컴퓨터의 뇌, 마이크로프로세서

마이크로프로세서(또는 단순히 프로세서)는 컴퓨터 시스템의 가장 복잡한 중앙 집적 회로입니다. 일러스트레이션을 통해 컴퓨터의 "뇌"를 비유하는 경우가 많습니다. 운영 체제에서 사용자 응용 프로그램에 이르기까지 모든 프로그램을 실행하는 책임이 있습니다. 이진 언어로만 명령을 실행하여 추가, 빼기, 곱하기, 분할, 이진 논리 및 메모리 액세스와 같은 간단한 산술 및 논리적 작업을 수행합니다. 기본적으로 레지스터, 제어 장치, 논리 산술 단위(ALU) 및 부동점 계산 단위(이전에는 "수학 공동 프로세서"라고 함)로 구성된 하나 이상의 중앙 처리 장치(CPU)가 포함될 수 있습니다.

마이크로프로세서는 일반적으로 컴퓨터 마더보드의 특정 소켓으로 연결됩니다. 일반적으로 정확하고 안정적인 작동을 위해, 구리 또는 알루미늄과 같은 높은 열 전도도의 일부 재료로 만든 방열판으로 구성된 냉각 시스템과 방열판에 흡수된 과도한 열을 제거하는 하나 이상의 팬을 통합합니다. 열 페이스트는 일반적으로 열 전도도를 개선하기 위해 방열판과 마이크로 프로세서 캡슐 사이에 배치됩니다. 액체 냉각이나 극단적인 냉각을 위한 펠티에 세포의 사용과 같은 다른 보다 효과적인 방법이 있다, 하지만 이러한 기술은 오버 클러킹 관행 등 특수 응용 프로그램에 대한 거의 독점적으로 사용됩니다.

마이크로프로세서의 성능을 측정하는 것은 동일한 범위의 프로세서에서 다르게 효과적으로 처리할 수 있는 다양한 유형의 "로드"가 있기 때문에 복잡한 작업입니다. 성능 메트릭은 동일한 제품군의 코어와 프로세서를 비교할 수 있는 클럭 주파수이며, 이는 동일한 브랜드의 프로세서와 참조가 판매되는 다양한 디자인을 고려할 때 매우 제한된 지표입니다. 고성능 컴퓨터 시스템에는 여러 마이크로프로세서가 병렬로 작동할 수 있으며 마이크로프로세서는 여러 물리적 또는 논리적 코어로 구성될 수 있습니다. 물리적 코어는 고독한 CPU의 모든 활동을 수행하는 거의 독립적인 마이크로프로세서의 내부 부분을 말하며, 로직 코어는 처리를 보다 효율적으로 분배하기 위해 물리적 코어의 시뮬레이션입니다. 프로세서 자체 내에서 많은 요소를 통합하여 에너지 효율과 소형화를 증가시면 됩니다. 내장된 요소 중에는 부동 지점 장치, RAM 컨트롤러, 버스 드라이버 및 전용 비디오 프로세서가 있습니다.

프로세서 성능은 몇 년 전까지는 시계 주파수가 정확한 측정이라고 생각될 때까지 다른 방식으로 측정할 수 있지만 프로세서가 컴퓨팅 파워를 높이기 위해 더 높은 주파수를 요구하지 않았다는 사실에 의해 "메가헤르츠 신화"로 알려진 신화가 폭로되었습니다. 최근 몇 년 동안 이 주파수는 1.5 GHz에서 4 GHz의 범위에 남아 있으며, 그 값에 도달한 첫 번째 주파수에 비해 처리 능력이 높은 프로세서가 발생했습니다. 또한 동일한 패키지 내에 더 많은 코어를 통합하여 병렬 컴퓨팅을 통해 성능을 향상시켜 클럭 속도가 더욱 덜 신뢰할 수 있는 지표가 되도록 하는 경향이 있습니다. 어쨌든 프로세서의 힘을 측정하는 신뢰할 수 있는 방법은 주기당 지침을 얻는 것입니다.

주파수로 성능을 측정하는 것은 매우 유사하거나 동일한 아키텍처를 가진 프로세서 간에만 유효하므로 내부 작동이 동일합니다. 프로세서 제품군 내에서 모든 실리콘 칩이 동일한 작동 제한을 가지는 것은 아니기 때문에 시계 주파수 측면에서 다른 옵션을 찾는 것이 일반적입니다. 그들은 불안정의 징후를 보일 때까지 다른 주파수에서 테스트됩니다. 그들은 테스트의 결과에 따라 분류됩니다. 이는 프로세서가 서로 다른 크기의 캐시와 같은 범위 및 엑스트라에 참여하는 다른 내부 구조가 있는 일괄 처리된 배치로 제조된다는 점에서 감소될 수 있지만, 항상 선택되는 케이스는 아니며 높은 범위는 캐시보다 낮은 구조와 훨씬 더 다릅니다. 그들의 범위에 따라 배치를 얻은 후, 그들은 테스트 벤치에서 프로세스를 받게 됩니다. 온도에서 자신의 지원에 따라 또는 불안정의 흔적을 보여주고 있다. 그것은 표준으로 프로그래밍될 것이다. 그러나 오버 클러킹 관행으로 증가할 수 있습니다. 프로세서의 용량은 시스템의 나머지 구성 요소, 특히 칩셋, RAM 및 소프트웨어에 크게 의존합니다. 그러나 이러한 특성을 무시하면 플롭 단위당 부동점 작업수 또는 밉타임 유닛당 지침수와 같은 지표를 통해 프로세서의 성능에 대한 대략적인 측정값을 가질 수 있습니다. 프로세서나 시스템의 성능에 대한 정확한 측정은 문제를 계산하는데 관련된 여러 요인으로 인해 매우 복잡하며 일반적으로 동일한 세대의 시스템 간에 증거가 결정되지 않습니다.