프로세서 또는 CPU-알아야 할 모든 정보

모든 컴퓨터 및 게임 팬은 PC의 내부 하드웨어, 특히 프로세서 를 알아야합니다. 우리 팀의 핵심 요소는 아무것도 할 수 없었습니다.이 기사에서는 프로세서에 대한 모든 가장 중요한 개념을 알려서 사용, 부품, 모델, 역사 및 중요한 개념에 대한 일반적인 아이디어를 얻습니다.

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프로세서 란?

프로세서 또는 CPU (중앙 처리 장치)는 컴퓨터 내부에있는 실리콘 칩 형태의 전자 부품으로, 특히 소켓 또는 소켓을 통해 마더 보드에 설치됩니다.

프로세서는 프로그램과 하드 디스크 또는 중앙 스토리지에 내장 된 운영 체제 에서 생성 된 모든 논리적 산술 계산을 수행 하는 요소입니다. CPU는 RAM 메모리에서 명령을 처리하여 처리 한 다음 응답을 RAM 메모리로 다시 전송하여 사용자가 상호 작용할 수있는 워크 플로 를 만듭니다.

첫 번째 반도체 트랜지스터 기반 마이크로 프로세서 는 1971 년 Intel 4004로, 한 번에 4 비트 (4 개의 0과 1의 문자열)로 더하고 뺄 수 있습니다. 이 CPU는 현재 프로세서가 처리 할 수있는 64 비트와는 거리가 멀습니다. 그러나 그 전에는 ENIAC 와 같은 트랜지스터로 사용되는 진공관으로 가득 찬 방이 많았습니다.

프로세서 작동 방식

프로세서 아키텍처

프로세서에 대해 알아야 할 매우 중요한 요소는 아키텍처 와 제조 프로세스 입니다. 그것들은 물리적으로 어떻게 제조되는지에 대한 개념이지만 시장에 대한 지침을 설정하고 마케팅의 또 다른 요소입니다.

프로세서의 아키텍처 는 기본적으로이 요소의 내부 구조입니다. 우리는 모양과 크기에 대해 이야기 하는 것이 아니라 프로세서를 구성하는 다른 논리적 및 물리적 장치 가 어떻게 위치하는지, ALU, 레지스터, 제어 장치 등에 대해 이야기하고 있습니다. 이런 의미에서 현재 두 가지 유형의 아키텍처가 있습니다. CISC와 RISC는 1945 년 디지털 마이크로 프로세서를 발명 한 Von Neuman의 아키텍처를 기반으로하는 두 가지 방법입니다.

아키텍처가 이것이 의미하는 것은 아니지만 현재 제조업체는 다른 세대의 프로세서를 정의하기 위해 상업적 관심을 가지고 개념을 취하기 때문입니다. 그러나 우리가 명심해야 할 것은 현재 모든 데스크탑 프로세서가 CISC 또는 x86 아키텍처를 기반으로한다는 것 입니다. 제조업체는 더 많은 코어, 메모리 컨트롤러, 내부 버스, 다른 레벨의 캐시 메모리 등과 같은 요소를 통합하여이 아키텍처를 약간 수정합니다. 이것이 Coffee Lake, Skylake, Zen, Zen 2 등과 같은 명칭을 듣는 방법입니다. 우리는 이것이 무엇인지 볼 것입니다.

제조 공정

반면에, 우리는 제조 공정 이라고 불리는 것을 가지고 있는데, 이는 기본적으로 프로세서를 구성하는 트랜지스터 의 크기입니다. 최초의 컴퓨터의 진공 밸브에서 불과 몇 나노 미터의 TSMC와 Global Foundries 가 만든 오늘날의 FinFET 트랜지스터에 이르기까지 진화는 어마 어마했습니다.

프로세서는 내부 에서 가장 작은 단위 의 트랜지스터로 구성됩니다. 트랜지스터는 전류가 0 (비전 류), 1 (전류)을 통과하도록 허용하거나 허용하지 않는 요소입니다. 이 중 하나는 현재 14nm 또는 7nm (1nm = 0.00000001m)입니다. 트랜지스터는 로직 게이트를 생성 하고 로직 게이트는 다른 기능을 수행 할 수있는 집적 회로를 생성 합니다.

주요 데스크탑 프로세서 제조업체

이것들은 오늘날까지 프로세서가 어떻게 발전해 왔는지 이해하기위한 기본 요소입니다. 우리는 가장 중요한 과정을 거칠 것이며 오늘날의 개인용 컴퓨터의 확실한 리더 인 인텔과 AMD 제조업체를 잊지 말아야합니다.

물론 IBM 과 같은 다른 제조업체도 있습니다. 프로세서 제조업체 및 기술 벤치 마크에서 실질적으로 가장 중요한 제조업체입니다. Qualcomm 과 같은 다른 업체들은 스마트 폰용 프로세서 제조를 실질적으로 독점함으로써 시장에서 틈새 시장을 개척했습니다. 곧 개인용 컴퓨터로 옮겨 갈 수 있으므로 인텔과 AMD의 프로세서가 훌륭하기 때문에 준비하십시오.

인텔 프로세서의 진화

따라서 프로세서 및 기타 PC 용 부품 판매에서 항상 선두를 차지한 가장 큰 회사 인 인텔 ( Blue Corporation) 의 주요 역사적 이정표를 살펴 보겠습니다.

• Intel 4004 Intel 8008, 8080 및 8086 Intel 286, 386 및 486 Intel Pentium 멀티 코어 시대: Pentium D 및 Core 2 Quad Core iX 시대

1971 년에 출시 된이 제품은 단일 칩에 비 산업용으로 제작 된 최초의 마이크로 프로세서였습니다. 이 프로세서는 16 핀 CERDIP (모든 생명의 바퀴벌레) 패키지에 장착되었습니다. 2, 300 개의 10, 000nm 트랜지스터 로 제작되었으며 4 비트 버스 폭을 가졌습니다.

