[CPU] 데스크톱컴퓨터 CPU 사양보는법 및 기초 용어 설명

파피푸스토리 cpu 기초용어

안녕하세요 파피푸입니다.

 

오늘 포스트 할 내용은 CPU 성능에 대한 기초적 용어를 한번 집어드리도록 하겠습니다.

이러한 포스팅에는 다 큰 그림이 그려져 있습니다. ㅎㅎ

다음 포스팅 내용이 12세대 intel CPU i5-12500 포스팅을 할 계획이기에 기초용어의 의미를 알고 보면 더욱 이해하기 쉽지 않을까란 생각 때문입니다.

 

자 들어가기에 앞서 CPU 정보 확인하는 2가지 방법을 알려드리겠습니다.

 

첫 번째로  프로그램을 사용해서 확인하는 방법입니다.

 

CPU-Z | Softwares | CPUID

CPU-Z | Softwares | CPUID

 

CPU-Z 다운로드 사이트입니다. 받으셔서 실행하시면 cpu 외에도 메인보드 Ram에 대한 정보를 한눈에 확인할 수 있습니다.

 

두 번째 방법으로는 윈도우프로그램을 사용하는 방법입니다.

Ctrl + Shift + Esc

작업 관리자 창에서 성능 메뉴에 들어가시면 현재 pc에 장착된 사양을 확인할 수 있습니다.

 

작업관리자 cpu 사양

 

 

초심자도 이해할 수 있도록 풀어서 작성해보겠습니다...

많이 부족할 지라도 이해하는데 도움이 되셨으면 합니다.

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[목차]

• CPU 정의
• CPU 세대(generation)
• CPU 사양 용어 설명

 

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1. CPU 정의

CPU는 ‘Central Processing Unit’의 약자로서, 중앙처리장치라 불립니다. 단어 그대로, 컴퓨터의 정중앙에서 모든 데이터를 처리하는 장치라는 의미입니다.

Intel CPU 

CPU는 컴퓨터의 두뇌에 해당하며, 사용자로부터 입력받은 명령어를 해석, 연산한 후 그 결과를 출력하는 역할을 합니다. 그리고 이렇게 하나의 부품에 연산, 해독, 제어 장치 등이 집적되어 있는 형태를 일컬어 ‘마이크로프로세서(Micro-processor)’라고 사용됩니다.

CPU와 마이크로프로세서는 거의 같은 의미로 쓰이는 일이 많다. 단 마이크로프로세서 중에는 전기밥솥이나 세탁기와 같은 제품의 제어용으로 쓰기는 경우도 있기에, 일반적인 컴퓨터에 장착되는 CPU와는 미묘하게 의미가 구분된다.

 

또한 최근에는 하나의 칩에 CPU 및 GPU(그래픽 처리장치), 각종 장치용 제어기 등이 함께 들어가는 경우가 많아 CPU의 개념이 변화되고 있습니다.
특히 스마트폰과 같은 소형 기기에 주로 쓰이는 통합형 프로세서는 CPU보다  ‘SoC(System on a chip)’, 혹은 ‘AP(Application Processor)’라고 불립니다. 

AMD는 CPU와 GPU의 기능을 융합한 PC용 통합형 프로세서를 ‘APU(Accelerated Processing Unit)’라는 이름으로 부르고 있습니다.

-발췌 [네이버 지식백과] 컴퓨터 CPU-

 

 

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2. CPU 세대란

가장 대표적인 CPU 회사로 Intel / AMD 사가 있습니다.

 

인텔(Intel)은 앞에 i3, i5, i7를 붙여 성능을 나누고 뒤에 세대를 붙입니다.

예시)

9세대 i3-9100, i5-9500, i7-9700  [ i성능-세대+버전 ]

10세대 i3-10100, i5-10500, i7-10700

11세대 i3-11100, i5-11500, i7-11700

12세대 i3-12100, i5-12500, i7-12700 (22년 1월 출시 예정)

 

AMD는 RYZEN (라이젠)이라 부르며 공정을 구분해 zen2(14mm), zen3(7mm)로 나누면 됩니다.

인텔과 비슷하게 세대 뒤에 라이젠 3 라이젠 5 라이젠 7을 붙여 성능을 구분합니다.

