[Hardware] #3 프로세서 칩

😊[1일 1로그 100일 완성 IT지식] 책을 기반으로 study한 내용을 정리합니다. 

 

1부 요약- 컴퓨터 하드웨어에 관해 설명, 하드웨어가 만들어지는 방식같은 물리적 세부 사항보다는 컴퓨팅 시스템의 논리적 아키텍처에 초점 

1. 컴퓨터의 구조와 구성 요소 개괄적 설명
2. 컴퓨터가 어떻게 비트, 바이트, 이진수로 정보를 표현할까?
3. 컴퓨터가 실제로 계산을 어떻게 수행할까? (어떤 일을 수행하기 위해 비트와 바이트를 어떻게 처리하는 지 살펴보기)

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☞ 프로세서란

우리가 흔히 말하는 프로세서(processor) 또는 CPU(Central Processor Unit)는 제어장치, 연산장치, 레지스터 그리고 데이터 버스로 구성된 디지털 시스템의 핵심 부분으로, 프로그램을 기억 장치로부터 읽어 연산 처리, 비교처리, 데이터 전송, 편집, 변환, 테스트와 분기 등의 데이터를 처리하고, 각종 장치를 구동하는 역할을 담당한다.

 

hardware ; 하드웨어 하드웨어는 컴퓨터, 통신 및 기타 정보기술이 이용되는 장치들에 있어 물리적인 측면을 의미한다. 이 용어는 컴퓨터 본체, 전자회로 및 컴퓨터의 부품 등을 '프로그램'과 구분하기 위한 방편으로 나왔다.

프로그램은 보통 소프트웨어로 분류된다.

 

 

최초의 컴퓨터 에니악 사진

 

요즘의 노트북용 하드 드라이브는 10~20년 전의 것과 구별하기 어렵다.

용량이 10배 또는 100배까지 늘어났지만, 겉보기에는 거의 차이가 없다.

실제로 15년 전 노트북을 해체한 어느 블로거의 사진

참고 : https://hidori.kr/1147

위 이미지는 2005년도 당시 SD카드 128MB와 2014년도 128GB 용량의 SD카드. 크기는 변화가 없지만 용량의 차이는 엄청나다. 

 

 

印刷回路基板(인쇄회로기판) = 회로기판
Printed Circuit Board

PCB는 도체와 절연체가 기판 형태의 적층된 구조로 되어 있고 반도체·커패시터·저항 등 각종 부품을 장착 할수 있으며 부품간의 전기적인 연결을 하는 역할을 한다. PCB는 전기 선로를 효율적으로 설계할 수 있도록 함으로써 전자기기 크기를 줄이고 성능 및 생산성을 높이는 역할을 한다.

https://namu.wiki/w/%EC%9D%B8%EC%87%84%20%ED%9A%8C%EB%A1%9C%20%EA%B8%B0%ED%8C%90

인쇄 회로 기판 - 나무위키

intel의 1990년대 pc 회로기판

 

1990년대 말에 사용되던 데스크톱 pc의 회로 기판. 프로세서와 메모리 같은 부품은 기판에 장착되거나 꽃혀있고,

회로 기판 반대쪽에 인쇄된 전선으로 연결되있다.

인쇄회로기판 뒤쪽의 버스들

 

 

출처 : 위키백과

 

소자 : 기본적 요소. 전자 회로 따위의 구성 요소가 되는 낱낱의 부품이나 장치로서, 독립된 고유의 기능을 가지고 있는 것. 전자 부품이라고도 한다. 저항, 인덕터, 캐패시터, 다이오드, 트랜지스터 등을 일컫는다.

 

컴퓨터의 전자 회로는 몇 가지 기본 소자가 매우 많이 모여 만들어진다.

가장 중요한 기본 소자로는 논리 게이트가 있다.

 

 

 - 논리게이트란? -

전자공학에서 논리 게이트(logic gate)는 불 대수를 물리적 장치에 구현한 것으로, 하나 이상의 논리적 입력값에 대해 논리 연산을 수행하여 하나의 논리적 출력값을 얻는 전자회로를 말합니다.

논리 회로는 AND, OR, NOT의 기본 불 대수를 수행하며, 기본 불 대수들의 결합으로 복합적인 논리 기능을 수행하는 역할을 하기도 하는데요, 논리 회로에는 총 7가지가 존재한다.

 

 

 

 

 

회로 소자

회로 소자는 전자회로에 사용되는 전자제품을 뜻한다. 회로 소자에는 크게 2가지로 나뉘는데, 능동소자와 수동소자가 있다.

 

더욱 자세한 내용은 아래 링크참고

https://m.blog.naver.com/dokkosam/221554023738

 

회로 소자에서 가장 핵심적인 부분은 트랜지스터 다.

(트랜지스터 :전기 스위치와 증폭 작용을 하는 반도체 소자.반도체 물질을 적극 이용해서 전기의 흐름을 제어하고, 정보를 처리한다. 보통 트랜지스터는 발이 3개 달려있는데, 가운데에 있는 발이 스위치 역할을 해서 이곳에 전기신호를 보내 양 옆에 달린 발이 연결되기도 끊기기도 한다. 전자공학에서 가장 기초적인 부품으로 트랜지스터를 조합해서 AND, OR, NAND, NOR, XOR 등의 논리 게이트를 만들 수 있고, 이 논리 게이트를 다시 조합해서 덧셈 연산기, 기억장치 등을 만들 수 있다.)

세계 최초 트랜지스터

 

 

트랜지스터의 다양한 형태

 

컴퓨터에서 트랜지스터는 기본적으로 스위치(전압의 제어를 받아 전류를 켜거나 끄는 장치) 역할을 한다.

 

이 트랜지스터를 좀 더 조밀하게 만들어 작은 칩에 넣은 것을 집적 회로(IC)라고 한다.+ 논리 게이트는 집적회로 상에서 만들어진다. 집적회로는 흔히 칩 또는 마이크로 칩이라고 불린다.

초기에는 트랜지스터 수 천~수 백만개를 집적한 집적회로만 있었지만, 현재에 이르러서는 수 억개~수 십억개는 기본으로 때려 박아서 만든다. 우리가 흔하게 사용하는 CPU, GPU, 플래시 메모리, RAM 전부 트랜지스터를 이용해서 만든 것이다. NAND 플래시는 NAND 논리 게이트만 사용해서 만든 플래시 메모리를 뜻한다. 부울 대수를 이용해 생산성이 높은 NAND 게이트만 이용해서 만든 것이다. 한마디로 현대 사회를 지탱하는 컴퓨터 전반은 전부 트랜지스터로 이루어져 있다고 보면 된다.

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실리콘 벨리

 

집적회로가 실리콘(규소) 기반으로 만들어진다는 점에 착안해서 집적회로 사업이 처음으로 시작된 캘리포니아 샌프란시스코 남부 지역에 실리콘 밸리라는 별명이 붙었다.