4004는 개인용 컴퓨터에 대한 인텔의 여정의 시작일 뿐이며 당시 IBM이 독점했습니다. 1972 년에서 1978 년 사이 인텔은 회사의 철학을 바꾸어 전적으로 컴퓨터 용 프로세서 구성에 전념했습니다.

4004가 8008 이 된 후에도 프로세서는 여전히 18 핀 DIP 캡슐화 를 사용하여 주파수를 0.5MHz로 높이고 트랜지스터 수를 3, 500 개로 늘 렸습니다. 그 후 인텔 8080 은 40 핀 DIP 캡슐화 에서 버스 폭을 8 비트, 2MHz 이상의 주파수로 올렸다. Altair 8800m 또는 IMSAI 8080 과 같은 기계에서 그래픽을 처리 할 수있는 최초의 진정한 유용한 프로세서로 간주됩니다.

8086 은 현재 까지 x86 아키텍처 및 명령어 세트를 최초로 채택한 벤치마킹 마이크로 프로세서입니다. 4004보다 10 배 더 강력한 16 비트 CPU.

이 모델에서 제조업체는 사각형 칩이있는 PGA 소켓 을 사용하기 시작했습니다. 그리고 그 혁신은 명령 줄 프로그램을 실행할 수 있다는 것 입니다. 386은 역사상 최초의 멀티 태스킹 프로세서였으며 32 비트 버스가있어 훨씬 더 많은 소리를냅니다.

우리는 1989 년에 출시 된 Intel 486을 사용하는데, 이는 부동 소수점 유닛과 캐시 메모리를 구현 한 프로세서가 되기 위해 매우 중요합니다. 이것은 무엇을 의미합니까? 이제 컴퓨터는 명령 행에서 그래픽 인터페이스를 통해 사용 되도록 발전했습니다.

마침내 우리는 Pentium의 시대에 이르렀습니다. Pentium 4 는 데스크탑 컴퓨터 용 버전으로 최대 몇 세대의 Pentium 4, 휴대용 컴퓨터 용 Pentium M까지 있습니다. 80586 이라고 말했지만 인텔은 자사의 특허를 허가하고 AMD와 같은 다른 제조업체가 프로세서 복사를 중단하도록 이름을 변경했습니다.

이 프로세서들은 제조 공정에서 처음으로 1000nm를 낮췄습니다. Itanium 2 는 서버용 프로세서로 처음 으로 64 비트 버스 를 사용하여 1993 년에서 2002 년 사이에 사용 되었습니다. 이 펜티엄은 이미 순수한 데스크톱 지향적이며 전설적인 Windows 98, ME 및 XP에서 문제없이 멀티미디어 렌더링에 사용할 수있었습니다.

Pentium 4는 이미 NetBurst라는 마이크로 아키텍처에서 MMX, SSE, SSE2 및 SSE3 와 같은 멀티미디어를위한 일련의 명령을 이미 사용했습니다. 마찬가지로, 1GHz 이상, 특히 1.5GHz 이상의 작동 주파수 에 도달 한 최초의 프로세서 중 하나 였기 때문에 고성능 및 대형 방열판이 맞춤형 모델에서도 등장했습니다.

그리고 멀티 코어 프로세서 시대에 접어 들었습니다. 이제 우리는 각 클럭 사이클에서 하나의 명령을 실행할 수 있었을 뿐 아니라 두 명령을 동시에 실행할 수있었습니다 . Pentium D는 기본적으로 동일한 패키지에 2 개의 Pentium 4 가 있는 칩 으로 구성됩니다. 이러한 방식으로 FSB (Front-Side Bus) 개념도 다시 개발되어 CPU가 칩셋 또는 노스 브리지와 통신 할 수있게되었으며 이제는 두 코어를 통신하는 데에도 사용되었습니다.

두 개가 끝난 후, 4 개의 코어는 2006 년 LGA 775 소켓 아래에 도착했으며 훨씬 더 최신 상태이며 일부 컴퓨터에서는 여전히 볼 수 있습니다. 이들 모두는 이미 65nm에서 45nm로 시작하는 제조 공정으로 4 코어에 64 비트 x86 아키텍처 를 채택했습니다.

그런 다음 거인은 멀티 코어 및 멀티 스레드 프로세서에 새로운 명명법을 채택했습니다. Core 2 Duo 및 Core 2 Quad 이후 2008 년에 새로운 Nehalem 아키텍처 가 채택 되어 CPU가 i3 (저 성능), i5 (중급) 및 i7 (고성능 프로세서) 로 나뉩니다 .

이후부터 코어와 캐시 메모리는 BSB (Back-Side Bus) 또는 백 버스를 사용하여 통신했으며 DDR3 메모리 컨트롤러 도 칩 자체 에 도입되었습니다. 또한 전면 버스는 주변 장치와 확장 카드 및 CPU간에 양방향 데이터 흐름을 제공 할 수있는 PCI Express 표준으로 발전했습니다.

2 세대 인텔 코어 는 2011 년에 32nm 제조 공정과 2, 4 및 최대 6 개의 코어로 Sandy Bridge 이름 을 채택했습니다. 이 프로세서는 시중에서 판매되는 프로세서의 범위에 따라 HyperThreading 멀티 스레딩 기술과 Turbo Boost 동적 주파수 부스트 를 지원합니다. 이 모든 프로세서는 통합 그래픽을 가지고 있으며 1600 MHz DDR3 RAM을 지원 합니다 .

