CPU 란 무엇입니까? CPU 또는 중앙 처리 장치(Central Processing Unit) 는 컴퓨터의 수를 처리하는 두뇌입니다. 비디오 게임(video games) 에서 에세이 쓰기에 이르기까지 컴퓨터가 하는 모든 일은 일련의 수학적 명령으로 나뉩니다. CPU 는 이러한 명령을 받아 실행합니다.
물론 이를 수행하는 방법에 대한 자세한 내용은 간단한 설명보다 훨씬(much ) 더 복잡합니다. 당신이 알아야 할 가장 중요한 것은 CPU 가 컴퓨터의 주요 수학 엔진이라는 것입니다.
CPU의 (매우) 짧은 역사(The (Extremely) Short History Of CPUs)
컴퓨팅의 역사는 길고 복잡합니다. 또한 디지털 기술, 전자 제품 또는 전기보다 역사를 더 거슬러 올라갑니다. 주판은 일종의 프로세서입니다. 기계식 계산기도 마찬가지입니다. 가장 큰 차이점은 이러한 기계가 하나 또는 몇 가지 수학적 작업만 수행할 수 있다는 것입니다. 최신 CPU 가 그 예인 범용(general purpose) 프로세서 가 아닙니다 .
CPU 를 범용 계산 장치로 만드는 것은 논리를 사용하는 것입니다. 1903년 Nikola Tesla 는 게이트와 스위치로 알려진 전기 회로에 대한 특허를 받았습니다. 이러한 회로를 사용하여 특정 조건에서 기계가 작동하도록 할 수 있는 논리적 작업을 수행하는 장치를 구축할 수 있습니다.
1940년대 중후반에 William Shockley , John Bardeen , Walter Brattain 은 (Walter Brattain)Bell Laboratories 에서 일하면서 트랜지스터라는 장치를 발명하고 특허를 냈습니다 . 트랜지스터는 CPU 의 기본 빌딩 블록입니다 . 트랜지스터는 비교적 작은 컴퓨터 구성 요소입니다. 트랜지스터는 세 명의 발명가가 노벨상을 수상(Nobel Prize) 할 정도로 중요한 발명품입니다 .
1950년대 후반에 Robert Noyce 와 Jack Kilby 는 한 단계 더 나아가 최초의 작동하는 집적 회로(integrated circuit) 를 만들었습니다 . 집적 회로는 단일 반도체 재료에 집적된 전자 회로 세트입니다. 대부분의 경우 그 재료는 실리콘입니다. 이것이 사람들이 "마이크로칩"이라고 하는 의미입니다.
CPU 는 하나 이상의 마이크로칩으로 구성됩니다 . 이것은 수십억 개의 트랜지스터를 단일 CPU 에 넣을 수 있기 때문에 중요한 발명 입니다. 이것은 엄청나게 강력한 수학 엔진을 만듭니다.
논리 게이트, 트랜지스터 및 집적 회로의 발명품을 사용하여 전 세계가 바뀌었습니다. 오늘날 마이크로칩은 컴퓨터뿐만 아니라 모든 것에 있습니다. 그리고 CPU(CPUs) 는 우리가 만들 수 있는 가장 진보된 범용 마이크로칩입니다.
CPU는 어떻게 작동합니까?(How Do CPUs Work?)
CPU 의 전체 원리는 바이너리 코드(binary code) 를 기반으로 합니다 . 인간은 10(base 10) 진법 또는 십진법이라는 체계를 사용하여 숫자를 표현하는 경향이 있습니다. 숫자에서 각 숫자의 자릿수는 10배 증가합니다. 따라서 "111"은 백, 십, 1을 포함합니다.
컴퓨터와 CPU(CPUs) 는 10진법을 전혀 이해할 수 없습니다. 트랜지스터는 켜짐 또는 꺼짐의 원리에 따라 작동합니다. 이는 여러분이 그들로부터 구축한 논리 게이트가 이 두 가지 상태에서만 작동할 수 있음을 의미합니다. 이것이 기본적으로 CPU 가 (CPUs)바이너리 코드(binary code) 에서 실행되는 이유 입니다. 이 숫자 체계에는 다른 자리 값이 있습니다. 대신 1, 10, 100, 1000 등이면 자릿수는 1,2,4,8,16,32,64,128 등입니다.