예시)

Zen3 - RYZEN 3600, RYZEN 4600, RYZEN 5600  [ RYZEN 세대+성능 ]

Zen4 - RYZEN 6xxx 미출시

 

요즘 버전들은 파생이 많아서 다양한 이름이 있지만 큰 틀은 같기 때문에 구분할 수 있습니다.

 

 

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3. CPU 용어 설명

CPU	11세대 i5-11500 (14nm공정)
코어 수, 쓰레드 수	6코어 12쓰레드
소켓	1200
기본 클럭, 최대 클럭	2.7GHz, 4.6GHz
L3 캐시	12MB
TDP	65W
PCle 버전	PCle 4.0
내장 그래픽	인텔 UHD 750
메모리 규격, 클럭	DDR4
탑재 기술	옵테인, 하이퍼스레딩

 

(1) 코어 수 , 스레드 수, 클럭
 CPU 코어(core)는 기본적인 연산 및 계산 작업을 담당하고 있습니다. 코어가 많을수록 '성능이 좋다'라고 표현할 수 있습니다.

 

 스레드(thread)란 CPU 내부에서 실질적으로 업무를 수행하는 가장 작은 논리적 단위입니다.

표현하자면 코어에서 계산한 값을 스레드 친구들이 수행합니다.

예전에는 1 코어 1 스레드가 기본이었다면 현재는 성능을 높이기 위해 코어당 2 스레드를 할당해줍니다. 직속 직원이 1명에서 2명이 되었으니 성과가 늘겠죠?
하지만 무조건적으로 좋은 게 아닌 다중 작업 시 성능이 좋습니다. (게임, 그래픽 처리 시)
한 가지 예로 고효율을 중시하는 애플사의 M1 칩셋같은 경우는 1대 1로 배정해서 한가지 작업을 할 때 더 성능이 좋다고 합니다. (문서작업 시)

 CPU의 코어의 동작속도는 Hz라는 단위를 사용하며 이를 다른 말로는 클럭(clock)이라고 합니다. 

이는 1초 동안 파장이 한 번 움직이는 시간이며 이 시간 동안 데이터를 얼마나 많이 처리하느냐에 따라 CPU의 속도가 달라지게 됩니다.

CPU 클럭은 처리속도, 같은 시간 정보처리 양이라고 할 수 있습니다.

// 일반적으로 게임 성능에서 클럭이 높을수록 좋다고 말합니다.  

// 하지만 cpu는 복합적으로 작용하기에 클럭만 높다고 성능이 무작정 높아지지 않습니다.

 

(2) 소켓

 CPU 소켓은 CPU를 메인보드에 장착할 때 메인보드와 CPU가 만나는 접점 부분을 소켓이라고 합니다.

인텔의 경우 LGA 방식으로 핀이 메인보드에 있고, AMD 같은 경우 PGA방식으로 CPU 하단부에 핀이 있습니다. 

 인텔을 테스트하기에 인텔 위주로 설명드리겠습니다. 소켓의 종류로 1151, 1150, 1155, 1156, 1200, 1700 이와같이 소켓을 구분하는 이유는 CPU 하단부에 붙어있는 칩의 개수를 표현한 의미입니다. 

 

6세대 - 스카이레이크 LGA 11517세대 - 카비레이크 LGA 11518세대 - 커피레이크 LGA 1151 v29세대 - 커피레이크 리프레시 LGA 1151 v210세대 - 코멧레이크 LGA 120011세대 - 로켓레이크S LGA 1200

12세대 - 엘더레이크 LGA 1700

  

 11세대(로켓레이크S) 11500은 소켓 1200 규격이고, 12세대(엘더레이크) 12500은 소켓 1700으로 생산되었습니다. 세대가 늘어나 성능이 증가함에 따라서 칩의 개수 또한 증가한다는 사실을 알 수 있습니다.

 

// Alder Lake의 발음은 알더 레이크, 얼더 레이크, 올더 레이크, 앨더 레이크, 엘더 레이크 등 여러가지로 발음될 수 있는데, 오리나무를 의미하는 alder의 발음 기호 'ˈɔːldər'가 국립국어원의 외래어 표기법에 따라 '올더'라고 표기해야 하지만, 인텔 코리아 보도자료에서 한글 이름을 '엘더 레이크'라고 명시했기에 이렇게 불린다고 합니다

인텔 cpu 세대별 명칭

 

 

(3) 공정

 성능 향상에 가장 중요한 점으로 공정기술을 언급할 수 있는데요 이번 11세대와 12세대는 공정의 차이가 있습니다.

