코어는, 예전에는 1개의 CPU 당 1개의 코어(단일 코어 : Single Core)만을 가지고 있는 것이 당연시 되었다. 1990년 후반~ 2000년 초반에는 산업용이나 전문가용 컴퓨터를 위한 다중 코어(Multi Core) CPU가 나온 적은 있으나 극히 제한된 분야에만 사용되어 시장에 미치는 영향은 미미한 수준이었다. 하지만 2005년, 2개의 코어를 갖춘 듀얼 코어(Dual Core) CPU인 인텔의 '펜티엄(Pentium) D'와 AMD의 '애슬론(Athlon)64 X2'가 등장하면서 일반 PC에서도 다중 코어 CPU의 대중화가 시작되었다.