Operating System - Chapter 1(2) - 마이크로프로세서의 발전

1.2 마이크로프로세서의 발전

데스크탑과 휴대 커퓨팅(handheld computing)을 발전시킨 하드웨어의 혁명은 단일 칩에 하나의 프로세스를 집적시킨 마이크로프로세서의 발명에 기인한다. 원래 마이크로프로레서는 멀티칩 프로세서보다 속도가 많이 느렸지만, 계속 발전하여 수 나노초 이내에 정보를 이동시킬 수 있는 물리학의 도움으로 이제는 대부분의 연산들이 더 빨리 수행한다.

   마리크로프로세서는 가방 빠른 범용 프로세서로도 사용이 가능해졌을 뿐만 아니라, 이제는 소켓이라고 불리는 하나의 칩에 코어라고 불리는 여러개의 프로세서를 포함하고, 각 프로세서는 용향이 큰 메모리의 다단계 캐시를 내장하며 다중 논리 프로세서들이 각 코어의 실행단위를 공유하는 멀티프로세서로 발전하였다. 2010년대부터 랩탑 컴퓨터까지도 2개 또는 4개의 코어에 2개의 하드웨어 쓰레드가 있어, 논리적으로 4개 또는 8개의 논리 프로세서를 내장하는 것이 특별한 것이 아니다.

   비록 프로세서가 대부분의 컴퓨팅 형태에서 매우 좋은 성능을 제공해도 더 빠른 수학 연산에 대한 요구가 증가하고 있다. GPU(Graphic Processing Units)는 단일 명령 다중 데이터(Single Instruction Multiple Data, SIMD) 기술을 사용하여 데이터에 열에 대한 효율적인 연산을 제공한다. GPU는 더 이상 고급 그래픽의 랜더링을 위해서만 사용되는 것은 아니며 게임을 위한 물리 시뮬레이션이나 대규모 스프레드쉬트 상의 연산과 같은 범용 수치 처리에서도 사용된다. 동시에 CPU는 자쳊거으로 데이터 열에 대한 연산 능력을 향상시키고 있다.

   프로세서와 GPU이외에도 오디오와 비디오와 같은 스트림형 시그널을 처리하기 위해 디지털 신호 프로세서(DSP)가 출시되었다. 예전의 DSP는 모뎀과 같은 I/O 디바이스에 내장되었으나 이제는 최고 수준의 컴퓨터 디바이스(특히 퓨대용 컴퓨터)에도 내장되고 있다. 음성과 비디오(코덱)의 인코딩/디코딩을 지원하는 표준 연산 또는 암호화와 보안 기능을 지원하기 위한 표준 연산을 처리하기 위해 CPU와 더불어 또다른 특별한 컴퓨터 디바이스(고정 함수 유닛, fixed function unit)가 내장된다. 휴대용 디바이스의 요구조건을 만족하기 위해서 SoC(System On Chip)가 예전의 마이크로프로세서를 대신하고 있다. SoC에는 CPU와 캐시가 동일한 칩안에 내장될 뿐만 아니라, DSP, GPU, I/O 디바이스(라디오(radios)와 코덱 같은), 주기억장치 등 시스템의 다른 많은 요소들이 한 칩에 내장된다.