따라서 이진수로 "111"은 10진수로 7이 됩니다. 1,2, 4를 함께 더하기 때문입니다. 숫자 중 하나라도 0이면 건너뛰고 다음 1의 자리 값을 추가하면 됩니다. 이런 식으로 십진수 값을 표현할 수 있습니다. 이진수(Just) 는 종종 오른쪽에서 왼쪽으로 읽히므로 "1"자리 값은 맨 오른쪽에 있습니다.
명확하게 하기 위해 표에 넣어 보겠습니다.
Binary Place Values
1
2
4
8
16
32
64
128
256
The decimal number 7 in binary
1
1
1
0
0
0
0
0
0
소수점 이하 자릿수 7까지 합해지는 이유를 알 수 있습니까? 숫자 23을 합시다.
Binary Place Values
1
2
4
8
16
32
64
128
256
The decimal number 7 in binary
1
1
1
0
1
0
0
0
0
따라서 111은 "7"이지만 "11101"은 이진수의 다섯 번째 자리 값이 16이기 때문에 23입니다. 꽤(Pretty) 멋지죠? 이런 식으로 십진수로 쓸 수 있는 모든 수를 표현할 수 있습니다. 이것은 트랜지스터로 만들어진 컴퓨터가 어떤 숫자로도 작동할 수 있음을 의미합니다.
CPU는 어떻게 만들어지나요?
최신 CPU(CPUs) 의 생산 프로세스 도 예상대로 매우 복잡합니다. 기본 프로세스에는 실리콘 결정의 큰 실린더를 성장시키는 과정이 포함됩니다. 반도체 특성으로 인해 이진 집적 회로를 구축하는 데 이상적입니다.
이 큰 결정은 얇은 웨이퍼로 슬라이스됩니다. 그런 다음 웨이퍼는 특성을 미세 조정하기 위해 다른 화학 물질로 "도핑"됩니다. 그런 다음 포토리소그래피(photolithography) 로 알려진 프로세스를 사용하여 빛을 사용하여 나노 규모의 회로를 웨이퍼 표면에 에칭합니다 .
CPU 설계 및 성능
CPU(CPUs) 는 모두 동일하게 만들어지지 않습니다. 최신 CPU(CPU) 의 첫 번째 적절한 조상인 Intel 8086 에는 집적 회로에 약 29,000개의 트랜지스터가 있었습니다. 오늘날 Intel(Intel) i99900K 와 같은 프로세서 에는 17 억(billion) 개 이상의 트랜지스터가 있습니다. CPU 의 논리 회로가 조밀 할수록 클록 사이클당 수행할 수 있는 명령의 수가 더 복잡하고 많아집니다.
잠깐(Hang) , "시계 주기"? 예, 그것은 CPU(CPU) 성능 의 또 다른 주요 구성 요소입니다 . CPU 는 (CPU)CPU 클록 의 각 펄스와 함께 특정 주파수에서 실행되며 계산 주기가 완료됩니다. 동일한 CPU 를 사용하고 클럭 속도를 두 배로 늘리면 (이론적으로) 두 배 빠르게 수행해야 합니다.
1978년 인텔 8086(Intel 8086) 은 출시 당시 5Mhz로 실행되었습니다. 초당 500만 클럭 사이클입니다. 인텔(Intel) i9-9900K ? 3.6Ghz 에서 시작합니다 . (starts )3600Mhz , 가능하면 최대 (Ghz.That 3600)5000Mhz 까지 (Mhz)올릴(Mhz) 수 있는 옵션이 있습니다.
CPU 성능에 또 다른 주름을 추가하기 위해 최신 CPU(CPUs) 에는 실제로 여러 "코어"가 포함되어 있습니다. 각 코어는 실제로 독립적인 CPU 자체입니다. 요즘에는 이러한 코어가 4개 이상 있는 것이 일반적이지만 최근에는 주류 컴퓨터에 6개 또는 8개의 코어가 있는 것이 표준이 되었습니다. 고급 전문 컴퓨터에는 100개의 CPU 코어가 있을 수 있습니다.
