알.쓸.굳.IT. 지난 편, <제 3화 – 용량 많은 빠른 컴퓨터? 메모리 이야기> 에서는 컴퓨터 속도와 각종 메모리가 어떤 관련이 있는지 알아봤었지요. 간단하게 '주 메모리가 많으면 많을수록 컴퓨터 속도에는 좋은 영향을 주고, 주머니에는 안 좋은 영향을 준다.'라고 기억하시면 됩니다. 이번에는 컴퓨터에 관해 이야기 할 때마다 등장하는 'CPU'라는 것이 무엇인지, 그리고 얼마 전부터 부쩍 자주 등장하는 'GPU'와 'AP'라는 것은 또 무엇인지 살짝~ 알아보도록 하겠습니다.
▶ '알.쓸.굳.IT' 제3화 – 용량과 속도의 진실 '메모리 이야기' (바로가기)
※ 재차 말씀드리지만, '알.쓸.굳.IT(알아봤자 쓸데없고 굳이 누가 알려주지 않는 IT 이야기)' 시리즈는 컴퓨터에 대해 관심이 없으시거나 상식이 거의 없다고 볼 수 있는 컴알못 분들을 대상으로 작성했답니다. '컴퓨터에 대해 아는 것은 별로 없지만 대강 어떻게 돌아간다 정도는 알고 싶다' or '그런 분들에게 설명해야 하는 곤란한 상황에 처해있다'는 분들을 생각하며 준비한 내용이기 때문에, 쉬운 이해를 위한 비유 및 약간의 과장, 과감한 단순화 과정이 있을 수 있다는 점 양해해주세요!
위키백과에 따르면 '중앙 처리 장치, CPU(Central Processing Unit)'는 컴퓨터 시스템을 통제하고 프로그램의 연산을 실행하는 가장 핵심적인 컴퓨터의 제어 장치, 혹은 그 기능을 내장한 칩이라고 합니다. 더 읽어볼까요? '컴퓨터 안의 중앙 처리 장치(CPU)는 외부에서 정보를 입력받고, 기억하고, 컴퓨터 프로그램의 명령어를 해석하여 연산하고, 외부로 출력하는 역할을 한다. 따라서 중앙 처리 장치(CPU)는 컴퓨터 부품과 정보를 교환하면서 컴퓨터 시스템 전체를 제어하는 장치로, 모든 컴퓨터의 작동과정이 중앙 처리 장치(CPU)의 제어를 받기 때문에 컴퓨터의 두뇌에 해당한다고 할 수 있다. 실제의 CPU 칩엔 실행 부분뿐만 아니라 캐시 등의 부가 장치가 통합된 경우가 많다.' 혹시, 이해되셨나요? 글쎄요, 필자는 눈에 잘 안 들어옵니다. 분명 한국어인데 읽어도 무슨 내용인지 모르겠어요. 아마 대부분 그러실 것 같으니, 너무 상처받지 말자고요!
위의 설명에서 제일 핵심 문장은 '컴퓨터 시스템을 통제하고 프로그램 연산을 실행하는 가장 핵심적인 컴퓨터의 제어장치'라고 할 수 있어요. 더 쉽게는 '컴퓨터가 동작하는 거의 모든 것에 관여하고 컴퓨터에서 계산하는 것을 다 맡아서 처리하는 가장 중요한 녀석' 정도로 말씀드릴 수 있겠네요. 그래서 '주변' 처리 장치가 아니라 '중앙' 처리 장치라고 불리는 거겠지요. 지난 편에서 다뤘던 메모리 관련 처리도 CPU에서 명령을 내려서 하는 것입니다. 컴퓨터 세상에서의 대장 같은 존재랄까요? 그러다 보니 CPU의 속도나 성능이 컴퓨터 자체의 성능에 꽤 막강한 영향을 끼친답니다.