얼마 후, 2012 년 아이비 브릿지 (Ivy Bridge)라고 불리는 3 세대가 발표 되어 트랜지스터의 크기를 22nm로 줄였습니다. 이들은 감소했을뿐만 아니라 3D 또는 Tri-Gate가 되어 이전 제품에 비해 소비를 최대 50 %까지 줄였으며 동일한 성능을 제공했습니다. 이 CPU는 PCI Express 3.0을 지원 하며 데스크탑 범위는 2011 년, 워크 스테이션 범위는 2011 년 LGA 1155 소켓 에 장착됩니다.

4 세대와 5 세대 는 각각 Haswell과 Broadwell 이라고하며 이전 세대와는 완전히 다른 혁명이 아닙니다. Haswells는 아이비 브릿지 및 DDR3 RAM과 제조 프로세스를 공유했습니다. 예, Thunderbolt 지원 이 도입되었으며 새로운 캐시 디자인 이 만들어졌습니다 . 코어가 최대 8 개인 프로세서도 도입되었습니다. 이 CPU는 이전 세대와 호환되지 않지만 소켓 1150 및 2011이 계속 사용되었습니다. Broadwells와 관련하여 14nm에서 가장 먼저 떨어지는 프로세서 였으며이 경우 Haswell의 LGA 1150 소켓과 호환되었습니다.

우리는 14nm 제조 공정으로 Skylake와 Kaby Lake 라는 Intel의 6 세대와 7 세대를 끝내고 두 세대 모두에 호환되는 새로운 LGA 1151 소켓 을 채택했습니다. 이 두 가지 아키텍처 에서 DDR4, DMI 3.0 버스 및 Thunderbol 3.0에 대한 지원이 이미 제공 되었습니다. 마찬가지로 통합 그래픽은 DirectX 12 및 OpenGL 4.6 및 4K @ 60Hz 해상도 와 호환되는 수준으로 향상되었으며, Kaby Lake는 2017 년에 프로세서의 클럭 주파수를 개선하고 USB 3.1을 지원 하여 도착했습니다. Gen2 및 HDCP 2.2.

AMD 프로세서의 진화

우리가 알아야 할 또 다른 제조업체는 Intel의 영원한 라이벌 인 AMD (Advanced Micro Devices) 이며 Ryzen 3000 이 오늘 도착할 때까지 거의 항상 뒤처져있었습니다 . 나중에 볼 것이므로 AMD 프로세서 의 역사를 조금 살펴 보겠습니다.

• AMD 9080 및 AMD 386 AMD K5, K6 및 K7 AMD K8 및 Athlon 64 X2 AMD Phenom AMD Llano 및 불도저 AMD Ryzen 도착

AMD의 여정은 기본적으로이 프로세서로 시작되는데, 이는 인텔 8080의 사본에 지나지 않습니다. 실제로 제조업체는 Intel이 소유 한 x86 아키텍처의 프로세서를 제조 할 수 있도록 Intel과 계약을 체결했습니다. 다음 단계는 그래픽 드라이브와 EPROM 메모리 를 제공 하는 AMD 29K 였습니다. 그러나 곧 AMD는 개인용 컴퓨터와 서버를 위해 호환 가능한 프로세서를 제공함으로써 인텔과 직접 경쟁하기로 결정했습니다.

그러나 인텔 프로세서의 "복사본"을 만들기위한이 계약 은 AMD가 인텔과 경쟁을 시작하자마자 문제가되기 시작했습니다. AMD가 여러 차례 법적 분쟁을 겪은 후 인텔 386과 계약을 체결 했으며 인텔이 펜티엄으로 이름이 바뀌는 이유를 이미 알고 특허를 등록했습니다.

여기서부터 AMD는 프로세서를 완전히 독립적으로 만드는 것 외에 선택의 여지가 없었습니다. 재미있는 점은 AMD의 첫 번째 독립형 프로세서는 Am386이었고 Intel의 80386과 분명히 싸웠습니다.

이제 그렇습니다. AMD는이 기술 전쟁에서 독자적으로 제조 한 프로세서를 사용 하여 자신 만의 방식을 찾기 시작했습니다. 실제로 두 제조업체 사이의 호환성이 사라지고 결과적으로 AMD는 자체 보드와 소켓 A라는 자체 소켓을 만들었을 때 K7 과 함께했습니다. 새로운 AMD Athlon 및 Athlon XP 는 2003 년에 설치되었습니다.

AMD는 인텔보다 데스크탑 프로세서에 대한 64 비트 확장을 구현 한 최초의 제조업체였습니다. 대상은 프로세서를 위해 x64 확장을 AMD에 채택하거나 복사 할 인텔입니다.

그러나 AMD는 2005 년 인텔보다 듀얼 코어 프로세서를 판매 할 수 있었기 때문에 여기서 멈추지 않았다. 물론 블루 자이언트는 우리가 이전에 본 Core 2 Duo로 그를 대답했으며, 여기에서 AMD의 리더십이 끝났습니다.

AMD는 멀티 코어 인텔 프로세서 성능의 비약적인 발전으로 인해 뒤처졌으며 K8의 아키텍처를 재 설계하여 대응을 시도했습니다 . 실제로, 2010 년에 출시 된 페놈 II는 코어가 최대 6 개 였지만 인텔의 경우에도 충분하지 않습니다. 이 CPU에는 45nm 트랜지스터가 있으며 처음에는 AM2 + 소켓에, 나중에 AM3 소켓 에 마운트 되어 DDR3 메모리와 호환됩니다.

AMD는 지금까지 3D 그래픽 카드를 위해 Nvidia와 직접 경쟁 한 회사 인 ATI를 인수했습니다. 실제로 제조업체는이 기술적 인 이점을 활용하여 인텔이 Westmere보다 훨씬 강력한 GPU를 통합 한 프로세서 를 구현 했습니다. AMD Llano는 이전 Phenom 의 K8L 아키텍처 를 기반으로하며 물론 동일한 제한 사항을 가진 프로세서입니다.

