Microsoft PowerPoint - Multi - CPU

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재만 권
5 years ago
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1 - CPU 그것은과연무엇인가? 9 월 30 일멀티미디어의이해 2 차발표자료 송주영 ( ), 김태우 ( ) 이주연 ( ), 김도연 ( ) 목 차 1. CPU 소개 ( 정의, 역할, 구성 ) 2. CPU 의역사 (intel, AMD) 3. CPU 성능의구성요소 4. 최근 CPU 성능비교 5. CPU 성능측정하기

2 1. CPU 소개 1. CPU 소개 1) CPU 의정의와역할 CPU = Central Processing Unit 중앙처리장치 ( 단어그대로, 컴퓨터의정중앙에서모든데이터를처리하는장치 ) 컴퓨터시스템전체를제어하는장치 다양한입력장치로부터자료를받아서명령어를해석, 처리한후그결과를출력장치로보내는일련의과정을제어하고조정하는일을수행 전체수행속도를결정 모든컴퓨터의작동과정이중앙처리장치의제어를받기때문에컴퓨터의두뇌에해당

3 1. CPU 소개 2) CPU 의구성 산술 논리연산장치 (ALU : Arithmetic Logic Unit) 사칙연산을수행하는산술연산 (Arithmetic Operation) 과참과거짓을판별하는논리연산 (Logic Operation) 을수행 제어장치 (Control) CPU 내부에서일어나는모든작업을통제하고관리 적절한순서로명령을꺼내고명령을해석하여그해석에따라컴퓨터시스템의적절한부분으로제어신호를전달 레지스터 CPU 내의임시저장장치

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5 9 1. CPU 소개 2) CPU 의구성 버스 : - CPU 에데이터를전달하는통로 - 내부버스 (Back Side Bus) : CPU 회로안에서자료를이동할때사용하는버스 ( 데이터버스, 주소버스, 제어버스 ) - 외부버스 (Front Side Bus, 시스템버스 ) : CPU 에서처리한결과를다른주변장치로보낼때사용하는버스 - 메모리버스 : 메모리와칩셋사이의버스

6 . - INTEL 과 AMD 를중심으로집중조명하다. 초기계산장치인주판 1642 년 B. 파스칼이톱니바퀴를이용한수동계산기를고안 1671 년무렵독일의 G. W. 라이프니츠가개량하여곱셈과나눗셈도가능한계산기를발명

7 Z1 계산기 콜로서스 Z1 계산기 콜로서스

8 에니악 에드삭 유니박 - 원 에드박

9 Microsoft 의창업자인빌게이츠가 표본을만들다. 메모리전문기업으로 1968년창립된인텔 1968년소규모의반도체메모리제품제조사로설립 1971년세계첫마이크로프로세서인 i4004 생산 높은성능을발휘하는데비해손톱만한크기의소자에집적한것으로그당시큰파장을일으킴. 이후 CPU 생산에주력

10 개발연도 1993 년 내부 32bit/ 외부 64bit 데이터버스사용 16KB 내부캐시가장착 FPU 탑재로성능향상

개발년도 1995 년 5500000 개집적회로 180~233MHz 32bit L2 캐시를 CPU

11 개발년도 1995 년 개집적회로 180~233MHz 32bit L2 캐시를 CPU 에내장하였고, 소캣 8 방식을사용했습니다. 32bit 연산에최적화설계되었다. L2 캐시를 CPU 에내장하였고, 소켓 8 방식을사용 개발년도 1997 년 트랜지스터 7,500,000 개집적회로 233~450MHz 32bit 최초의슬롯방식 CPU 32KB L1 캐시, 512KB L2 캐시

12 1999 년개발 9,500,000 개집적회로 450~1.0GHz 32bit 인터넷스트리밍 SIMD 익스텐션을실행했고, 다양한저전력상태를활용했다. Pentium II 보다 3D 그래픽속도가빨라졌다. 개발년도 2000 년 ~2008 년 4200 만개집적회로 1.3~3.8MHz 32bit/64bit 윌라멧, 노스우드, 프레스캇, 시더밀등이있다.

13 개발년도 2005 년 ~2008 년 트랜지스터 2 억 9,100 만개집적회로 2.66~3.6GHz 32bit/64bit 두개의완벽한프로세서코어가탑재되는최초의듀얼코어 개발연도 2006 년 트랜지스터 2 억 9,100 만개집적회로 1.06~3.33GHz 듀얼 32/64bit - 코어 2 듀오는극도로높은클럭속도에기반한설계가아닌캐시의크기라던지, 코어의수같은다른기능을향상시켰다.

