CPU
CPU 네이버캐스트.mht다중 코어 CPU는 내장된 코어의 수와 같은 수의 단일 코어 CPU를 동시에 설치한 것과 유사한 성능을 낸다. 이를테면 듀얼 코어 CPU는 기존의 단일 코어 CPU가 2번에 걸쳐 처리해야 하는 작업을 듀얼 코어 CPU는 1번에 끝낼 수 있어 전반적인 처리 효율을 높일 수 있다. 다만, 다중 코어 CPU는 동시에 여러 가지 작업을 하거나 다중 코어 연산에 최적화된 소프트웨어를 구동할 때 비로소 큰 효과를 볼 수 있다. 다중 코어 연산을 지원하지 않는 소프트웨어를 사용하거나 한 가지 작업만 집중적으로 할 때는 코어가 많고 클럭 수치는 낮은 CPU 보다는 코어의 수가 적어도 클럭 수치가 높은 CPU를 사용하는 것이 오히려 나은 결과를 내는 경우도 많다. 그래픽 편집 프로그램이나 동영상 인코딩 프로그램, 혹은 파일 압축 프로그램 중에 다중 코어를 지원하는 경우가 많으니 참고하자.
클럭 속도와 코어의 수 외에도, CPU의 성능을 가늠할 수 있는 또 하나의 기준은 CPU 안에 들어 있는 캐시 메모리(cache memory)의 용량이다. ‘캐시’라 줄여 부르는데, CPU 내부의 임시 저장공간으로서 CPU가 데이터를 처리할 때 자주 사용하는 데이터를 임시 보관하는 곳이다. 이 캐시 메모리의 용량이 작으면 CPU에 비해 동작 속도가 훨씬 느린 주 기억장치(RAM, 메모리)나 보조 기억 장치(하드디스크, CD-ROM, SSD 등)로부터 직접 데이터를 불러들이는 빈도가 높아지는데, 이런 경우 컴퓨터의 전반적인 처리 속도가 크게 저하된다. 결론적으로 CPU의 캐시 메모리는 크면 클수록 성능 향상에 유리하다.
캐시 메모리는 CPU 코어와의 위치에 따라 1차 캐시 메모리(Level 1 cache memory)와 2차 캐시 메모리(Level 2 cache memory), 3차 캐시 메모리(Level 3 cache memory) 등으로 나뉜다. CPU와 가까운 곳에 위치한 캐시 메모리 일수록 성능 향상 폭이 크지만, 그만큼 제조가 어렵고 생산 단가도 높아진다.
1990년대 초반까지는 CPU에 1차 캐시 메모리만 내장하고 경우에 따라서 메인보드(주 기판) 상에 2차나 3차 캐시 메모리를 추가 장착하는 방식이 주류를 이루었으나, 1990년대 중반 이후부터는 CPU 내부에 1차, 2차 캐시 메모리를 함께 내장하는 방식이 일반화 되었다. 그리고 2007년, ‘AMD 페넘 X4’의 발매를 즈음하여 3차 캐시 메모리까지 CPU 내부에 넣는 경우가 많아졌다.
캐시 메모리의 구성과 용량은 CPU의 등급과 가격을 결정하는 중요한 잣대가 되기도 한다. 1998년에 출시된 인텔의 ‘셀러론(Celeron) 300’ 모델은 상위 제품인 ‘펜티엄 II 300’ 모델과 클럭 속도와 코어의 종류가 동일했으나 가격은 절반 이하였다. 두 제품의 차이는 512KB 2차 캐시의 유무뿐이었는데, 이로 인해 상당한 성능차이가 발생하여 셀러론 300을 구매한 소비자들이 불만이 컸다. 그 후, 인텔은 기존의 셀러론 300에 128KB의 2차 캐시를 추가하고 가격은 거의 비슷한 ‘셀러론 300A’를 출시하였는데, 가격에 비해 성능이 매우 우수해 큰 인기를 끌었다. 이후 출시된 PC용 CPU들은 저가형 제품이라도 일정 수준 이상의 2차 캐시나 3차 캐시를 탑재하고 나오는 경우가 대부분이다.
2010년대 이후에 나온 PC용 CPU들은 2차 캐시보다 상대적으로 확장이 쉬운 3차 캐시 용량의 확대에 더 적극적이다. 2015년 현재 판매중인 인텔의 PC용 CPU는 거의 모든 모델이 코어당 동일한 256KB의 2차 캐시를 탑재하고 있으나 3차 캐시의 경우, 2MB(셀러론 G1840) ~ 20MB(코어 i7 5960X)로 제품 등급이나 가격대에 따라 용량 차이가 크다.
그리고 마지막으로 알아두어야 할 점은 바로 CPU의 아키텍처(architecture)의 차이다. 아키텍처란 컴퓨터 시스템의 기본 구조 및 설계 방식, 그리고 제조 공정까지 포함하는 개념으로서, 클럭 속도나 코어의 수, 캐시의 용량이 모두 같더라도 아키텍처가 다르면 전반적인 성능에 차이가 난다.
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자동차로 비유하면 엔진 배기량이나 차체 크기가 유사한 모델이라도, 연식이나 시리즈에 따라 출력, 편의기능 등에서 차이가 나는 것과 유사하다. 즉 몇 기통 엔진을 장착했는가, 차체 뼈대를 어떻게 설계했는가, 어떤 옵션과 부품을 내장했는가 등의 기준에 따라 전반적인 성능 및 기능이 달라지게 되는 것이다. 이와 같은 기준들이 자동차 생산에 있어 하나의 ‘아키텍처’인 셈이다.
이를 테면 2006년 1월에 출시된 ‘펜티엄 D 930’은 3GHz의 클럭과 2개의 코어, 그리고 총 4MB의 2차 캐시 메모리를 갖춘 CPU다. 그리고 2014년에 출시된 ‘셀러론 G1820’은 2.7GHz의 클럭과 2개의 코어, 그리고 총 512KB의 2차 캐시 메모리 및 2MB의 3차 캐시 메모리를 갖추고 있다. 단지 수치적인 사양만 보면 펜티엄 D 930이 더 나아 보이지만, 실제 성능은 셀러론 G1820이 훨씬 우수할 뿐 아니라 전력 소모나 발열도 더 적다. 이는 셀러론 G1820에 적용된 하스웰 아키텍처가 펜티엄 D 930에 적용된 넷버스트 아키텍처에 비해 한층 진보된 것이기 때문이다.
따라서 CPU끼리 성능을 비교하고자 할 때는 일단 아키텍처가 같은 제품끼리 분류한 후에 클럭이나 코어, 캐시 메모리 등의 우열을 따져보는 것이 바람직하다. 그리고 만약 아키텍처가 다른 CPU끼리 성능을 비교하고자 할 때는 세부적인 수치를 따지는 것 보다는 각종 매체나 관련 커뮤니티에서 얻을 수 있는 정보를 참고하자. 그리고 모델 간의 가격 차이를 확인해 보는 것도 좋다.
초짜형의 컴퓨터 CPU 정말 쉽게 설명하기 by초짜형
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i5, i7 요리사(코어)와 가스렌지(쓰레드) 비유
라면(쉬운 작업)과 코스요리(어려운 작업) / 작업시간 차이, 클럭빨