이런 이유로 AMD는 새로운 불도저에서 아키텍처를 재 설계 했지만 인텔 코어에 비해 결과는 상당히 나빴습니다. 멀티 스레딩 관리에서 당시의 소프트웨어는 여전히 매우 친환경적이기 때문에 코어가 4 개 이상인 것은 이점이 아닙니다. 그들은 공유 L1 및 L2 캐시 리소스와 함께 32nm 제조 공정을 사용했습니다.

K8 아키텍처를 만든 짐 켈러 (Jim Keller) 는 이전 아키텍처에서 AMD가 실패한 후 다시 소위 젠 (Zen) 또는 서밋 릿지 (Summit Ridge) 아키텍처로 브랜드에 혁명을 일으켰습니다 . 트랜지스터 는 인텔과 마찬가지로 14nm로 떨어졌으며 약한 불도저보다 훨씬 강력하고 높은 ICP를 제공합니다.

이 새로운 프로세서의 가장 식별 가능한 기술 중 일부는 AMD Precision Boost로 CPU의 전압과 주파수를 자동으로 증가 시켰습니다. 또는 XFR 기술 로 모든 Ryzen이 승수를 잠금 해제하여 오버 클럭킹합니다. 이 CPU는 PGA AM4 소켓 에 장착되기 시작했으며 오늘날에도 계속되고 있습니다.

실제로이 Zen 아키텍처의 발전은 Zen + 였으며, 여기서 AMD 는 12nm 트랜지스터 를 구현 하여 인텔이 인텔을 발전 시켰습니다. 이 프로세서는 소비가 적을수록 더 높은 주파수로 성능을 향상 시켰습니다. 내부 Infinity Fabric 버스 덕분에 CPU와 RAM 트랜잭션 간의 대기 시간이 인텔과 거의 대립 할 수 있도록 크게 향상되었습니다.

현재 인텔 및 AMD 프로세서

우리는 현재 두 제조업체가 작업 하는 아키텍처 에 중점을두고 있습니다. 우리는이 중 하나를 반드시 구입해야한다고 말하지는 않지만, 업데이트 된 게임용 PC를 장착하려는 모든 사용자의 현재와 가까운 미래 일 것입니다.

Intel Coffee Lake 및 10nm 진입

인텔은 현재 9 세대 데스크탑, 랩톱 및 워크 스테이션 프로세서에 있습니다. 8 세대 (Coffee Lake) 와 9 세대 (Coffee Lake Refresh) 는 이전 세대와 호환되지 않지만 14nm 트랜지스터 와 LGA 1151 소켓을 계속 사용 합니다.

이 세대는 기본적으로 각 가족에 대해 코어 수를 2 씩 늘려서 2 개 대신 4 코어 i3, 6 개 코어 i5 및 8 개 코어 i7을 갖습니다. PCIe 3.0 레인 수가 24 개로 증가하여 최대 6 개의 3.1 포트와 128GB의 DDR4 RAM을 지원 합니다. HyperThreading 기술은 고성능 8 코어, 16 스레드 프로세서 및 노트북 프로세서와 같은 i9 표시 프로세서에서만 사용할 수 있습니다.

이 세대에는 2 개의 코어와 4 개의 스레드가있는 멀티미디어 스테이션을위한 Intel Pentium Gold G5000 과 듀얼 코어가있는 가장 기본적인 Intel Celeron 및 MiniPC 및 멀티미디어가 있습니다. 이 세대의 모든 프로세서는 명칭에서 F 명칭을 제외하고 UHD 630 그래픽을 통합했습니다.

10 세대 에 관해서는, 새로운 Ice Lake CPU가 데스크톱 용 사양이 아닌 랩탑 용 사양과 함께 제공 될 것으로 예상되지만 확인은 거의 없습니다. 데이터에 따르면 코어 당 CPI는 Skylake에 비해 최대 18 % 증가 할 것이라고 합니다. 총 6 개의 새로운 명령어 하위 세트가 있으며 AI 및 딥 러닝 기술과 호환됩니다. 통합 GPU는 11 세대까지 레벨을 올릴 수 있으며 4K @ 120Hz로 컨텐츠를 스트리밍 할 수 있습니다. 마지막으로 Wi-Fi 6 및 최대 3200MHz의 RAM 메모리를 통합 지원합니다.

AMD Ryzen 3000 및 이미 계획된 Zen 3 아키텍처

AMD는 이번 2019 Zen 2 또는 Matisse 아키텍처를 출시했으며 제조 프로세스 뿐만 아니라 데스크탑 프로세서의 순수한 성능에서도 인텔을 발전 시켰습니다. 새로운 Ryzen은 7nm TSMC 트랜지스터를 기반으로하며 Ryzen 3 코어 4 개에서 Ryzen 9 9350X 코어 16 개로 계산 됩니다. 모두 AMD SMT 멀티 스레딩 기술을 구현 하고 멀티 플라이어의 잠금을 해제합니다. AGESA 1.0.0.3 ABBA BIOS 업데이트 는 최근 이러한 프로세서가 최대 재고 주파수에 도달해야하는 문제를 해결하기 위해 릴리스되었습니다.

새로운 PCI Express 4.0 및 Wi-Fi 6 표준 을 지원하기 때문에 최대 24 개의 PCIe 레인 이있는 CPU이기 때문에 혁신이 실현되지 않습니다. 더 높은 기본 주파수와 Infinty Fabric 버스의 개선 덕분에 Zen +에 비해 평균 ICP 증가율은 13 %입니다. 이 아키텍처 는 메모리 컨트롤러에 항상 존재하는 다른 모듈과 함께 장치 당 8 개의 코어가있는 칩렛 또는 물리적 블록을 기반으로 합니다. 이러한 방식으로 제조업체는 특정 수의 코어를 비활성화하거나 활성화하여 다른 모델을 형성합니다.

