중앙처리 장치 완벽 분석

소개

▶ CISC와 RISC
CPU는 명령어의 구성 방식에 따라서 CISC와 RISC 방식으로 구분할 수 있다. 또한, 자료를 처리하는 방식에 따라서 SIMD, VLIW 방식으로 나눌 수 있다.
* CISC(Complex Instruction Set Computer)
인텔의 8086은 16비트 프로세서로, 명령어의 길이가 1바이트에서 8바이트까지 가변적으로 구성되어 있다. 명령어가 가변적이고 복잡하므로 CISC 방식이라고 하는 것이다. 이 구조는 가능한 한 명령어의 길이를 줄여서 명령어의 디코딩(decoding, 해석) 속도를 높이고 최소의 메모리 구조를 갖도록 하기 위해서 정해진 것으로, 하나의 프로세서가 일련의 명령어를 순차적으로 처리하기에는 무척 유용한 방법이며, CPU의 동작 속도가 높아짐에 따라 성능이 비례로 증가한다. CISC 방식은 32비트 프로세서인 80386까지도 아무런 문제없이 적용된 기술이므로 완벽한 하위 호환성을 유지할 수 있었다.
그러나, 80486이 등장하면서 단순히 CPU의 클록(clock, 동작 속도)을 높이는 방식으로 성능 향상을 기대할 수 없으므로 CISC 방식의 문제점이 드러나기 시작했다. 클록에는 한계가 있기 때문이다. 그래서, 한번에 여러 개의 명령어를 동시에 수행할 수 있는 기술이 필요하게 되었다. 즉, 동일한 클록에서 두 개의 명령어를 한번에 처리하게 되면 두 배의 성능 향상을 기대할 수 있기 때문이다. 그러나, 슈퍼 스칼라(super scalar) 구조에서는 명령어의 길이가 가변적이기 때문에 순차적으로 해석해야 하고 조건/비조건 분기가 중간에 자주 등장하므로 여러 개의 명령어를 처리하기에는 적합하지 못했다. 구조가 복잡하고 전력소모가 큰편이다.
결국, 펜티엄부터 RISC86이라는 기법이 사용되었다. 이 방식은 AMD의 인텔 호환 CPU에서 사용된 기술로, 명령어의 해석 부분을 기존의 슈퍼 스칼라 방식으로 유지하면서 독립된 장치로 설계하여 연속적이고 고속으로 명령어를 RISC 방식으로 변환시키는 것이다. 그리고, 실제로 연산을 처리하는 장치는 RISC 방식으로 처리하여 여러 개의 명령어를 처리할 수 있도록 하는 방식이다. 그래서, 인텔 펜티엄 프로세서는 최대한 두 개의 명령어를 동시에 처리할 수 있는 것이다.

목차

중앙처리장치

- CPU의 연산장치
- CPU의 제어장치
- 버스
- 인터럽트
- cisc와 risc

본문내용

중앙처리장치 (Central Processing Unit)


■ 마이크로 프로세서(CPU)의 주요 기능

CPU는 크게 계산, 입출력, 시스템 조정이라는 세 가지 역할을 수행한다. 마이크로 프로세서는 컴퓨터가 처리해야할 작업들을 2진수로 계산하는 기본적인 기능 이외에, HDD, RAM, 그래픽카드 등의 각종 주변장치와 자료를 주고받는 입출력 기능, 그리고 컴퓨터 전체가 정상적으로 작동하도록 각 주변장치와 부품들을 조정하는 역할을 맡는다.

▶ 계산
CPU의 가장 기본이 되는 기능은 역시 계산이다. CPU의 계산기능은 컴퓨터 전체의 처리속도에 직접적으로 영향을 미친다. 상식적으로 생각해도 1초에 100만회의 덧셈을 수행하는 CPU보다는 1초에 200만회의 덧셈을 수행하는 CPU를 사용한 컴퓨터의 처리속도가 빠르다. CPU의 계산기능은 1981년 IBM 오리지널 PC가 발표된 이후, 가장 많은 변화와 기술개발을 가져온 분야이기도 하다. 지금의 CPU들의 연산능력은 세계 최초의 컴퓨터인 애니악(ENIAC)의 연산능력을 훨씬 뛰어넘지만, 그 크기는 수천 분의 1에 불과하다.
CPU의 계산기능은 보통 클록(clock)이란 단위에 의해서 표현되는데, 이 수치가 클수록 빠르다고 볼 수 있다. 1981년 발표된 IBM 오리지널 PC는 8MHz의 클록속도로 작동했지만, 요즘의 CPU들은 무려 1GHz의 속도로 동작한다. 다른 기술적인 성능향상은 차지하더라도, 단순한 클록속도만으로도 100배 이상의 성능향상을 가져온 것이다.

참고자료

· 뉴튼컴동 : http://newton.pe.kr/Study/hardware/cpu
· 정보기술기초 : http://a24s.com/data/jeongbotongsinhakseub/subject/info.html
· 컴퓨터 일반 : http://www.edu4.co.kr/%40oa/comil/com_cpu.htm
· http://www.sorabol.ac.kr/%7Esonsh/cominfo/cpu.htm
· 컴퓨터와 인터넷 : http://okit.ipohang.org/frame6.htm
· 한양대학교 컴퓨터공학과 자료실 : http://cse.hanyang.ac.kr/index.html
· copyright(c)2002 Lee&Son rights reserved : http://www.sorabol.ac.kr/%7Esonsh/cominfo/cpu.htm
· 대우전자서비스(주) 사업내서울직업훈련원 : http://cafe.naver.com/dweservice/136
· clc cyber 마이크로컴퓨터 : http://okit.ipohang.org/cpu.htm