메모리(RAM 및 CPU 종류와 기능

[질주(상진)]

MOMERY : 메모리
․메모리는 컴퓨터의 마이크로프로세서가 신속하게 이용할 수 있도록 명령어와 데이터를 전자적인 방법으로 저장하는 장소이다. 컴퓨터가 정상적으로 동작하고 있을 때, 메모리에는 보통 운영체계의 주요부분과 응용프로그램의 일부(또는 전부), 그리고 현재 사용중인 데이터가 저장되어 있는 것이 보통이다.

흔히 메모리라고 하면 램(RAM)을 줄여 말하는 동의어로 사용된다. 램은 하나 또는 그 이상의 마이크로 칩으로 이루어지며, 컴퓨터의 마이크로프로세서와 물리적으로 가까운 곳에 위치해 있다. 요즘에 팔리는 대부분의 데스크탑이나 노트북 컴퓨터에는 적어도 128 MB의 램이 기본으로 설치되며, 그 이상의 용량으로 업그레이드 할 수도 있다. 램의 용량이 크면 컴퓨터는 명령어와 데이터를 가져오기 위해 하드디스크와 같이 속도가 훨씬 더 느린 저장장치를 자주 읽지 않아도 된다.

때로 메모리는 램에 모두 담을 수 없을 정도로 크며 또 지금 당장 필요치 않을 데이터를 담고 있는 저장공간이나 물리적인 매체와는 구분된다. 흔히, 저장장치는 하드디스크, 플로피디스크, CD-ROM, 그리고 테이프 백업시스템 등이 포함되는데, 이러한 종류의 데이터 저장소는 보조기억장치, 2차 메모리 또는 보조메모리 등으로 부른다.

통합되어 있어 매우 빠르게 데이터를 이용할 수 있는 메모리의 또 다른 종류들에는 롬(ROM), PROM 그리고 EPROM 등이 있다. 이러한 메모리들은 컴퓨터 시스템에 항상 필요한 바이오스(BIOS) 등과 같은 특별한 프로그램이나 데이터를 유지하기 위해 사용된다.
․ 최근 GUI(그래픽 유저 인터페이스)를 지향하면서 멀티미디어 데이터 이용이 많아짐에 따라 메모리의 중요성이 더욱 커지고 있다. 메모리는 말 그대로 기억장소 이다. 쉽게 이야기 하면 책상에 비유될 수 있다.

여러권의 책을 가지고 리포트를 작성한다고 했을 때 작은 책상에서는 책 한권 펴 놓고 노트에 정리하고 나서 책장을 덮은 후에야 다른 책을 펼쳐 올린다. 반면 책상이 크다면 여러권의 책을 펼쳐 놓고 작업 할 수 있는 것이다. PC에서도 메모리가 크다면 많은 수의 응용 프로그램과 데이터를 올려 놓고 한꺼번에 작업 할 수 있는 것이다. 따라서 CPU의 속도가 다소 늦어도 메모리 용량이 크면 이러한 차이를 다소 극복할 수 있다. 실제로 윈도 95에서는 8MB의 펜티엄보다 16MB의 486이 더 빠를 때도 있다. 또 메모리의 종류에 따라서도 시스템 성능에도 큰 차이를 가져올 수 있다.

메모리의 역할
메모리가 하는 일이 과연 무엇일까? 문자 그대로 이해하자면 무엇인가를 기억하는 장치이다.

그러면 하드디스크나 플로피디스크도 데이터를 기억하는 장치인데 과연 무엇이 다른가 하는 의문이 생길 것이다.
컴퓨터를 하나의 공장으로 본다면 하드디스크는 물건을 쌓아놓는 창고라고 할 수 있다.

그러나 메모리는 창고가 아닌 CPU라는 중앙처리장치가 일을 하기 위해 물건을 올려놓는 작업대와 같다. 그러므로 하드디스크와 같이 많은 데이터를 저장하지 못하지만 컴퓨터가 작업을 편하게 하기 위해선 없어서는 안될 중요한 장치이다.
결국 메모리는 하드디스크에서 필요한 데이터를 가져오기도 하고 작업을 수행한 결과로 생긴 데이터를 다시 하드디스크에 저장하기도 한다. 물론 속도는 하드드라이브에 비해 메모리가 수천배 빠르다. 자동차나 비행기도 그러하듯 속도가 빠르면 비싸기 마련이다.