14 개발연도 2006 년 트랜지스터 5 억 8,200 만개집적회로 2.66GHz 쿼드 32/64bit 인텔코어마이크로아키텍쳐의전성능을구현하는 4 개의개별실행코어에의해구현 개발년도 2010 년 트랜지스터약 6 억개집적회로 2.93~3.06 GHz 듀얼 32/64bit 코어수는물리적으로 2 개지만하이퍼쓰레딩기술을이용해논리적으로 4 개의코어를가짐 i7 의보급형

15 개발년도 2010 년 트랜지스터약 10 억개집적회로 2.40~3.46GHz 쿼드 32/64bit i3 보다하이엔드급 CPU 이며기본 4 개의코어를가진다. i7 의보급형 개발년도 2009 년 트랜지스터약 10 억개집적회로 2.4~3.2GHz 쿼드, 헥사 32/64bit - i3, i5 보다먼저출시되었으며, 코어 2 후속제품으로펜티엄 4 에 HT 기술을사용

16 개발년도 2010 년 ~2011 년 트랜지스터약 11 억개이상집적회로 ~3.6GHz 쿼드, 헥사 32/64bit 쿼드, 헥사코어지원, intel 의현재최고의하이엔드 CPU 인텔호환 CPU 제조업체로서 1969 년창립 MS 사의윈도우호환 PC 프로세서 2 위공급업체로자리매김 그후, 인텔 CPU 와호환을포기하고독자적인모델개발

17 개발년도 1996 년 트랜지스터 440 만개집적회로 75~166MHz 32bit AMD 자사최초의독립적으로개발한 CPU 8KB 의데이터캐시와 16KB 의명령캐시로 24KB 의 L1 캐시내장 개발년도 1997 년 880 만개집적회로 200~300MHz 32bit 미크론기술로제작. 펜티엄보다가격이저렴하여 OEM 용으로많이채용

18 개발년도 1999 년 트랜지스터 2,200 만개집적회로클럭속도 650MHz 32bit K7 이라고불렸으나발표후 Athlon 으로명칭교체 인텔보다성능은앞섰지만호환성이떨어졌다. 개발년도 2000 년 트랜지스터 2,200 만개집적회로 700MHz~1.4GHz 32bit L2 캐시를줄인저가형보급형모델로듀론, 스핏파이어, 모건등의모델이있다.

19 개발년도 2001 년 트랜지스터 3,750 만개집적회로 1.53GHz 32bit AMD CPU 의고질병이었던발열문제를크게개선 개발년도 2003 년 ~2007 년 트랜지스터약 6,000 만개집적회로 2.0~2.6GHz 32bit 하이퍼트랜스포트기술을이용해 I/O 병목을제거하고, 대역폭을증가시켜더욱빨라진시스템속도를제공하였음. 보급형으로셈프론모델도생산함.

20 개발년도 2007 년 트랜지스터 4 억 5000 만개집적회로 1.9~2.5GHz ( 듀얼, 트리플, 쿼드 ) 32bit/64bit 32/64bit 컴퓨팅을동시에지원해주었고, 듀얼 / 트리플 / 쿼드코어까지선보였다. 개발연도 2009 년 ~2011 년 트랜지스터 7 억 5 천 800 만개집적회로 2.5~3.2GHz 32bit/64bit 기존 Phenom 제품보다전력효율부분과높은대역폭을지원하여좋은성능을보임. 현재 Phenom-II X6 ( 헥사코어 ) 까지출시

21 새로운 CPU 종이처럼잘휘고때론돌돌말아다닐수도있는 중앙처리장치 (CPU) 가개발됐다. 새로운 CPU 휘는 CPU 는단 6Hz 로동작하지만성능은 1971 년인텔에서개발한최초 CPU Intel 4004 에버금간다. 헤레만스박사는 기존에개발된휘는디스플레이소자는 1~4bit 정보를처리하는수준이었다 며 이번에개발한소자는 128bit 정보를한번에읽어연산할수있다 고밝혔다. 국내에서유사한연구를진행하고있는국립순천대인쇄전자공학과조규진교수는 트랜지스터를 4000 개까지연결하면각각의트랜지스터를켜고끄는전압이미세하게달라져제어하기어렵다 며 이것을유기필름위에구현해 CPU 기능을할수있도록만들었다는데이번연구의의의가있다 고설명했다. 조교수는또 수백 ~ 수천만개트랜지스터로구성된지금의컴퓨터 CPU 와비교하면훨씬간단한구조이지만지금이라도당장전자태그 (RFID) 같은간단한처리장치는만들수있다 며 휘는전자태그를만들어옷에붙이면홈네트워크시스템등에유용하게활용될것 이라고기대했다.

