CPU 란 무엇입니까? CPU 또는 중앙 처리 장치는 컴퓨터의 핵심 요소입니다. 비디오 게임 부터 에세이 작성에 이르기까지 컴퓨터가하는 모든 작업은 일련의 수학 지침으로 나뉩니다. CPU는 이러한 명령을 받아 실행합니다.
이 작업을 수행하는 방법에 대한 자세한 내용은 물론 간단한 설명보다 훨씬 더 복잡합니다. 알아야 할 가장 중요한 것은 CPU가 컴퓨터의 주요 수학 엔진이라는 것입니다.
(매우) CPU의 짧은 역사
컴퓨팅의 역사는 길고 복잡합니다. 또한 디지털 기술, 전자 제품 또는 전기보다 역사로 되돌아갑니다. 주판은 일종의 프로세서입니다. 기계식 계산기도 마찬가지입니다. 가장 큰 차이점은 이러한 기계는 하나 또는 몇 가지 수학적 작업 만 수행 할 수 있다는 것입니다. 이 프로세서는 최신 CPU가 대표적인 일반용프로세서가 아닙니다.
CPU를 범용 계산 장치로 만드는 것은 논리를 사용하는 것입니다. 1903 년 Nikola Tesla는 게이트 및 스위치로 알려진 전기 회로 특허를 획득했습니다. 이 회로를 사용하면 기계가 특정 조건에서 작동 할 수있는 논리적 작업을 수행하는 장치를 만들 수 있습니다.
1940 년 중반에서 후반에 William Shockley, John Bardeen 및 Walter Brattain은 Bell Laboratories에서 일하는 동안 트랜지스터라는 장치를 발명하고 특허를 받았습니다. 트랜지스터는 CPU의 기본 구성 요소입니다. 트랜지스터는 비교적 작은 컴퓨터 구성 요소입니다. 트랜지스터는 세 명의 발명가에게 노벨상을 수상한 중요한 발명입니다.
1950 년대 후반, Robert Noyce와 Jack Kilby는 한 걸음 더 나아가 첫 번째 집적 회로를 만들었습니다. 집적 회로는 단일 반도체 재료에 통합 된 전자 회로 세트입니다. 대부분의 경우, 그 재료는 실리콘입니다. 이것이 사람들이“마이크로 칩”이라고 말할 때의 의미입니다.
In_content_1 모두 : [300x250] / dfp : [640x360]->CPU는 하나 이상의 마이크로 칩으로 구성됩니다. 이것은 수십억 개의 트랜지스터가 단일 CPU에 패키징 될 수 있기 때문에 중요한 발명입니다. 이것은 매우 강력한 수학적 엔진을 만듭니다.
논리 게이트, 트랜지스터 및 집적 회로의 발명품을 사용하여 전 세계가 바뀌 었습니다. 마이크로 칩은 컴퓨터뿐만 아니라 요즘 모든 것에 있습니다. CPU는 우리가 만들 수있는 가장 진보 된 범용 마이크로 칩입니다.
CPU 작동 방식
CPU의 전체 원리는 이진 코드를 기반으로합니다. 인간은 base 10또는 십진수 시스템을 사용하여 숫자를 나타내는 경향이 있습니다. 숫자에서 각 자리수의 자리 값은 10 배 증가합니다. 따라서 "111"에는 100, 10 및 1이 포함됩니다.
컴퓨터와 해당 CPU는 10 진수를 전혀 이해할 수 없습니다. 트랜지스터는 켜거나 끄는 원리로 작동합니다. 이것은 당신이 그것들로부터 빌드 한 논리 게이트도이 두 가지 상태에서만 작동 할 수 있음을 의미합니다. 이것이 기본적으로 CPU가 이진 코드에서 실행되는 이유입니다. 이 숫자 체계는 다른 장소 값을 가지고 있습니다. 대신 1, 10, 100, 1000 등이면 장소 값은 1,2,4,8,16,32,64,128 등입니다.
이진수“111”은 10 진수로 7이됩니다. 1, 2, 4를 더하기 때문에. 숫자 중 하나가 0이면 간단히 숫자를 건너 뛰고 다음 1의 자리 값을 추가합니다. 이렇게하면 십진수 값을 표현할 수 있습니다. 이진수는 종종 오른쪽에서 왼쪽으로 읽히므로 "1"자리 값은 가장 오른쪽에 위치합니다.
테이블에 넣어 명확하게 표시합니다.