메인보드와 CPU

CPU의 발전사
4004→8008→8080→8086→8088→ 80286→80386DX→80386SX→
80486DX→ 80486SX→ Pentium→ Pentium Pro→ Pentium MMX→ Pentium 2→ 3→ 4->5

71년 4004 -4004는 4 bit 프로세서이며 기본적인 산술 계산 할 수 있음.인텔사의 세계최초의 단일칩.
금전등록기, 휴대용계산기등에 사용.

72년 8008 - 4004와 비교해 2배의 성능 향상을 이룬 제품으로 3,300개의 트랜지스터가 집적.
300KHz의 속도를 냈으며, 8비트 데이터 버스와 14비트 어드레스 버스가 사용.

74년 8080 -8008과 명령상으로 호환성을 가짐.
시스템 컨트롤러 8228과 클럭 발생기8224가 필요하다는 단점.
8080은 8008보다 10배 향상된 제품으로 4,500개의 트랜지스터가 집적되었다.
기본적으로는 8비트 데이터 버스와 16비트 어드레스 버스가 사용.

CPU란 무엇인가? Central Processing Unit의 약어.(중앙처리장치)
명령을 해독, 산술 논리 연산, 데이터(data)처리를 실행하는 " 컴퓨터의 두뇌 부분 " 에 해당한다.

CPU의 종류는  처리 방식에 따라 CISC, RISC.SIMD방식으로 분류 할 수 있다.

CISC(Complex Instruction Set Computer)
인텔의 8086은 16비트 프로세서로, 명령어의 길이가 1바이트에서 8바이트까지 가변적으로 구성되어 있다. 명령어가 가변적이고 복잡하므로 CISC 방식이라고 하는 것이다. 이 구조는 가능한 한 명령어의 길이를 줄여서 명령어의 디코딩(decoding, 해석) 속도를 높이고 최소의 메모리 구조를 갖도록 하기 위해서 정해진 것으로, 하나의 프로세서가 일련의 명령어를 순차적으로 처리하기에는 무척 유용한 방법이며, CPU의 동작 속도가 높아짐에 따라 성능이 비례로 증가한다. CISC 방식은 32비트 프로세서인 80386까지도 아무런 문제없이 적용된 기술이므로 완벽한 하위 호환성을 유지할 수 있었다

RISC(Reduced Instruction Set Computer)
1970년대에 등장한 RISC 방식은 최신 프로세서의 핵심 기술로, CPU에서 수행하는 모든 동작의 대부분이 몇 개의 명령어만으로 가능하다는 사실을 전제로 하고 있다. RISC는 명령어가 전부 1워드(word) 길이로 짧고 파이프라인(pipeline)과 슈퍼 스칼라(super scalar)를 통해서 멀티 태스킹이 가능하므로 CISC에 비해서 많은 레지스터를 가지고 있다는 특징을 가진다.

SIMD(Single Instruction Multiple Data)
MMX(Multi-Media eXtension)처리 방법으로 하나의 명령어로 여러 개의 자료를 동시에 처리한다. 즉, MMX 기술은 64비트의 자료 버퍼를 이용해서 8비트 단위의 자료를 한번에 8개 처리하므로 혁신적인 속도 향상이 가능하다
비아칩셋을 사용하여 애슬론 프로세서를 지워하는 제품으로 PC133, AGP 4X, UDMA 66등을 지원하는 스펙상으로 아주 뛰어난 제품이다. 하지만 KX133보드의 초기 제품으로 이 주요기능들에 대해 안정성이나 호환성등이 자세히 입증되고 있지 않은 상태라 여러 매체를 통해 잘 따져보고 구입할 필요가 있는 KX133보드이다

850MHz까지와 이 이상의 Athlon 프로세서를 지원하며 200MHz의 FSB를 사용한다.
3개의 DIMM을 제공하여 최고 768MB의 메모리를 지원하며 PC100/PC133/VCM SDRAM을 지원한다.
VIA Apollo Pro KT- 133칩셋 AMD 최신형 썬더버드와 듀론을 완벽지원하고 266MHz의 FSB까지 오버 클럭킹이 가능하다.
AGP 4배속과 U-DMA 66MHz 지원하고 AMD 썬더버드 프로세서 750/800/850/900/950MHz,1GHz, 1.1GHz 지원 AMD 듀론 프로세서 600/650/700MHz와 차후 프로세서를 지원 한다.
SDRAM(133MHz)를 지원하며, 최대 1.5GB까지 메모리를 늘릴 수 있습니다. 5개의 32bit PCI슬롯과 1개의 ISA 슬롯, 1개의 AGP슬롯, 1개의 AMR슬롯을 제공합니다.