2020 년에 제조업체가 AMD Ryzen의 효율성과 성능을 향상시키려는 Ryzen 프로세서에서 Zen 3에 대한 업데이트가 계획 되어 있습니다. 아키텍처의 설계는 이미 완료되었으며 나머지는 생산 공정을 시작하기 위해 초록색 빛을주는 것입니다.

다시 7nm를 기반으로하지만 현재 칩보다 최대 20 % 더 높은 트랜지스터 밀도를 허용 합니다. EPYC WorkStation 프로세서 제품군은 64 개의 코어와 128 개의 처리 스레드를 가질 수있는 프로세서를 갖춘 최초의 제품 입니다.

프로세서에 대해 알아야 할 부분

우리가 선택적인 독해와 오늘날의 위치를 ​​알기위한 기초로 남겨둔 이러한 정보의 잔치가 끝나면 프로세서에 대해 알아야 할 개념 에 대해 더 자세히 설명 할 차례입니다.

먼저 CPU의 가장 중요한 구조 와 요소 를 사용자에게 설명하려고합니다. 이 하드웨어에 대해 조금 더 알고 싶은 사용자에게는 매일이 될 것입니다.

프로세서의 핵심

핵은 정보 처리 실체 이다. 제어 장치 (UC), 명령어 디코더 (DI), 산술 단위 (ALU), 부동 소수점 단위 (FPU) 및 명령어 스택 (PI) 과 같은 x86 아키텍처의 기본 요소로 구성된 요소 .

이 핵들 각각은 정확히 동일한 내부 구성 요소들로 구성되며, 각각의 핵은 각 명령 사이클에서 작업을 수행 할 수 있습니다. 이 사이클은 주파수 또는 헤르츠 (Hz)로 측정되며, Hz가 많을수록 초당 더 많은 명령을 수행 할 수 있으며, 코어가 많을수록 동시에 더 많은 작업을 수행 할 수 있습니다.

오늘날 AMD와 같은 제조업체는 이러한 코어를 실리콘 블록, Chiplets 또는 CCX로 모듈 방식으로 구현 합니다. 이 시스템을 사용하면 프로세서를 빌드 할 때 각 요소 당 8 개의 코어를 사용하여 원하는 수에 도달 할 때까지 칩렛을 배치 할 수 있으므로 확장 성이 향상됩니다. 또한, 원하는 개수를 달성하기 위해 각 코어를 활성화 또는 비활성화 할 수 있습니다. 한편 인텔은 여전히 ​​모든 코어를 단일 실리콘에 넣습니다.

모든 프로세서 코어를 활성화하는 것이 잘못 되었습니까? 권장 사항 및 비활성화 방법

터보 부스트 및 정밀 부스트 오버 드라이브

인텔과 AMD를 각각 사용하여 프로세서의 전압을 능동적이고 지능적으로 제어하는 시스템입니다. 이를 통해 마치 자동 오버 클로킹 인 것처럼 작업 빈도를 증가시켜 많은 작업 부하에 직면 할 때 CPU 성능을 향상시킬 수 있습니다.

이 시스템은 전류 프로세서의 열 효율 및 소비를 개선하거나 필요할 때 주파수를 변경할 수 있도록 도와줍니다.

스레드 처리

그러나 물론 코어가있을뿐만 아니라 처리 스레드도 있습니다. 일반적으로 사양에 X 코어 / X 스레드 또는 직접 XC / X T로 표시되는 것을 볼 수 있습니다. 예를 들어 인텔 코어 i9-9900K는 8C / 16T 이고 i5 9400은 6C / 6T입니다.

Thread라는 용어는 Subprocess 에서 왔으며 실제로 프로세서의 일부가 아니며 기능 이 순전히 논리적 이며 해당 프로세서의 명령어 세트를 통해 수행됩니다.

프로그램 의 데이터 제어 흐름 (프로그램은 명령 또는 프로세스로 구성됨)으로 정의 될 수 있으며, 이를 통해 프로세서의 작업을 스레드라는 더 작은 조각으로 나누어 관리 할 수 ​​있습니다. 이는 프로세스 큐의 각 명령에 대한 대기 시간을 최적화하기위한 것입니다.

다음과 같이 이해하십시오. 다른 것보다 어려운 작업이 있으므로 작업을 완료하는 데 약간의 시간이 소요됩니다. 스레드를 사용하면이 작업을 더 간단한 것으로 나누므로 각 조각이 발견 된 첫 번째 무료 코어로 처리됩니다. 결과적으로 항상 코어를 사용 중 상태로 유지하므로 가동 중지 시간이 없습니다.

프로세서의 스레드는 무엇입니까? 핵과의 차이점

멀티 스레딩 기술

어떤 경우에는 스레드와 같은 수의 코어가 있고 다른 스레드에는없는 이유가 무엇입니까? 음, 이것은 제조업체가 프로세서에서 구현 한 멀티 스레딩 기술 때문입니다.

CPU에 코어보다 2 배 많은 스레드가 있으면이 기술이 구현됩니다. 기본적으로 이전에 본 개념을 실행하는 방법 으로, 핵을 두 개의 스레드 또는 "논리적 핵"으로 나누어 작업을 나눕니다. 이 분할은 항상 코어 당 2 개의 스레드로 수행되며 더 이상 프로그램이 작동 할 수있는 현재 한계라고 가정 해 봅시다.

Intel의 기술은 HyperThreading 이고 AMD 의 기술은 SMT (Simultaneous Multithreading)입니다. 실용적인 목적으로 두 기술 모두 동일하게 작동하며 팀에서 사진을 렌더링하는 경우와 같이 실제 핵으로 볼 수 있습니다. 8 개의 논리적 코어가있는 것보다 8 개의 물리적 코어가있는 경우 동일한 속도의 프로세서가 더 빠릅니다.

