CPU 코어란 무엇입니까?

CPU 코어는 모든 컴퓨터의 필수 부분입니다. CPU 코어는 모든 CPU 프로세서의 일부입니다. 최신 데스크톱 CPU에는 일반적으로 2개에서 16개 사이의 코어가 있으며 각 코어는 한 번에 하나의 특정 작업을 처리할 수 있습니다. 사용 가능한 코어 수는 PC가 최고 성능일 때 얼마나 강력하고 빠른지를 나타내는 중요한 지표 중 하나입니다.

코어가 서로 완전히 독립적이지 않다는 점은 주목할 가치가 있습니다. 특정 CPU 설계에 따라 코어는 다소 밀접하게 연결될 수 있습니다. 그들은 캐시를 공유하고 서로를 사용하여 메시지를 전달하거나 다른 유형의 통신 프로세스를 공유할 수도 있습니다. 종종 코어는 버스를 통해 연결됩니다. 동일한 코어만 있는 CPU와 서로 다른 코어를 결합한 CPU 간에도 차이가 있습니다.

CPU 설계

역사적인 멀티코어 CPU 설계는 일반적으로 동종 CPU 토폴로지를 사용했습니다. 즉, 모든 코어가 동일합니다. 이는 필요한 만큼 자주 복사하여 붙여넣을 수 있는 하나의 핵심 아키텍처 개발 노력만 필요로 한다는 이점이 있습니다. 또한 모든 코어가 동일한 속도와 효율성으로 모든 작업을 수행할 수 있으므로 작업 예약이 더 쉬워집니다.

이기종 CPU 토폴로지에서 CPU 코어 설계에 대한 보다 미묘한 접근 방식을 찾을 수 있습니다. 이 경우 하나의 CPU 다이에는 일반적으로 성능 또는 전력 효율성에 최적화된 여러 유형의 코어가 있으며 때로는 중간 지점에 있습니다. 이 설정은 수많은 효율적인 코어가 최소한의 배터리 소모로 우수한 성능을 제공하는 모바일 장치에서 특히 유용합니다. 더 강력한 성능 최적화 코어가 필요할 때 최고 성능을 제공할 수도 있지만 전력 소모와 열 생산이 증가합니다.

역사적으로 CPU는 단 하나의 코어로 시작했으며 한 번에 하나의 작업만 처리할 수 있었습니다. 시간이 지남에 따라 하드웨어에 대한 수요가 증가함에 따라 더 이상 충분하지 않았습니다. 더 새롭고 더 현대적인 CPU는 더 적은 수의 코어를 가진 CPU보다 개발되고 단계적으로 제거되었습니다. 예외는 노트북이었습니다. 공간 및 냉각 제약으로 인해 노트북 CPU는 역사적으로 CPU 코어 수에서 데스크톱 컴퓨터보다 뒤처졌습니다. 최신 노트북은 코어 수를 데스크톱과 일치시킬 수 있지만 CPU는 종종 온도를 관리하기 위해 더 낮은 전력 수준과 클럭 속도로 실행됩니다.

팁: 컴퓨터를 구축하고 CPU를 선택하려는 경우 목표로 삼아야 하는 절대 최소 코어는 4개입니다.

멀티스레딩

대부분의 최신 프로세서는 멀티 또는 하이퍼 스레딩을 사용하여 사용 가능한 코어 수를 늘립니다. 이 프로세스는 하나의 코어를 여러 가상 코어로 분할합니다. 특히 각 물리적 코어는 두 개의 스레드로 작동합니다. 따라서 4개의 코어가 있는 CPU는 8개의 스레드로 작동할 수 있습니다. 즉, 8개의 코어 CPU처럼 작동합니다.

참고: 일부 특수 CPU는 CPU 코어당 2개 이상의 스레드를 제공할 수 있습니다. 그러나 이러한 모든 제품은 HPC( 고성능 컴퓨팅 ) 및 슈퍼컴퓨팅 시장 전용입니다 . 데스크톱 CPU 코어는 하나 또는 두 개의 스레드를 실행할 수 있습니다.