====================

16bit,32bit,64bit CPU
개인용컴퓨터인 PC를 부르는 말 중에 '16비트 컴퓨터' 혹은 '32비트 컴퓨터'라고 부르는 경우를 흔히 볼 수 있습니다. 이 말은 또 무슨 말일까? 이건 '386', '486'이라고 부르는 것과 또 다른 종류를 말하는 것일까요! 매우혼란스럽다고 생각되지만 사실은 CPU를 부르는 것과 같은 의미를 지닙니다.

286=16비트, 386과 486은 32비트이고, 펜티엄은 64비트입니다.

 비트(BIT)란, 컴퓨터가 일을 하기 위하여 사용되는 컴퓨터내부의 최소한의 처리를 위한 단위입니다. 컴퓨터는 사람이 사용하는 언어를 그대로 사용하는 것이 아니고 반도체의 디지탈적인 원리를 이용하여 사람의 모든 언어를 1과 0이라는 두 가지의 상태(2진수)를 여러개씩 조합하여 만들어 나가는 형식을 취하고 있습니다. 좀더 이해를 돕자면 컴퓨터에는 수많은 스위치가 있는데 1개의 스위치가 표현할 수 있는 것은 ON 또는 OFF라는 두 가지의 상태를 표현할 수 있는데 언어로 말하면 두글자를 담을 수 있다는 것을 의미합니다. 그러나 사람이 사용하는 문자는이 보다도훨씬 많은 숫자가 되므로 하나의 스위치만을 가지고 표현하기란 불가능하여 스위치를 여러 개씩 조합하여 사용하게 된 것 입니다. 스위치를 두개를 가진다면 4개의 상태를 가지며 이는 4개의 문자를 표현함을 의미합니다. 그래서 결국 8개의 스위치(비트)를 조합하게 되었는데, 이렇게 8개의 비트를 조합하면 모두 256가지의 문자를표현할 수 있어 모든 문자와 숫자의 표현이 가능하게 된 것입니다.

그러므로 컴퓨터에서는 8비트라는 기본 단위로 모든 종류의 데이타의 처리가 이루어지도록 만들어져 있습니다. 비트(Bit)가 8개씩 모여서 처리되는 기존 단위를 바이트(Byte)라고 부르는데 1바이트는 1개의 영문자를 말한다고 이해하면 쉬울 것입니다. 그렇다면 CPU혹은 컴퓨터를 말할 때 16비트다. 혹은 32비트다라고 말하는 것은 무엇을 의미하는 것일까요? 그것은 CPU가 일을 하는데 있어서 8비트씩 혹은 16비트나, 32비트 만큼씩 한번에 일을 할 수 있다는 것을 의미하는 것입니다. 당연히 16비트 보다는 32비트로 일을 하는 것이 2배는 빠르지 않겠습니까? 우리가 지금 말하고 있는 386혹은 486이라는 CPU의이름은 인텔(Intel)의 CPU제품의 제품의 모델입니다. 그 중 286은 16비트로 일을 하는 CPU이고 386이나 486은32비트로 일을 하는 CPU입니다. 펜티엄은 완전하지는 않지만 64비트의 성능을 가지고 있는 CPU이므로 펜티엄을 64비트 컴퓨터라 할 수 있습니다.

향후 CPU 발전방향
인텔은 펜티엄(클래식 펜티엄)을 시작으로 P6계열의 CPU를 내놓았다. 초기 66MHz로 시작해 펜티엄은 200MHz로 명을 다 했고, 이후 나온 32비트 가속 CPU인 펜티엄 프로 역시 200MHz로 명을 다 했다. 특히 펜티엄 프로는 세컨더리 캐시(L2 캐시)를 CPU에 내장하게 됨으로써 속도 혁신을 가져왔다.

약어정리

(2) ISA (Industrial Standard Architecture) BUS
(3) MCA(Micro Channel Architecture) BUS
(4) PCI (Peripheral Component Interconnect) BUS
(5) AGP ('Accelerated Graphics Port' , 가속 그래픽 포트) BUS
(6) USB (Universal Serial BUS) BUS

출처-대학레포트