인텔 80486 CPU, 출처: 위키백과(바로 가기)
CPU를 만드는 주요 회사에 대해서 알아볼게요. PC에 들어가는 CPU를 만드는 대표적인 업체 두 곳이 '인텔'과 'AMD'라는 회사입니다. 두 회사에서 만드는 일반 PC용 CPU는 'x86 계열'이라고 하는데, 그 의미는 아주 먼 옛날 IBM에서 만든 PC에 처음 사용된 CPU가 8086이라는 모델 번호를 가지고 있었고 그 이후에 그 PC가 계속 80286, 80386, 80486 등 다음 세대의 인텔 제품을 사용하게 되면서 x86 계열이라는 이름이 나온 것입니다. 이 x86 계열이 우리가 주로 사용하는 PC에 들어간다는 것이다~ 정도만 기억해주세요! 참고로 386세대, 486세대라고 불렀던 것도 저기서 나온 것이랍니다. 정겹지요? ㅎㅎ 이후의 인텔 제품은 586이라고 할 수 있는 '펜티엄'을 거쳐서 '코어' 시리즈, '셀러론' 시리즈, '아톰' 시리즈 등이 나오고 있어요. 그저 '인텔에서 만드는 PC용 CPU구나' 정도만 알고 넘어가시면 되겠습니다.
AMD의 경우 아주 예전의 '애슬론' 시리즈부터 '페넘', 최근의 '라이젠' 시리즈까지 출시하고 있어요. 대부분 인텔의 CPU와 마찬가지로 PC용 CPU에 대한 상표라고 보시면 됩니다. 그렇기 때문에 AMD의 CPU를 이용해 만든 PC도 인텔에서 나온 CPU가 들어있는 PC와 프로그램 호환이 되는 것이지요. 물론 인텔과 AMD 외에도 '사이릭스', '트랜스메타' 등 일부 업체에서 일반 PC용 CPU를 만들고 있답니다.
그럼 요즘 자주 등장하는 'GPU'는 또 뭘까요? 슬슬 궁금하시지요~^^ 자, 여러분. 원래 컴퓨터의 태생이 '작업을 빠르고 정확하게 계산하기 위해' 시작되었다는 것을 떠올려주세요. 옛날 컴퓨터의 주 기능은 단순하게 계산해야 하는 항목을 입력해주면 계산 결과를 어떠한 방법으로든 표시만 하면 되는 것이라고 볼 수 있습니다. 따라서, 예전 컴퓨터는 화면에 무엇인가를 표시하는 기능은 크게 신경 쓰지 않았지요. 그저 결과만 확인할 수 있으면 감사한 상황이었을 거예요. 그런데, 개인이 컴퓨터를 소유하기 시작하면서부터 화면에 결괏값이 예~쁘게 나타났으면 하는 욕심이 슬슬 자라났어요. (더 자세하게 들어가면 컴퓨터 그래픽 내용 등으로 사정없이 복잡해지니, 요렇게 단순하게 생각합시다!) 이러한 니즈가 점점 높아져, 드디어 컴퓨터 화면에 글씨를 쓰고 그림을 그리는 기능을 하는 별도의 확장 장치를 만들어 붙이게 되었습니다. 이를 '그래픽 카드'라고 해요. 날이 갈수록 점점 해상도*가 높아지고 표현할 수 있는 색의 종류도 다양하게 발전했지요.
*해상도: 화면을 몇 개의 점으로 그릴 것인지의 정도. 보통 (가로 점 개수 x 세로 점 개수)로 표현합니다. 예를 들어 640 x 200 – 128,000개, 즉 한 화면을 그릴 때 128,000개의 점을 사용한다는 뜻입니다. 요즘은 보통 4K 해상도, FULL HD 해상도 등으로 표시합니다.
특히, 게임 같은 데선 실감 나는 움직임을 나타내고자 3차원 그래픽을 활용하잖아요? 그럼 화면에 그림을 그리는 것뿐만 아니라 화면에 있는 것들을 그리기 위한 준비 작업(빛과 그림자 처리, 각종 표면 처리, 먼지 등의 입자 처리 등)에 상당한 계산 작업이 필요해요. 일반 PC의 CPU는 사칙연산 같은 아주 기본적인 계산을 잘 처리하도록 만들어졌기 때문에 대량의, 복잡한 계산은 그래픽 카드의 계산 기능을 담당하는 부품에 많이 의지하고 있답니다. 이 부품은 행렬이나 소수점 등 복잡한 계산을 잘할 수 있도록 설계되었고, 동시에 여러 개의 계산을 한꺼번에 처리할 수 있도록 발전했지요. 이 부품의 역할이 높아지자, 아예 별도로 '그래픽 처리 장치(Graphic Processing Unit) – GPU'라고 명칭을 딱! 붙여준 것이랍니다.
