중앙처리장치

중앙처리장치(中央處理裝置) 또는 CPU(Central Processing Unit, 씨피유)는 컴퓨터의 중앙처리장치를 뜻한다. CPU는 제어장치, 연산장치, 저장장치(register)의 3부분으로 구성되어 있다. CPU는 버스(bus)를 통해 메모리, 하드디스크, 모니터, 마우스, 키보드, 프린터 등 다양한 입출력(I/O) 장치를 제어한다.

과거의 CPU는 진공관이나 트랜지스터를 이용해 구현했으나, 1971년 미국 인텔(Intel)이 세계 최초로 마이크로프로세서를 개발한 후, PC, 노트북, 서버 등에 사용되는 거의 모든 CPU는 마이크로프로세서를 사용하여 만들고 있다. 주요 CPU 제조 업체는 인텔과 AMD이다.

개요

중앙처리장치(CPU)는 사람으로 비유하면 뇌의 역할을 할 정도로 매우 중요한 부분이다. 중앙처리장치의 속도는 클록에 의해 결정된다. 프로그램의 명령어를 해석하여 데이터를 연산/처리를 하는 부분이나, 그 기능을 내장한 칩을 의미하며, 컴퓨터에 모든 동작에 필요한 계산을 처리하는 곳이다.

배경

계산기를 시작으로, 시대적 발전에 의해 전기신호로 연산을 위해 만들어진 수많은 트랜지스터가 만들어졌고, 훗날 이러한 집합이 CPU가 탄생하게 되었다.

역사

• 1971년 : 4004 제품은 1968년 실리콘 밸리에서 창립한 인텔에서 1971년에 만들어진 최초의 마이크로프로세서이다. 일본의 계산기회사인 비치 컴과 신형전자 계산기를 만들려는 목적으로 개발되었다. 4bit 데이터버스가 사용되었다.
• 1971년 : 4040 모델은 4004의 특징을 유지하면서 몇 가지 기능을 첨가한 제품이다. 8008 모델은 4004와 비교해봤을 때 2배의 성능향상을 이룬 제품이다. 8bit 데이터버스가 사용되었다.
• 1975년 : 8080 모델은 8008의 제품보다 10배 상향된 제품이 출시되었다. 8bit 데이터 버스가 사용되었다. 이후 8080A-2와 8080A-1으로 발전했다.
• 1978년 : 8086 제품은 인텔이 PC용으로 만든 최초의 CPU이다. IBM PC에 사용되었다.
• 1979년 이후 : 인텔은 CPU 자체 생산량만으로는 물량을 감당할 수 없어 다양한 회사와 사용권을 체결하였다. 다양한 회사 중 하나가 AMD였다. AMD는 인텔과 비슷한 시기에 좀 더 고클럭의 제품을 판매하는 전략을 사용하였다. 1991년, 386과 486 제품의 라이센스 소송전에서 인텔과 AMD 사이에 발생하였고 소송에서 AMD가 승소하였으나, AMD는 차후 이러한 문제가 발생하지 않기 위해 자신만의 CPU를 제작하기로 하였다. 이후 둘은 경쟁사가 되어 현재까지도 CPU 분야에서의 경쟁하는 업체이다.

특징

흔히 컴퓨터의 기본적인 연산, 계산작업에 쓰이며, 사람으로 비유를 하면 뇌와 같다. 사용자로부터 입력받은 명령어를 해석하며, 연산후에 그결과를 출력을 하는 역할을 수행한다. CPU가 단순 계산만 처리는 하지않으며, 문서작업, 그림, 음악, 동영상 등 다양한 데이터를 취급하며 처리한다. CPU는 컴퓨터 말고 다른 가전제품에 사용되며, 스마트폰, 게임기기, 에어컨, 밥솥, 냉장고에도 사용된다.

제품군

인텔(Intel)

• 데스크탑 : 코어, 펜티엄, 셀러론, 쿼크
• 모바일 : 코어, 제온, 아톰, 펜티엄, 셀러론
• 서버 : 제온, 아톰, 펜티엄, 아이테니엄
• 워크스테이션 : 제온

AMD

• 데스크탑 : AMD Ryzen Threadripper, AMD Ryzen, AMD Athlon, AMD A-Series, AMD FX
• 노트북 : AMD Ryzen PRO, AMD Athlon PRO, AMD A Series, AMD FX PRO
• 서버 : AMD EPYC, AMD Opteron
• 임베디드 : AMD EPYC, AMD Ryzen, AMD 임베디드 R 시리즈, AMD 임베디드 G 시리즈

사건 사고

CPU 게이트

성능을 높이기 위해 인텔의 기술을 투입한 비순차적 명령어 처리, 예측실행 기술이 탑재된 게 화두가 되었다. 멜트다운이라는 버그가 두 개의 기술을 이뤄지는 중에 해킹을 시도하는 방식이 이뤄져 보안패치를 하는데 성능 저하를 일으켰고 이에 CPU 점유율이 높은 인텔의 큰 타격이 됐다.

참고자료

• AMD 홈페이지 - https://www.amd.com
• 인텔 홈페이지 -https://www.intel.co.kr/
• LED요리사, 〈컴퓨터 부품 CPU란 무엇인가〉, 《네이버 포스트》, 2017-09-09
• wa0201, 〈CPU의 역사〉, 《다음 블로그》, 2010-08-16
• wjdqh6544, 〈AMD CPU 그간의역사〉, 《T스토리》, 2017-08-02
• 김영우 기자, 〈CPU 게이트, 근본적 문제는 '성능저하' 보다 '고객불안'〉, 《아이티동아》, 2018-01-10

같이 보기

• 컴퓨터
• GPU
• ASIC
• FPGA
• 반도체

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