십진수 7을 더한 이유를 알 수 있습니까? 숫자 23을 봅시다 :
111은“7”이지만“11101”은 23 진수의 5 번째 값이 16이기 때문에 23입니다. 꽤 멋지죠? 이 방법으로 10 진수로 쓸 수있는 가능한 숫자를 표현할 수 있습니다. 트랜지스터로 만들어진 컴퓨터는 어떤 숫자로도 작동 할 수 있습니다.
CPU는 어떻게 만들어 지나요?
현대 CPU의 생산 과정은 예상대로 매우 복잡합니다. . 기본 공정은 실리콘 결정의 큰 실린더를 성장시키는 것입니다. 반도체 특성으로 인해 이진 집적 회로를 구축하는 데 이상적입니다.
이 큰 결정은 얇은 웨이퍼로 슬라이스됩니다. 그런 다음 웨이퍼를 다른 화학 물질로 "도핑"하여 그 특성을 미세 조정합니다. 그런 다음 포토 리소그래피 로 알려진 프로세스를 사용하여 빛을 사용하여 나노 스케일 회로를 웨이퍼 표면에 에칭합니다.
CPU 디자인 및 성능
CPU가 전부는 아닙니다 평등했다. 최신 CPU의 첫 번째 조상 인 Intel 8086은 집적 회로에 약 29,000 개의 트랜지스터를 가지고있었습니다. 오늘날 인텔 i99900K와 같은 프로세서에는 1.7 억 개가 넘는 트랜지스터가 있습니다. CPU의 논리 회로가 밀도가 높을수록 클럭 사이클 당 수행 할 수있는 명령 수가 더 복잡하고 많아집니다.
“클럭 사이클”이 있습니까? 예, 이것이 CPU 성능의 다른 주요 구성 요소입니다. CPU는 특정 주파수에서 작동하며 CPU 클럭의 각 펄스는 계산주기를 수행합니다. 동일한 CPU를 사용하여 클럭 속도를 두 배로 늘리면 이론 상으로는 두 배 빠른 성능을 발휘해야합니다.
이 1978 년 인텔 8086은 5Mhz에서 시작되었습니다. 초당 500 만 클럭 사이클입니다. 인텔 i9-9900K? 3.6Ghz에서 시작됩니다. 가능한 경우 최대 5000Mhz까지 올리는 옵션과 함께 3600Mhz입니다.
CPU 성능에 또 다른 주름을 추가하려면, 최신 CPU에는 실제로 여러 개의 "코어"가 포함되어 있습니다. 각 코어는 실제로 독립 CPU 자체입니다. 요즘에는 그러한 코어가 4 개 이상있는 것이 일반적이지만 최근에는 주류 컴퓨터에 6 개 또는 8 개의 코어가있는 것이 일반적입니다. 고급 전문 컴퓨터는 100 개의 CPU 코어 영역에있을 수 있습니다.
여러 코어가 있다는 것은 CPU가 여러 명령어 세트를 병렬로 수행 할 수 있음을 의미합니다. 즉, 컴퓨터가 문제없이 한 번에 많은 작업을 수행 할 수 있습니다. 일부 CPU에는 "멀티 스레드"코어가 있습니다. 이러한 코어는 각각 두 개의 개별 작업을 처리 할 수 있습니다. Intel CPU에서 이것은“하이퍼 스레딩 ”로 표시됩니다.
CPU의 총 성능은 다음과 같은 조합으로 나타납니다.
물론이 네 가지 주요 포인트보다 더 많은 것이 있습니다. 그러나 이것들은 CPU 성능을 높이기위한 4 가지 주요 고려 사항입니다.
컴퓨터에서 CPU의 역할
마지막으로 다루어야 할 것은 CPU가 컴퓨터에서 재생하는 작업. 결국 컴퓨터의 유일한 집적 회로 마이크로 칩은 아닙니다. 예를 들어 GPU (그래픽 처리 장치)는 종종 CPU보다 트랜지스터 밀도가 훨씬 높습니다.
메모리뿐만 아니라 자체 냉각 및 전원 공급 장치가 필요합니다. 작은 여분의 컴퓨터와 같습니다! 사운드, USB 및 하드 드라이브 트래픽을 제어하는 칩에 대해서도 마찬가지입니다. 그렇다면 왜 CPU가 특별합니까? 주요 이유는 다음과 같습니다.
즉, CPU는 가장 중요한 범용입니다 컴퓨터의 성능 구성 요소. 당연한 것으로 여기지 마십시오!