14nm 공정에서 생산되었습니다. 이는 칩과 칩 사이의 거리가 줄어든 걸 의미합니다. 

 

이는 같은 공간에 효율적으로 칩을 탑재해 성능상의 향상을 가져옵니다. 또한 회로선의 굵기가 가늘수록 전류 저항이 낮아지는데 저항이 낮아지게 되면 보다 낮은 전압으로 CPU를 동작시킬 수 있습니다. 또한 동작전압이 낮아지면 동작시 발생하는 온도 또한 낮아집니다.

 

전압, 전류 대비 성능이 올라가 같은 회로설계에서 전압 및 전류를 높이게 된다면 CPU 동작 속도는 향상됩니다. 

(4) L3 캐시 메모리

CPU 성능 하면 항상 언급되는 것 중의 하나가 캐시 메모리입니다. 

CPU 캐시 메모리

CPU - 캐시 메모리 - Ram(시스템 메모리)

CPU와 Ram 사이에서 속도 차이에 따른 병목현상을 완화하는 역할을 하고 있으며 

Ram(MHz) 보다 훨씬 빠르게 작동(GHz)하는 메모리입니다. 

 

 CPU 사양을 보면 L1, L2, L3 캐시의  세 세그먼트로 나뉘어 있습니다. L1, L2는 코어에 종속되어 있고 L3 캐시만이 모든 코어에서 공유하는 캐시입니다. 

CPU가 캐시를 읽을 때 L1 캐시로 시작한고 처리를 못할 경우 L2 캐시로 넘어가게 됩니다. L2 캐시를 읽으면 데이터가 누락될 수 있으므로 현재 L3 캐시에서 읽어야 합니다.

 

L1 캐시는 가장 중요한 캐시로 훨씬 작고 빠르며 각 코어에 대해서 분리되어 있고, 명령 캐시로 작동합니다.

L2 캐시는 L1보다 훨씬 크지만 느립니다. 

L3 캐시는 L1, L2 캐시 메모리보다 값이 저렴하기 때문에 매우 큰 용량을 탑재하고 있습니다. 하지만 속도가 느리다는 단점이 있습니다.  

 

 L3 캐시가 클수록 CPU 성능이 더 강하다는 것을 의미하지는 않습니다.

단지 동일 아키텍처 및 프로세스상 성능 비교에 있어서는 크기를 참고할 수 있습니다.

아키텍처 및 프로그램이 업그레이드되는 경우 용량이 클수록 성능 향상에 대한 체감이 있습니다. 따라서 표시상에 L3 캐시를 표시합니다.

ex) AMD CPU의 경우 대용량 L3 캐시를 가져와서 이전 세대 메모리 병목 현상을 해결했습니다. 

 

 

(5) TDP

 열 설계 전력(Thermal Design Power)의 줄임말이며, 동작시 발생하는 CPU 열을 냉각하는데 필요한 냉각기(쿨러)의 소비 전력을 의미하는 말입니다.

// 열 설계 전력의 단위는 'W'(와트)로 표시

모든 회로가 동작하는 동안에 어느 정도의 열이 최대한 나오는지를 나타내는 성능 지표이다.

 

 

(6) PCle 버전

확장 카드를 지원하는 표준규격으로 EXPRESS는 더 빠른 차세대 PCI 기술을 지칭합니다. 

현재 PCIe 4로 상용화되어있습니다. 

PCIe 5를 지원한다는 내용은 아마도 차세대 VGA나 메인보드에서 PCIe 5를 탑재하지 않을까 싶습니다.

 

<PCIe 전송 속도>

PCle 1.0 250MB/s 

PCle 2.0 500MB/s 

PCle 3.0 985MB/s 

PCle 4.0 1969MB/s 

PCle 5.0 3938MB/s 

 

(7) 내장 그래픽

CPU에 탑재된 그래픽입니다.