하이퍼 스레딩이란 무엇입니까? 자세한 내용

캐시가 중요합니까?

실제로 프로세서의 두 번째로 중요한 요소입니다. 캐시 메모리는 RAM보다 훨씬 빠른 메모리이며 프로세서에 직접 통합됩니다. 3600MHz DDR4 RAM은 읽기에서 50, 000MB / s에 도달 할 수 있지만 L3 캐시는 570GB / s에 도달하고 L2는 790GB / s에 도달하고 L1은 1600GB / s에 도달 할 수 있습니다 . Ryzen 3000 nevi에 기록 된 완전히 미쳤던 수치.

이 메모리는 빠르고 고가 인 SRAM (Static RAM) 유형이며, RAM에 사용되는 메모리는 DRAM (Dynamic RAM)이며 느리고 저렴하며 새로 고침 신호가 필요합니다. 캐시에는 프로세서가 즉시 사용할 데이터가 저장 되므로 RAM에서 데이터를 가져 와서 처리 시간을 최적화 할 때까지 기다릴 필요가 없습니다. AMD와 Intel 프로세서에는 3 가지 레벨의 캐시 메모리가 있습니다.

• L1: CPU 코어에 가장 가깝고 가장 작고 가장 빠릅니다. 대기 시간이 1ns 미만인이 메모리 는 현재 L1I (명령)와 L1D (데이터)의 두 가지로 나뉩니다. 9 세대 Intel Core와 Ryzen 3000 모두 각각 32KB이며 각 코어마다 고유 합니다. L2: L2가 다음에 약 3ns의 대기 시간 으로 각 코어에 독립적으로 할당됩니다. 인텔 CPU는 256KB이고 Ryzen은 512KB입니다. L3: 이 메모리는 3 개 중 가장 큰 메모리이며 일반적으로 4 개 코어 그룹으로 코어에 공유 형태로 할당됩니다.

CPU 내부의 북쪽 교량

프로세서 또는 마더 보드의 노스 브리지 에는 RAM 메모리를 CPU 에 연결 하는 기능이 있습니다. 현재 두 제조업체 는이 메모리 컨트롤러 또는 PCH (Platform Conroller Hub) 를 CPU 자체 내에 ( 예: 칩렛 기반 CPU에서 발생하는 별도의 실리콘) 구현합니다.

이것은 정보 전송 속도를 크게 높이고 마더 보드의 기존 버스를 단순화 하고 칩셋이라고하는 사우스 브리지 만 남는 방법입니다. 이 칩셋은 하드 드라이브, 주변 장치 및 일부 PCIe 슬롯의 데이터 라우팅 전용 입니다. 최첨단 데스크탑 및 랩탑 프로세서는 3200MHz 네이티브 (XMP가 활성화 된 JEDEC 프로파일의 4800MHz) 속도로 최대 128GB의 듀얼 채널 RAM 을 라우팅 할 수 있습니다. 이 버스는 두 가지로 나뉩니다.

• 데이터 버스: 프로그램의 데이터와 명령어를 전달합니다. 주소 버스: 데이터가 저장된 셀의 주소가 순환합니다.

코어는 메모리 컨트롤러 외에도 BSB 또는 백사이드 버스 라고 하는 캐시 메모리와 서로 통신하기 위해 다른 버스를 사용해야 합니다. AMD가 Zen 2 아키텍처에서 사용 하는 것을 인피니티 패브릭 (Infinity Fabric)이라고 합니다. 5100 MHz에서 작동하는 반면 Intel은 Intel Ring Bus 라고합니다.

L1, L2 및 L3 캐시 란 무엇이며 어떻게 작동합니까?

IGP 또는 통합 그래픽

게임을 지향하는 프로세서는 아니지만 그다지 강력하지 않은 다른 요소 는 통합 그래픽 입니다. 오늘날 대부분의 기존 프로세서 에는 그래픽과 텍스처와 독점적으로 작동하는 여러 코어가 있습니다. 스마트 폰용 Adreno 또는 스마트 TV 및 NAS 용 Realtek과 같은 Qualcomm과 같은 Intel, AMD 및 기타 제조업체에는 이러한 코어가 있습니다. 우리는 이러한 유형의 프로세서를 APU (Accelerated Processor Unit)라고 부릅니다.

고용량 버스 (예: 128 비트가 APU에 사용되지 않는 경우)가 더 무겁고 느리기 때문에이 어려운 작업을 프로그램의 나머지 일반적인 작업과 분리하는 것이 간단합니다. 정상적인 핵과 마찬가지로 양과 작동 빈도로 측정 할 수 있습니다. 그러나 셰이딩 단위 와 같은 다른 구성 요소도 있습니다. 그리고 TMU (텍스처링 유닛) 및 ROP (렌더링 유닛)와 같은 기타 측정. 그것들 모두는 우리가 세트의 그래픽 파워를 식별하는 데 도움이 될 것입니다.

현재 인텔과 AMD에서 사용하는 IGP는 다음과 같습니다.

• AMD Radeon RX Vega 11: 1 세대 및 2 세대 Ryzen 5 2400 및 3400 프로세서에서 가장 강력하고 사용되는 사양입니다. 최대 1400MHz에서 작동하는 GNC 5.0 아키텍처를 갖춘 총 11 개의 Raven Ridge 코어이며 최대 704 개의 쉐이더 유닛, 44 개의 TMU 및 8 개의 ROP를 가지고 있습니다. AMD Radeon Vega 8: 이전 코어보다 사양이 낮으며 8 개의 코어가 있으며 512 개의 쉐이딩 장치, 32 개의 TMU 및 8 개의 ROP로 1100MHz의 주파수에서 작동합니다. Ryzen 3 2200 및 3200에 장착합니다. Intel Iris Plus 655:이 통합 그래픽은 랩탑 용 U 범위 (저소비)의 8 세대 Intel Core 프로세서에서 구현되며 384MHz로 1150MHz에 도달 할 수 있습니다. 쉐이딩 유닛, 48 개의 TMU 및 6 개의 ROP. 성능은 이전과 비슷합니다. Intel UHD Graphic 630 / 620- 이 이름은 F를 가지고 있지 않은 모든 8 세대 및 9 세대 데스크탑 CPU에 내장 된 그래픽입니다. 192 개의 음영 처리 장치, 24 개의 TMU 및 3 개의 ROP로 1200MHz에서 렌더링되는 Vega 11보다 그래픽이 낮습니다.

