컴퓨터 구성

하드웨어

• CPU
• 기억장치(주기억장치, 보조 기억장치)

CPU(Central Processing Unit)

중앙 처리 장치 라고 불리는 컴퓨터 하드웨어 구성 요소이다.

인간에 비유하자면 '두뇌'에 해당하는 역할을 맡는다.

• 프로그램 명령어를 해석하고 실행한다.
• 외부에서 정보를 입력받고, 기억하고, 연산하여 결과를 외부로 출력한다.
• 부품과 정보 교환하며 컴퓨터의 모든 동작 제어

구성 요소

1. 제어부(Control Unit) - 명령어 해석, 실행
2. 산술논리연산장치(ALU) - 비교, 연산
3. 레지스터 - 속도 빠른 저장소

 

RAM(Random Access Memory)

대표적인 주기억장치.

컴퓨터 전원이 유지되는 동안 CPU 연산과 동작에 필요한 내용을 저장한다(레지스터와 캐시 메모리보다 용량이 크다. 복잡한 연산을 할 때 연습장에 메모하는 것에 비유된다). 이 때문에 컴퓨터 동작에 반드시 필요한 메인 메모리 또는 시스템 메모리 라고 불린다. 실제로 없으면 컴퓨터가 부팅되지 않고 비프음이 들리기도 한다.

 

전원이 차단되면 내용이 지워지는 휘발성 기억장치다.

램이 많으면 한 번에 많은 일을 할 수 있어서 '책상'에 비유된다.

어느 위치든 똑같은 속도로 접근하여 읽고 쓸 수 있다(Random Access)는 특성에 의한 차이

• ROM - 어느 위치든 똑같은 속도로 읽기'만' 할 수 있음
• HDD - 어느 위치나 접근할 수 있으나, 물리적 위치에 따라 일고 쓰는 속도에 차이가 있음 

 

HDD, SSD, M.2

	HDD(Hard Disk Drive)	SSD(Solid State Drive)	M.2
특징	비휘발성, 순차접근, 기계적 매체	전자적 매체	SATA와 NVMe를 둘 다 지원하는 연결단자
역할	보조 기억장치	보조 기억장치	저장공간(SSD) 연결 단자
장점	용량 대비 저렴한 가격	빠른 데이터 입출력(랜덤 액세스 속도)  작고 가벼움	작은 기판 크기
단점	물리적 동작으로 인한 긴 탐색 시간	용량 대비 비싼 가격 낮은 자료 보존성(정전기, 발열, 셀당 수명)	발열로 인한 쓰로틀링(성능 제한)

 

메모리 계층 구조

메모리 계층 구조 - 위키백과

메모리를 '특정 기준'에 따라 나누어 둔 구조. 

이 기준은 CPU의 메모리 접근 속도이고, 메모리가 작을수록 더 빨리 접근할 수 있다.

이는 CPU가 메모리에 접근하는 방식 때문인데, 3가지의 버스(주소 전달/데이터 전달/컨트롤 신호) 중 컨트롤 신호 버스와 관련이 있다. 컨트롤 신호 버스는 CPU가 최종적으로 해당 메모리에 접근할 것인지 말 것인지 결정하는 요소다.

메모리의 크기가 커지면 CPU는 디코더를 통해 컨트롤 신호를 선별적으로 보내게 된다(접근할 메모리에만 신호 보냄). 문제는 디코딩에도 시간이 들고, 메모리가 커지면 디코딩에 소요되는 시간이 커진다.

즉, 디코딩 시간 때문에 큰 메모리에 빠르게 접근할 수 없는 것이다.