GPU에서는 다른 부분은 확! 줄이고 계산에만 집중하도록 만들 수 있기 때문에, CPU보다 비교적 크기가 작아요. 그래서 이 계산하는 부분 여러 개를 하나의 칩 위에 올려놓고, 동시에 작동하도록 할 수 있어요. 성능이 확! 높아지겠지요? 여기서 하나 단위의 계산하는 부분을 '코어(Core)'라고 부르며, 칩은 일반적으로 '컴퓨터 칩'이라고 했을 때 떠오르는 바로 그것입니다~
지포스 6600GT(NV43)의 GPU, 출처: 위키백과(바로 가기)
코어가 많이 들어가 있다 보니, 계산은 능숙하게 많이 할 수 있겠지만 그만큼 전기 소모가 크고 열이 많이 나요. 요즘에는 열을 식혀주기 위해 그래픽 카드에 커다란 방열판과 선풍기 같은 역할을 하는 쿨링팬이 달려있고, 따로 전원을 공급받는 경우가 많습니다. (즉, 좋은 만큼 시끄럽고 전기도 많이 먹는다는 말입니다) 최근에는 어마어마한 자료를 처리하고 분석해야 하는 인공지능 분야에도 GPU가 많이 사용되고 있으며, 이더리움 같은 암호화폐 채굴에 활용되기도 한답니다.
마지막으로 'AP(Application Processor)'에 대해서 알아볼 시간입니다. AP는 CPU, GPU, 통신 칩(3G, 블루투스, Wi-Fi 등)과 같은 부가기능까지 하나의 칩 안에 넣어 놓은 것이라고 보면 이해가 쉬울 거예요. 보통 휴대폰이나 네비게이션, 태블릿PC 등 적당한 성능에 적당한 크기, 적당한 전기량이 요구되는 디바이스에 사용합니다. 칩 하나로 대부분의 작업을 처리하기 때문에 아무래도 전용 기계보다는 성능이 떨어져요. 하지만, 크기가 작고 그만큼 전기도 적게 먹기 때문에 다양한 분야에서 활용하고 있습니다. 대표적인 제품으로는 애플의 아이폰이나 아이패드 등에 들어가는 'A' 시리즈, 삼성 갤럭시 시리즈에 들어가는 '엑시노스' 시리즈, 그리고 안드로이드 휴대폰 등에 많이 사용하는 퀠컴의 '스냅드래곤' 시리즈 등이 있습니다.
삼성 엑시노스 칩, 출처: 위키백과(바로 가기)
애플 A8 칩, 출처: 위키백과(바로 가기)
컴퓨터와 안 친한 분들을 대상으로 하다 보니 최대한 간단하고 쉽게 설명해 드리려고 했지만, 이번에는 어려운 내용이 다소 들어있는 듯합니다. 마음이 편치 않네요. 용어나 내용이 잘 이해가 안 간다고 속상해하지 마세요! 대충 이런 느낌이구나~ 정도만!! 사는 데 아무 지장 없습니다. 그저 어느 날 비슷한 이야기를 접하게 되었을 때, 인터넷상에서 비슷한 내용이 나올 때 '아! 예전에 이런 내용을 봤던 것 같아'하고 어렴풋이 떠올려 주시면 그걸로도 쌍 엄지 척!
행복한 3줄 요약
1. CPU는 컴퓨터 안의 모든 것을 통제하고 계산하고, 프로그램을 실행하는 대장입니다.
2. GPU는 그림을 그리기 위한 계산을 하려고 만들어진 것으로, 많은 양의 자료 계산을 빠르게 처리할 수 있습니다. 인공지능이나 암호화폐 채굴 등 다양한 용도로 사용되고 있어요.
3. AP는 주로 스마트폰에 활용되며, 'CPU+GPU+기타 여러 기능'이라고 보면 됩니다. 스마트폰 시장이 급격히 성장하면서 많이 사용되고 있습니다.
[알.쓸.굳.IT(알아 봤자 쓸데없고 굳이 누가 알려주지 않는 IT 이야기) 시리즈 다시 보기]
▶ '알.쓸.굳.IT' 제1화 - 모든 것의 시작 '비트(bit)' ①
▶ '알.쓸.굳.IT' 제2화 - 모든 것의 시작 '비트(bit)' ②
▶ '알.쓸.굳.IT' 제3화 – 용량과 속도의 진실 '메모리 이야기'
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