컴퓨터의 두뇌, 중앙 처리 장치 (CPU)

1. CPU 란?

CPU라는 용어는 중앙 처리 장치를 뜻합니다. CPU는 입력을 처리하고 데이터를 저장하고 결과를 출력하는 데 필요한 회로를 모두 포함하는 컴퓨터의 두뇌입니다. CPU는 처리할 데이터와 처리 방법을 알려주는 컴퓨터 프로그램의 지시를 받아 그 지시를 수행합니다. 따라서 CPU가 없으면 컴퓨터에서 프로그램을 실행할 수 없습니다. 어디에 있든 CPU는 매우 많은 트랜지스터를 활용하여 계산을 합니다. 이러한 계산은 장치가 작업을 수행할 수 있도록 하는 소프트웨어를 실행합니다. 예를 들어, 스마트 온도 조절기의 CPU는 소프트웨어가 명령을 실행하여 난방 및 냉방 온도를 조정하는 데 도움이 됩니다. 또한, 간단한 계산기 프로그램은 CPU에 2와 2라는 두 숫자를 가져와 더한 다음 결과를 다시 보내도록 지시할 수 있습니다. CPU는 프로그램 명령을 해석하는 방법을 알고 있는 제어 장치와 숫자를 추가하는 방법을 아는  ALU(Arithmetic Logic Unit) 덕분에 이러한 명령을 쉽게 처리할 수 있습니다. 제어 장치와 ALU가 결합되어 CPU는 단순한 계산기보다 훨씬 더 복잡한 프로그램을 처리할 수 있습니다. 즉 다시 말해서, 컴퓨터의 중앙 처리 장치(CPU)는 명령을 검색하고 실행하는 컴퓨터 부분입니다.

2.  수행하는 것들

솔직히 말하자면, 논리적 연산이나 일련의 산술을 자동으로 수행하는 모든 프로그래밍 가능한 기계는 컴퓨터입니다. 즉, 노트북, 데스크톱, 태블릿 그리고 스마트폰이 모두 컴퓨터입니다. 그렇다면 CPU는 컴퓨터에서 무엇을 할까요? 바로 CPU는 이진 신호를 해석하여 작업, 계산을 완료하고 3단계 프로세스에서 응용 프로그램을 실행합니다. 3단계 프로세스는 이러합니다. 첫 번째는 가져오기가 있습니다. CPU는 컴퓨터 메모리에서 명령을 가져와 명령 레지스터(IR)라고 하는 제어 장치의 일부에 저장합니다. 두 번째로 디코딩이 있습니다. CPU는 IR에서 명령어 디코더로 명령어를 보냅니다. 이 조합 회로는 명령을 신호로 디코딩합니다. 마지막으로 실행을 합니다. 디코딩된 신호는 실행 단계에서 CPU의 관련 대상으로 이동합니다. 이 외에도 CPU는 다른 구성 요소와도 작동합니다. 예를 들어, 비디오 게임에서 그래픽 카드로 전송된 관련 데이터가 필요할 수 있습니다. 그런 다음 그래픽 카드는 정보를 처리하여 모니터에 표시합니다. 마찬가지로 CPU는 더 빠른 액세스를 위해 컴퓨터의 하드 드라이브에서 메모리로 데이터를 이동하는 데 도움을 줍니다.

3. 구성 요소

사람들, 전문가들은 컴퓨터를 살 때 CPU의 품질을 고려하며 컴퓨터를 고르곤 합니다. 그럼 그 품질을 좌지우지하는 것에는 무엇이 있을까요? 먼저, 시계 속도가 있습니다. 클럭 속도는 CPU가 1초에 관리할 수 있는 명령의 수를 나타내며, 일반적으로 속도를 나타냅니다. 1990년대 후반부터 2000년대 초반까지 CPU 클럭 속도는 새로운 세대가 나올 때마다 크게 향상되었습니다. 그러나 클럭 속도의 발전은 추가 발열과 높은 전력 소비로 인해 느려지기 시작했습니다. 여기에서 제조업체는 클럭 속도보다는 다른 방식으로 CPU를 향상시키는 것이 더 효율적이라는 것을 알게 되었습니다. 그래서 최신 프로세서는 일반적으로 더 높은 클럭 속도를 가진 10년 된 프로세서보다 성능이 뛰어납니다. 다음으로, 코어가 있습니다. 제조업체는 클럭 속도 향상에 초점을 맞추는 대신 하나의 칩에 여러 CPU를 장착했습니다. 요즘 프리미엄 CPU는 32코어, 64코어 등을 기록하고 있습니다. 이러한 CPU는 비디오 편집자, 게임 스트리머 및 커다란 애플리케이션 사용자에게 최상의 성능이지만 일반 사용자에게는 비용을 고려해봐도 과한 기능이라고 할 수 있습니다. 또한, 하이퍼 스레딩이 있습니다. 하이퍼 스레딩은 동시 처리를 위해 워크로드를 분할하여 단일 프로세서 코어가 2처럼 수행할 수 있도록 하는 Intel가 개발한 기술 혁신입니다. 지금까지 품질을 좌지우지 하는 요소들에 대해 살펴보았습니다. 다음으로는 컴퓨터를 사용하면서 CPU의 품질이 낮아지는 것을 막는 방법에 대해 알려드리겠습니다. CPU는 노화, 과열, 전력 부족 또는 환기 불량으로 인해 속도가 느려질 수 있습니다. 일부 악성 소프트웨어는 시스템 리소스를 가로챌 수도 있습니다. 여기서 악성 소프트웨어는 멀웨어라는 약자로 불립니다. 이는 컴퓨터 또는 설치한 모든 소프트웨어에 해를 끼치려 고안한 소프트웨어를 의미합니다. 멀웨어는 민감한 정보(예를 들어 신용카드 번호 또는 비밀번호)를 훔치거나 사용자가 모르게 사용자의 이메일 계정에서 가짜 이메일을 보낼 수 있습니다. 따라서 컴퓨터를 보호하여 악의적인 행위자가 금전적 이득을 위해 컴퓨터를 사용하는 것을 방지하는 방법에 대해 늘 찾아보고 유의해야 합니다. 또 다른 방법으로 컴퓨터의 팬이 깨끗한지 확인하고 기계를 통풍이 잘 되는 곳에 놔야 합니다. 멀웨어로부터 CPU 과용을 방지하려면 신뢰할 수 있는 안티바이러스/안티멀웨어 소프트웨어를 사용하여 리소스를 훔쳐가는 소프트웨어로부터 보호하셔야 합니다. 불필요하게 리소스를 차지할 수 있는 설치되어 있던 일부 소프트웨어를 제거하는 것도 좋은 방법입니다.