CPU, Cache Memory, Architecture - 중앙 처리 장치, 캐시 메모리, 아키텍쳐

 

 

▶ 캐시 메모리

 

- CPU의 성능은 클럭 속도와 코어의 수 외에도 “캐시 메모리의 용량”을 통해 알 수 있다.

 

- 캐시 메모리 또는 ‘캐시’란 CPU 내부의 임시 저장 공간으로, CPU가 데이터를 처리할 때 자주 사용하는 데이터를 임시 보관하는 곳이다.  쉽게 말해 기억력이 좋은 인재라고 생각하면 된다.

 

- 캐시 메모리의 용량이 작으면 CPU에 비해 동작 속도가 훨씬 느린 주 기억 장치(RAM)나 보조 기억 장치(하드디스크, CD-ROM, SSD 등)로부터 직접 데이터를 불러오는 빈도가 많아진다. CPU가 해야할 일이 많아지는 것이다. 따라서 컴퓨터의 전체 처리 속도가 크게 저하된다.

 

- CPU의 캐시 메모리는 크면 클수록 성능 향상에 좋다.

 

- 캐시 메모리는 CPU 코어와 위치에 따라 1차 캐시 메모리, 2차 캐시 메모리, 3차 캐시 메모리 등으로 나뉜다. CPU와 가까운 곳에 위치할수록 성능 향상의 폭이 크지만 제조가 어렵고 비용이 비싸다.

• 1차 캐시는 CPU가 가장 먼저 들여다보는 캐시 메모리이다.
• 2차 캐시는 CPU에서 1차 캐시 다음으로 참고하는 캐시 메모리이다.
• 3차 캐시는 CPU에서 2차 캐시 다음으로 참고하는 캐시 메모리로 코어간의 작업속도에 영햐을 준다.

- 과거에는 CPU에 1차(1 Level) 캐시메모리만 있고, 2차(2 Level) 및 3차(3 Level) 캐시 메모리를 추가로 장착했는데 오늘날은 3차 캐시 메모리까지 CPU 내부에 넣는 경우가 많아졌다. 가장 큰 이유는 CPU 내부에 들어가는 코어의 수가 늘어나 코어끼리 데이터를 주고받는 “코어간의 작업속도”를 높이기 위해서이다.

 

 

 

▶ CPU의 아키텍쳐

 

- 아키텍쳐(Architecture)란 컴퓨터 시스템의 기본 구조, 설계 방식, 제조 공정까지 포함하는 개념으로, CPU의 설계도라고 보면 된다. 클럭 속도나 코어의 수 및 캐시 메모리의 용량의 모두 같더라도 아키텍쳐가 다를 경우 전체적으로 성능에서 차이가 생긴다.

 

- 아래는 년도별로 아키텍쳐가 나온 순서이다.

 

년도      :   2004~5    2006~7    2008~10     2011~12     2013~14        2015

[ 인텔(Intel) ] : 넷버스트 → 코어 → 네할렘 → 샌디브릿지 → 하스웰 → 브로드웰

[ 암드(AMD) ] : K8 → K10 → 불도저 → 파일드라이버 → 스팀롤러 → 엑스카베이터