다중 코어가 있다는 것은 CPU 가 여러 명령 세트를 병렬로 수행할 수 있음을 의미합니다. 이는 컴퓨터가 문제 없이 한 번에 많은 작업을 수행할 수 있음을 의미합니다. 일부 CPU(CPUs) 에는 "다중 스레드" 코어가 있습니다. 이러한 코어는 각각 두 개의 개별 작업을 처리할 수 있습니다. Intel CPU(Intel CPUs) 에서 이것은 " 하이퍼스레딩(hyperthreading) "으로 브랜드화됩니다.
물론 여기에는 이 네 가지 주요 요점보다 더 많은 것이 있습니다. 그러나 이것이 CPU(CPU) 성능을 좋게 만들기 위한 네 가지 주요 고려 사항입니다 .
컴퓨터(Your Computer) 에서 CPU 의 역할(Role) _
마지막으로 다루어야 할 것은 CPU 가 컴퓨터에서 수행하는 작업입니다. 결국 이것은 컴퓨터에 있는 유일한 집적 회로 마이크로칩이 아닙니다. 예를 들어, GPU (그래픽 처리 장치)는 종종 (GPUs)CPU 보다 트랜지스터 집적도가 더 높습니다 .
자체 냉각 및 전원 공급 장치는 물론 메모리도 필요합니다. 그것은 작은 추가 컴퓨터와 같습니다! 사운드, USB(USB) 및 하드 드라이브 트래픽 을 제어하는 칩도 마찬가지 입니다. 그렇다면 CPU(CPU) 가 특별한 이유는 무엇입니까? 주요 이유는 다음과 같습니다.
모든(ANY) 명령 을 처리할 수 있으며 GPU 는 특정 유형의 처리만 수행합니다 .
다른 모든 구성 요소를 함께 연결하여 데이터를 밀고 당겨 컴퓨터가 작동하도록 합니다.
CPU 는 컴퓨터가 어느 정도 수행해야 하는 모든 작업에 관여합니다 .
간단히 말해서 CPU 는 컴퓨터에서 가장 중요한 범용 성능 구성 요소입니다. 당연하게 여기지 마세요 !(Don)
What Is a CPU & What Does It Do?
What is a CPU? The CPU or Central Processing Unitis the number-crunching brain of a computer. Everything a computer does, from playing video games to helping you write an essay, is broken down into a set of mathematical instructions. The CPU takes those instructions and executes them.
The details of how it does this is, of course, much more complicated than that simple explanation. The most important thing you need to know is that the CPU is the main mathematical engine of a computer.
The (Extremely) Short History Of CPUs
The history of computing is long and complex. It also goes further back into history than digital technology, electronics or even electricity. An abacus is a sort of processor. So are mechanical calculators. The big difference is that these machines can only do one or a few mathematical tasks. They aren’t general purpose processors, which the modern CPU is an example of.
What makes a CPU a general purpose calculation device is the use of logic. In 1903 Nikola Tesla patented electrical circuits known as gates and switches. Using these circuits, you could build devices that perform logical operations, where you could have the machine act on certain conditions.
In the mid- to late- 1940s William Shockley, John Bardeen and Walter Brattain invented and patented a device called a transistor, while working at Bell Laboratories. The transistor is the basic building block of a CPU. Transistors are relatively tiny computer components. The transistor is such an important invention that the three inventors were awarded a Nobel Prize for it.
In the late 1950s, Robert Noyce and Jack Kilby went one massive step further and created the first working integrated circuit. An integrated circuit is a set of electronic circuits integrated into a single piece of semiconductor material. In most cases, that material is silicon. This is what people mean when they say “microchip”.
A CPU consists of one or more microchips. This is an important invention because billions of transistors can be packed into a single CPU. This creates incredibly powerful mathematical engines.
Using the inventions of logic gates, transistors and integrated circuits, the entire world has been changed. Microchips are in everything these days, not just your computer. And CPUs are the most advanced general-purpose microchips we can make.
How Do CPUs Work?
The entire principle of a CPU is based on binary code. Human beings tend to represent numbers using a system called base 10 or the decimal system. The place values of each digit in a number go up by a factor of ten. So “111” contains one hundred, ten and one.