INTEL UHD Graphics 610, 620, 630, 730, 750, 770 

AMD Radeon™ RX 

AMD에서는 내장 그래픽이 탑재된 CPU를 APU(Accelerated Processing Unit)라고 부릅니다.

 

 

(8) 메모리 규격, 클럭

DDR(Double Data Rate) 메모리의 한 종류로써 최신 CPU와 메인보드에서 지원하는 방식입니다.
메모리의 동작 클럭은 메모리의 동작 속도를 나타냅니다. 숫자가 클수록 동작 속도가 빠릅니다.

 

// O.C기능이 있습니다. 이는 메모리에 정해진 전압보다 강한 전압을 주어 클럭 속도를 높이는 방법으로 보통 고사양 게임을 하시는 분들이 사용을 합니다.  여러 테스트를 거쳐 최적의 설계 방법을 따라 하시는 걸 추천드립니다. 이유는 과전압으로 인해서 RAM의 수명이 줄어들거나 고장의 원인이 될 수 있기 때문입니다. 

 

그 외에도 대역폭과 같은 단어들이 있지만 그건 다음에 다루도록 하겠습니다.

ddr generations(ddr3,ddr4,ddr5)

 

각각의 DDR 마다 장착이 가능한 소켓이 다릅니다. 따라서 CPU, 메인보드가 지원을 해야지 사용 가능합니다.

6세대 cpu부터 DDR4를 지원하고, 또한 최근 출시된 12세대의 경우 메인보드에 따라서 DDR4, DDR5 사용이 가능하니 꼭 확인하세요.

 

위) DDR4 아래) DDR5

 

 

추가로 메모리는 참 다양한 종류들이 있습니다.

UDIMM

 -서버용으로 사용되는 ECC(Error Correct Code) 오류를 검출해 컴퓨터의 손상을 자동으로 감지하고 수정합니다. 

RDIMM

 -ECC 메모리에서도 레지스터 칩이 추가되는 경우가 있는데요. 이는 좀 더 강하게 오류 검출 기능을 수행합니다. 단점으로는 호환성을 많이 타기 때문에 적용되는 CPU/메인보드를 확인하셔야 합니다.

DIMM

 -저희가 사용하는 일반 램입니다. 

 

그 외에도 노트북용 SO-DIMM이 있습니다.

 

 

(9) 탑재 기술

우선 인텔사의 cpu 기반 기술에 대해서만 설명드리겠습니다.

저도 이런 지식이 많이 부족해서 우선 사전 그리고 인텔 홈페이지 설명글을 참조했습니다.

 

옵테인(Optane)은 PC에 훨씬 더 빠른 성능과 로딩 시간을 제공하여 컴퓨팅 환경을 근본적으로 향상하는 기술이다. 단순히 말해 로딩 속도 개선-프로그램 실행에 있어 기다리는 시간을 현저히 낮추는 기술이다. 

일반적인 메모리 지연 시간은 수십 마이크로초 단위인 반면 인텔 옵테인 기술의 지연 시간은 수십 나노초에 불과합니다.

 

하이퍼스레딩(Hyper-Threading Technology)은 운영체제에서 CPU 코어 한 개당 스레드가 하나씩 추가되어 싱글 코어에서 두 개의 CPU가, 듀얼 코어에서 네 개의 CPU가 장착된 것으로 인식(코어 당 2개)하는 기술을 말합니다. 이 기술을 사용할 경우 기존의 물리 코어의 개념은 없어지고 논리 코어로만 작동하게 되는 데 사용 환경과 프로그램에 따라 성능이 향상되기도 합니다. 특히 다중 작업에서 유리합니다.

인텔 하이퍼스레딩

다중작업 시 위에 예시와 같이 파랑색은 작업하는 코어 노란색은 노는 코어입니다.

이를 두 개의 코어라고 인식시켜서 노는 코어를 활용하는 기술로서 효율을 높였다 할 수 있습니다.

 

 

 

후..... 여기까지 부족한 지식을 짜내고 더욱 짜내어 작성해보았습니다.

전부 작성하고 보니 부족한 부분이 많이 보이네요..

방대한 설명도 너무 요약하듯 줄여 놓은 것 같기도 하고요.....

 

이상 파피푸였습니다. 다음에는 12세대 cpu test 내용을 들고 오겠습니다.

 

부족한 글을 읽어주셔서 감사합니다.