그러나 멀티스레딩은 CPU 성능의 절대적인 복제가 아닙니다. 하이퍼스레딩은 CPU 코어의 성능을 두 배로 향상시키지 않습니다. Intel의 연구에 따르면 약 30%의 성능 향상을 제공하지만 이는 크게 다를 수 있으며 드물게 성능이 약간 저하될 수도 있습니다. 일부 앱과 프로그램은 다른 앱보다 더 잘 작동합니다. 예를 들어 비디오 게임은 더 많은 코어가 항상 도움이 되는 것은 아니며 종종 클럭 속도에 더 민감합니다. 다른 소프트웨어, 특히 비디오 편집 및 애니메이션은 추가 코어 및 스레드로 더 멀리 실행됩니다.

물론 추가 코어를 발명하는 것은 불가능합니다. 따라서 시뮬레이션된 스레드는 기본 코어의 사용 가능한 물리적 리소스를 공유해야 합니다. 이는 스레드가 개별적으로 성능이 낮다는 것을 의미할 수 있지만 리소스가 보다 효율적으로 분산됨을 의미할 수도 있습니다. 더 필요한 스레드에서 사용할 수 있습니다.

하드웨어의 미래

CPU 코어 개발의 추세는 분명히 CPU에 점점 더 많은 코어를 구현하는 방향으로 가고 있습니다. 이론적으로 수백 또는 수천 개의 코어로 CPU를 구축하는 것이 가능합니다. AMD의 Threadripper 및 EPYC CPU가 최대 64개의 코어를 가지고 있기 때문에 이는 아직 상업적인 현실이 아닙니다. 하지만 현재로서는 보다 현실적인 초점은 와트당 성능을 최적화하는 것입니다. 즉, CPU의 전력 소모를 낮추는 것입니다. 이것은 주로 랩탑 및 기타 배터리 구동 장치에 이점이 있습니다.

상당한 성능 향상을 위해서는 전력 소비를 관리하는 것이 중요합니다. 무어의 법칙은 일반적으로 수십 년 동안 대략 2년마다 CPU 성능을 두 배로 늘렸습니다. 그러나 이것은 주로 노드 축소, 즉 CPU에서 가장 작은 요소가 얼마나 작은지에 기반을 두었습니다.

최신 CPU 노드는 너무 작아서 크기 축소에 대한 물리적 한계에 매우 가깝습니다. 따라서 성능 향상은 더 높은 전력 소모와 더 높은 발열량을 의미합니다. 가까운 장래에 슈퍼컴퓨터 CPU는 작은 공간에서 너무 많은 열을 발생시켜 공기로 냉각하는 것이 불가능하여 액체 냉각이 필요할 수 있습니다.

당연히 새로운 유형의 CPU도 항상 개발되고 있습니다. 여기서 가장 큰 두 브랜드인 Intel과 AMD는 각각 다른 유형의 CPU 설계를 자랑합니다. 이것은 각각의 CPU가 다른 용도보다 일부 용도에 더 적합하다는 점입니다. 물론 새로 설계된 CPU는 기존 사용 사례 외에 새로운 사용 사례와 특수성을 제공합니다.

CPU 아키텍처는 복잡한 주제입니다. 사용 가능한 기술과 고성능에 대한 요구가 모두 증가함에 따라 CPU가 제공하는 성능과 사용 가능한 다양한 구성도 증가하고 있습니다. GPU 시장과 마찬가지로 CPU 시장도 특정 하드웨어 가속기로 이동하는 조짐을 보이고 있습니다. 이렇게 하면 특정 작업에서 더 높은 성능과 효율성을 얻을 수 있지만 복잡성이 증가합니다.

결론

CPU 코어는 실제 처리를 수행하는 CPU 다이의 하나 이상의 특정 부분입니다. 이들은 일반적으로 레지스터와 캐시로 제공되고 둘러싸입니다. 대부분의 최신 CPU는 하나의 CPU 다이에 여러 코어를 제공합니다. CPU 코어는 성능/효율 곡선의 여러 단계에 대해 동일하거나 최적화될 수 있습니다.

CPU 코어는 일반적으로 범용이며 CPU에 필요한 모든 처리를 수행할 수 있습니다. CPU 다이의 비 범용 처리 장치는 가속기 또는 X 처리 코어라고 할 수 있습니다. X는 AI 처리를 위한 신경 처리 코어 및 신경 가속기와 같은 특정 용도로 대체됩니다.