Computers and their CPUs can’t understand base 10 at all. Transistors work on the principle of either being on or off. Which means the logic gates you build from them can also only work with these two states. This is why, fundamentally, CPUs run on binary code. This number system has different place values. Instead if 1, 10, 100, 1000 and so on, the place values are 1,2,4,8,16,32,64,128 and so on.
So in binary “111” would be 7 in decimal numbers Since you add 1,2, and 4 together. If any of the numbers are a zero, you simply skip it and add the place value of the next 1. This way you can express any decimal value. Just note that binary numbers are often read from right to left, so the “1” place value would be at the far right.
Let’s put it in a table to make it crystal clear:
Binary Place Values
1
2
4
8
16
32
64
128
256
The decimal number 7 in binary
1
1
1
0
0
0
0
0
0
Can you see why it adds up to the number 7 in decimal? Let’s do the number 23:
Binary Place Values
1
2
4
8
16
32
64
128
256
The decimal number 7 in binary
1
1
1
0
1
0
0
0
0
So 111 is “7”, but “11101” is 23 because the fifth place value in binary is 16. Pretty cool, right? You can express any possible number that can be written in decimal this way. Which means computers built from transistors can work with any numbers as well.
How Are CPUs Made?
The production process of modern CPUs is also, as you’d expect, pretty complex. The basic process involves growing large cylinders of silicon crystal. Its semiconductor properties make it ideal for building a binary integrated circuit.
These large crystals are sliced into thin wafers. The wafers are then “doped” with another chemical to fine tune its properties. The nano-scale circuitry is then etched into the wafer surface using light using a process known as photolithography.
CPU Design and Performance
CPUs are not all made equal. The first proper ancestor of the modern CPU, the Intel 8086, had about 29 000 transistors in its integrated circuit. Today, a processor like the Intel i99900K has just over 1.7 billion transistors. The denser the logic circuits of a CPU, the more complex and higher the number of instructions it can perform per clock cycle.
Hang on, “clock cycle”? Yes, that’s the other major component of CPU performance. A CPU runs at a particular frequency, with each pulse of the CPU clock a cycle of calculations are done. If you take the same CPU and double it’s clock speed then (in theory) it should perform twice as fast.
That 1978 Intel 8086 ran at 5Mhz when it was launched. That’s five million clock cycles per second. The Intel i9-9900K? It starts at 3.6 Ghz.That 3600 Mhz, with the option to ramp things up to 5000 Mhz when possible.
To add yet another wrinkle to CPU performance, modern CPUs actually contain multiple “cores”. Each core is actually an independent CPU itself. It’s typical to have at least four such cores these days, but lately the norm has been for mainstream computers to have six or eight cores. High end professional computers may have in the region of a 100 CPU cores.
Having multiple cores means that the CPU can perform multiple sets of instructions in parallel. Which means our computers can do many things at once without issue. Some CPUs have “multithreaded” cores. These cores can themselves handle two separate tasks each. In Intel CPUs this is branded as “hyperthreading”.
So the total performance of a CPU comes down to a combination of:
It’s total transistor count and how advanced the design of its logic circuits are
There is, of course, more to it than these four main points. However, those are the four main considerations for making a CPU perform well.
The Role of the CPU in Your Computer
The last thing we have to cover is what job the CPU plays in your computer. It is, after all, not the only integrated circuit microchip in your computer. For example, GPUs (graphics processing units) are often even more transistor-dense than a CPU.
They need their own cooling and power supply, as well as memory. It’s like a small extra computer! The same can be said for the chips that control your sound, USB and hard drive traffic. So why is the CPU special? These are the main reasons:
It can process ANY instruction, a GPU only does certain types of processing
It ties all the other components together, pushing and pulling data to make your computer work
The CPU is involved with all work the computer is asked to do to some extent
In short, the CPU is the most important general-purpose performance component in your computer. Don’t take it for granted!
저는 12년 이상의 경험을 가진 숙련된 iOS 개발자입니다. 저는 iPhone과 iPad 플랫폼 모두에서 일해 왔으며 최신 Apple 기술을 사용하여 앱을 만들고 사용자화하는 방법을 알고 있습니다. aiOS 개발자로서의 기술 외에도 Adobe Photoshop 및 Illustrator 사용과 WordPress 및 Laravel과 같은 프레임워크를 통한 웹 개발에 대한 강력한 경험이 있습니다.