프로세서의 소켓

이제 우리는 어디에 연결해야하는지 확인하기 위해 CPU의 구성 요소를 벗어나게됩니다. 분명히 소켓, 소켓 및 마더 보드에있는 큰 커넥터이며 CPU와 접촉하여 처리 할 전력과 데이터를 전송하는 수백 개의 핀이 제공됩니다.

평소와 같이 각 제조업체에는 자체 소켓이 있으며 다양한 유형일 수도 있습니다.

• LGA: Land Grid Array 는 보드의 소켓에 핀이 직접 설치되어 있고 CPU에는 평평한 접점 만 있습니다. 연결 밀도를 높이고 Intel에서 사용합니다. 현재 소켓은 데스크탑 CPU 용 LGA 1151 및 워크 스테이션 지향 CPU 용 LGA 2066 입니다. 또한 TR4-denominated Threadrippers를 위해 AMD에 의해 사용됩니다. PGA: Pin Grid Array, 반대의 경우, 이제 핀이 CPU 자체에 있고 소켓에 구멍이 있습니다. 그것은 여전히 ​​모든 데스크탑 Ryzen에 대해 AMD에서 BGA: Ball Grid Array 라는 이름으로 사용되며 기본적으로 프로세서가 직접 납땜 되는 소켓입니다. AMD와 인텔의 차세대 노트북에 사용됩니다.

방열판 및 IHS

IHS (Integrated Heat Spreader) 는 프로세서가 맨 위에있는 패키지입니다. 기본적으로 알루미늄으로 제작 된 사각형 플레이트로 CPU의 기판 또는 PCB에 접착되고 DIE 또는 내부 실리콘에 접착됩니다. 그 기능은 열을 방열판 으로 전달하고 보호 덮개 역할을하는 것입니다. DIE에 직접 용접하거나 열 페이스트로 접착 할 수 있습니다.

프로세서는 매우 높은 주파수에서 작동하는 요소이므로 열을 포착하여 하나 또는 두 개의 팬을 사용하여 환경으로 방출하는 방열판이 필요합니다. 가장 좋은 CPU 는 AMD에서 제공 하지만 대부분의 CPU에는 다소 나쁜 재고 싱크 가 제공됩니다. 실제로 CPU 성능을 기반으로하는 모델이 있습니다.

• Wrait Stealth: Intel보다 작지만 가장 작지만 Ryzen 3 및 5의 명칭이없는 X Intel: 이름이 없으며, 소음이 적은 팬이있는 작은 알루미늄 방열판으로 거의 모든 프로세서에 들어 있습니다. i9. 이 히트 싱크는 Core 2 Duo 이후로 변하지 않았습니다. Wraith Spire- 더 큰 알루미늄 블록과 85mm 팬이있는 중간 크기. X가 지정된 Ryzen 5 및 7의 경우 Wrait Prism: 성능을 향상시키기 위해 2 단계 블록과 구리 히트 파이프를 통합 한 우수한 모델입니다. Ryzen 7 2700X 및 9 3900X 및 3950X에 의해 제공됩니다. 레이스 리퍼: Cooler Master가 Threadrippers를 위해 만든 탑 싱크입니다.

프로세서 방열판: 무엇입니까? 팁 및 권장 사항

이 외에도 우리가 본 소켓과 호환되는 자체 사용자 지정 모델 을 가진 많은 제조업체가 있습니다. 마찬가지로, 탑 히트 싱크보다 우수한 성능을 제공하는 액체 냉각 시스템 이 있습니다. 최고급 프로세서의 경우 이러한 240mm (2 개의 팬) 또는 360mm (3 개의 팬) 시스템 중 하나를 사용하는 것이 좋습니다.

CPU의 가장 중요한 개념

이제 사용자에게 중요한 프로세서와 관련된 다른 개념을 살펴 보겠습니다. 내부 구조가 아니라 성능을 측정하거나 향상시키기 위해 수행되는 기술이나 절차에 관한 것입니다.

성능 측정 방법: 벤치 마크 란

새 프로세서를 구입할 때는 항상 프로세서가 얼마나 멀리 떨어져 있는지 확인하고 다른 프로세서 나 다른 사용자와 함께 구입할 수 있습니다. 이러한 테스트 를 벤치 마크라고 하며 프로세서가 성능에 따라 특정 점수를 받는 스트레스 테스트 입니다.

Cinebench (렌더링 점수), wPrime (작업 실행 시간), Blender 디자인 프로그램 (렌더링 시간), 3DMark (게임 성능) 등의 프로그램을 통해 이러한 테스트를 수행하여 비교할 수 있습니다. 네트워크에 게시 된 목록을 통한 다른 프로세서 그들이 제공하는 거의 모든 것은 해당 프로그램에만있는 요소를 사용하여 계산 한 자체 점수이므로 3DMark 점수로 Cinebench 점수를 구입할 수 없습니다.

열 조절을 피하기 위해 항상 제어되는 온도

특히 비싸고 강력한 프로세서가있는 경우 모든 사용자가 알고 있어야하는 온도와 관련된 개념이 있습니다. 인터넷에는 CPU뿐만 아니라 센서와 함께 제공되는 다른 많은 구성 요소 의 온도를 측정 할 수있는 많은 프로그램 이 있습니다. 적극 권장되는 것은 HWiNFO 입니다.