22 새로운 CPU 이번에개발된 CPU 는유기필름위에트랜지스터를하나씩증착해야하기때문에대량으로생산하기는어렵다. 국내에서는이점을극복하기위해종이에그림을인쇄하는방식으로유기필름위에트랜지스터를쌓아나가는연구를진행하고있다. 조교수는 종이에주황색을인쇄할때노랑색과빨강색을따로찍어내듯트랜지스터도세부부분별로따로증착할수있다 며 이기술을발전시키면휘는 CPU 를상용화할수있을것 이라고말했다. 3. CPU 성능의구성요소 1) 클럭 (Clock ) CPU 의속도를나타내는대표적인단위 1 초당 CPU 내부에서몇단계의작업이처리되는지를측정해이를주파수단위인 Hz( 헤르츠 ) 로나타낸것 클럭수치가높을수록빠른성능의 CPU 클럭시간이짧을수록고속, 발열 Ex) 1971 년인텔 KHz(75 만 Hz) 2010 년인텔코어 i GHz(32 억 Hz)

23 3. CPU 성능의구성요소 1) 클럭 (Clock ) 어느정도견디느냐에따라클럭결정 ( 표본 ) -> 오버클러킹시도 오버클러킹 (Over Clocking) - CPU 를정해진규격의실제클럭보다높은클럭으로설정하여사용하는것 - 모든 CPU 가오버클러킹이가능한것은아님 ( 메인보드가오버클러킹을지원해야함 ) - 문제점 시스템불안정, 다운발생 하드디스크손상 CPU 의수명단축 튜닝후발생되는문제는무상지원이불가능 3. CPU 성능의구성요소 2) 코어 (Core) CPU 에 2 개이상의코어를집어넣은다중코어 ( 멀티코어, Multi Core) 코어 : CPU 에내장된처리회로의핵심부분 듀얼코어는단일코어가두번에걸쳐처리해야하는작업을한번에끝낼수있어전반적인처리효육높임 ( 멀티태스킹 )

24 3. CPU 성능의구성요소 2) 코어 (Core ) Ex) 1990 년대후반 ~2000 년대초반산업용 / 전문가용컴퓨터를위한다중코어 CPU 출시 2005 년 2 개코어듀얼코어 인텔펜티엄 D, AMD 의애슬론 64X 년 4 개의코어쿼드코어 인텔코어 2 쿼드 2008 년 3 개트리플코어 AMD 페넘 X 년 6 개헥사코어 인텔코어 i7 980 X 익스트림에디션 3. CPU 성능의구성요소 2) 코어 (Core ) 듀얼코어 헥사코어 쿼드코어 트리플코어

3. CPU 성능의구성요소 3) 캐시메모리 CPU 의등급과가격을구분짓는중요한지표 CPU 안에위치 CPU 내부의임시저장공간으로서 CPU 가데이터를처리할때자주사용하는데이터를임시보관하는곳 캐시메모리의용량이클수록 성능향상에유리 캐시메모리용량이작으면주기억장치 RAM,MEMORY 이나보조기억장치하드디스크, CD-ROM

25 3. CPU 성능의구성요소 3) 캐시메모리 CPU 의등급과가격을구분짓는중요한지표 CPU 안에위치 CPU 내부의임시저장공간으로서 CPU 가데이터를처리할때자주사용하는데이터를임시보관하는곳 캐시메모리의용량이클수록 성능향상에유리 캐시메모리용량이작으면주기억장치 RAM,MEMORY 이나보조기억장치하드디스크, CD-ROM 로부터직접데이터를불러들이는빈도가높아져컴퓨터의전반적인처리속도크게저하 3. CPU 성능의구성요소 3) 캐시메모리 1 차캐시메모리 (Level 1 cache memory), 2 차캐시메모리 (Level 2 cache memory), 3 차캐시메모리 (Level 3 cache memory) 로나뉨 CPU 와가까운곳에위치한캐시메모리일수록성능향상폭이크지만, 제조가어렵고생산단가가높음 1990 초반 1 차만 1990 중반이후 1 차 2 차함께내장 2007 AMD 페넘 X4 3 차내부탑재 셀러론 300 펜티엄 차메모리추가셀러론 300A

26 3. CPU 성능의구성요소 4) 아키텍처 아키텍처 : 컴퓨터시스템의기본구조및설계방식, 제조공정까지포함하는개념 4. 최근 CPU 성능비교 2011년 9월 Intel Core i7 3,33 GHz 가제일좋은성능입니다.

27 4. 최근 CPU 성능비교 5. CPU 성능측정하기

28 5. CPU 성능측정하기 감사합니다

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Microsoft PowerPoint - CHAP_03 - ë³µì‡¬ë³¸.pptx 컴퓨터하드웨어 Computer Hardware PC 일반 Lecture 3 1. CPU 2. 메인보드 3. 동작원리 2 1 CPU 의 IQ? 컴퓨터하드웨어와컴퓨터구성 3 CPU??? 컴퓨터시스템전체를제어하는장치 다양한입력장치로부터자료를받아서처리한후, 그결과를출력장치로보내는일련의과정을제어하고 조정하는일을수행 4 2 CPU 의기본구조 CPU 논리연산장치 Arithmetic