CPU, Central Processing Unit

중앙 처리 장치. 마이크로 프로세서라고도 한다. 소프트웨어 명령의 실행이 이루어지는 컴퓨터의 부분, 혹은 그 기능을 내장한 칩. 외부에서 정보를 입력받고, 기억하고, 컴퓨터 프로그램의 명령어를 해석하여 연산하고, 외부로 출력하는 역할을 한다. 컴퓨터 부품과 정보를 교환하면서 컴퓨터 시스템 전체를 제어하는 장치. 컴퓨터의 두뇌에 해당한다고 할 수 있다. '컴퓨터의 성능=CPU의 성능'이라는 말이 있을 정도로 컴퓨터에서 핵심적인 위치에 있다.

윗부분 내용에서 볼드로 쓴 내용은 컴퓨터의 5가지 기능 중에서 가장 핵심적인 부분인 기억, 연산, 제어이다. 

CPU(, GPU)와 같은 프로세서 내부는 연산을 담당하는 산출연산처리장치(ALU)와 명령어를 해석/실행하는 컨트롤유닛(CU), 각종 데이터를 담아두는 캐시로 나뉜다. CPU는 명령어가 입력된 순서대로 데이터를 처리하는 직렬(순차) 처리 방식에 특화된 구조를 가지고 있다. 한 번에 한 가지의 명령어만을 처리한다. 따라서 ALU의 개수가 많을 필요가 없다. 코어가 8개인 옥타코어 CPU에서는 코어당 1개씩 총 8개의 ALU가 탑재되어 있다.

CPU 내부 면적의 절반 이상은 캐시메모리로 채워져 있는데, 캐시 메모리는 CPU와 RAM의 속도 차이로 인해 발생하는 병목현상을 막기 위한 장치이다. CPU가 처리할 데이터를 미리 RAM에서 불러와 CPU 내부 캐시 메모리에 임시로 저장해서 처리 속도를 높일 수 있다. CPU가 단일 명령어를 빠르게 처리할 수 있는 이유이기도 하다.

* 참고 링크 : http://biz.chosun.com/site/data/html_dir/2016/07/24/2016072400125.html


CPU는 연산을 처리하기 때문에 수많은 트랜지스터로 구성되어 있으며, 발열이 심하기 때문에 쿨러를 통해 CPU에서 발생하는 열을 식혀준다. CPU의 열을 효과적으로 식혀주기 위해서 CPU 표면에 열 전도율이 높은 '서멀 그리스'를 발라주기도 한다.

CPU와 비슷한 단어로 GPU, APU가 있는데 이들 모두 ~PU, Processing Unit이라는 공통점을 가지고 있다. 프로세서(Processor, 처리기)이며 연산 능력을 가지고 있다는 것은 동일하나 역할과 등장배경이 조금씩 다르다.

# GPU, Graphics Processing Unit

그래픽 처리 장치. VPU(Visual Processing Unit)이라고도 한다.

순차 처리 방식에 특화된 구조를 가진 CPU와 달리 GPU는 여러 명령어를 동시에 처리하는 병렬 처리 방식을 가지고 있다. 캐시메모리의 비중이 크지 않고, 연산을 하는 ALU의 개수가 많다. GPU는 1개의 코어에 수백, 수천 개의 ALU가 장착되어 있다.

GPU 가속 컴퓨팅이란 GPU와 CPU를 함께 이용하여 과학, 분석, 공학, 소비자 및 기업 애플리케이션의 처리 속도를 높이는 것을 말한다. 어플리케이션의 연산 집약적인 부분을 GPU로 넘기고 나머지 코드만을 CPU에서 처리하는 방식으로 GPU 가속 컴퓨팅이 이루어진다.

* 참고 링크 : http://kr.nvidia.com/object/what-is-gpu-computing-kr.html

# CPU 사양 볼 때 고려할 것

클럭(동작 속도)의 수치, 코어(핵심 회로)의 수, 캐시메모리(임시저장소)의 용량을 고려해야 한다. *클럭 수치가 높으면 단일 작업을 수행하기에 유리하고, 코어가 많을수록 다중 작업(멀티태스킹)을 수행하는 데에 유리하다. ㅡ다중코어 CPU는 내장된 코어의 개수만큼 실제 CPU를 장착시킨 것과 유사한 성능을 낸다. 속도가 빨라지는 것이 아니라 같은 시간에 더 많은 작업을 처리할 수 있다고 함.ㅡ 그리고 캐시메모리 용량이 크면 큰 프로그램을 가동하거나 자주 수행하는 작업을 반복 처리할 때 작업 효율을 높일 수 있다.

* 참고 링크 : http://it.donga.com/20606/
* CPU 종류 관련 참고 링크 : http://blog.skhynix.com/1511
* 클럭 : 1초당 CPU 내부에서 몇 단계의 작업이 처리되는지를 측정하여 이를 주파수 단위인 헤르츠(Hz)로 나타낸 것.