온도와 관련된 것은 열 조절 입니다. 온도가 최대 허용 온도에 도달하면 CPU가 공급하는 전압과 전원 을 줄여야 하는 자동 보호 시스템 입니다. 이런 식으로 작업 주파수와 온도를 낮추어 칩이 타지 않도록 안정화시킵니다.

또한 제조업체 자체는 프로세서 온도에 대한 데이터를 제공하므로 다음 중 일부를 찾을 수 있습니다.

• TjMax:이 용어는 프로세서가 매트릭스, 즉 처리 코어 내 에서 견딜 수있는 최대 온도를 나타냅니다. CPU가이 온도에 도달하면 위에서 언급 한 보호 기능을 자동으로 무시하여 CPU 전압과 전력을 낮 춥니 다. Tdie, Tjunction 또는 Junction Temperature:이 온도는 핵 내부의 센서에 의해 실시간으로 측정됩니다. 보호 시스템이 더 빨리 작동하므로 TjMax를 초과하지 않습니다. TCase: 프로세서의 IHS에서 측정되는 온도, 즉 캡슐화에서 CPU 코어 내부에 표시된 것과 항상 다를 수 있습니다. 패키지: 모든 코어의 Tunion 온도의 평균입니다. CPU

배달

Delid 또는 delidding 은 CPU 온도 를 향상시키기 위해 수행되는 방법입니다. 설치된 다른 실리콘을 노출시키기 위해 프로세서에서 IHS를 제거하는 것으로 구성됩니다. 용접되어 제거 할 수없는 경우 표면을 최대한 연마합니다. 이는 액체 금속 열 페이스트를 이러한 DIE에 직접 배치하고 방열판을 맨 위에 배치하여 가능한 한 열 전달 을 개선 하기 위해 수행 됩니다.

이렇게하면 무엇을 얻을 수 있습니까? 우리는 열이 중간 단계없이 히트 싱크로 직접 전달되도록 IHS가 제공하는 여분의 두께를 제거하거나 최소한의 표현으로 취합니다. 페이스트와 IHS는 모두 내열성이있는 요소이므로이를 제거하고 액체 금속을 배치함으로써 오버 클럭킹으로 온도를 20 ℃로 낮출 수 있습니다. 경우에 따라 IHS가 DIE에 직접 용접되기 때문에 쉬운 작업이 아니므로 벗기지 않고 샌딩하는 것 외에 다른 옵션이 없습니다.

다음 단계는 액체 질소 냉각 시스템 을 배치하는 것이며 실험실 설정 전용입니다. 물론 헬륨 또는 파생 상품이 포함 된 냉장고 모터를 사용하여 항상 시스템을 만들 수 있습니다.

프로세서의 오버 클로킹 및 저전압

위와 밀접하게 관련된 오버 클러킹 은 CPU 전압을 높이고 승수를 수정하여 작동 주파수를 높이는 기술 입니다. 그러나 우리는 터보 모드와 같은 사양에 나오는 주파수에 대해서는 이야기하지 않고 제조업체가 설정 한 주파수 를 초과하는 레지스터 에 대해 이야기하고 있습니다. 프로세서 의 안정성 과 무결성에 위험이 있다는 것은 누구에게나 손실되지 않습니다.

오버 클럭하려면 멀티 플라이어가 잠금 해제 된 CPU와 이러한 유형의 동작을 가능하게하는 칩셋 마더 보드가 먼저 필요합니다. 모든 AMD Ryzen 은 K로 명명 된 Intel 프로세서 와 마찬가지로 오버 클로킹 될 수 있습니다. 마찬가지로, AMD B450, X470 및 X570 칩셋 은 Intel X 및 Z 시리즈 와 마찬가지로이 방법을 지원합니다.

기본 클럭 또는 BCLK의 주파수를 증가시켜 오버 클로킹 을 수행 할 수도 있습니다. CPU, RAM, PCIe 및 칩셋과 같은 실질적으로 모든 구성 요소를 제어하는 ​​메인 보드의 메인 클럭입니다. 이 클럭을 높이면 승수가 잠긴 다른 구성 요소의 주파수가 높아지 지만 더 큰 위험이 있으며 매우 불안정한 방법입니다.

반면에, 저전압 은 정반대이며 , 전압을 낮추어 프로세서가 열 조절을하지 못하도록합니다. 비효율적 인 냉각 시스템이있는 랩톱 또는 그래픽 카드에 사용되는 방법입니다.

데스크탑, 게임 및 워크 스테이션을위한 최고의 프로세서

이 기사에서는 시장에서 최고의 프로세서를 사용하는 가이드를 참조 할 수 없습니다 . 여기에는 기존 범위에서 가장 잘 고려되는 Intel 및 AMD 모델을 배치합니다. 게임뿐만 아니라 멀티미디어 장비, 워크 스테이션까지. 우리는 항상 직접 구매 링크와 함께 업데이트를 유지합니다.

프로세서에 대한 결론

우리는 두 주요 제조업체의 역사와 아키텍처를 완전히 검토했기 때문에이 기사에서 아무것도 배우지 못한다고 불평 할 수 없습니다. 또한 CPU의 외부 및 내부를 파악하는 데 필수적인 CPU의 여러 부분과 몇 가지 중요한 개념과 커뮤니티에서 일반적으로 사용하는 부분을 검토했습니다.

우리가 간과 하고이 기사에서 중요하게 생각하는 다른 중요한 개념을 의견에 적어 주십시오. 우리는 항상 시작되는 지역 사회에 특히 중요한이 기사들을 가능한 많이 개선하려고 노력합니다.