오늘날 사용되는 실제 프로세서는 성능을 중심으로 세부사항이 훨씬 복잡하다. 프로세서는 인출, 해석, 실행 사이클을 계속 반복 수행하며 메모리에서 다음에 처리할 명령어를 인출한다. 명령어 실행은 메모리에서 정보를 가져오고 산술 연산이나 논리 연산을 수행하며 그 결과를 저장하는 일련의 작업을 명령어에 따라 적절하게 조합함으로써 이루어진다. 그리고 다음이 인출단계이다. 실제 컴퓨터와 모형컴퓨터의 기본 명령어의 유형은 같다. 그러나 실제 컴퓨터에는 데이터를 옮기고 산술연살을 수행하거나 다양한 연산과 비교 그리고 제어하는 방법이 더 많다.
일반적으로 프로세서에는 수십개에서 수백개의 명령어가 있고, 명령어와 데이터는 여러개의 메모리 위치를 차지한다. 실제 프로세서에는 누산기가 보통 16개 또는 32개이고 초고속 메모리 역할을 하는 누산기에 중간결과를 하나 이상 담을 수 있다.
현대 컴퓨터 아키텍처는 캐시라는 고속 메모리 몇개를 사용하는데, 캐시는 프로세서와 메모리 사이에 있고 최근 사용된 명령어와 데이터를 담고있다. 컴퓨터 설계자들은 프로세서가 더 빨리 작동하도록 여러가지 아키텍처 기법을 동원하는데, 인출과 실행 단계가 겹치도록 프로세서를 설계해서 명령어 여러개가 다양한단계에 걸쳐 진행되도록 만든다. 이를 파이프라이닝이라고 한다.
명령어 한개가 완료되는 데는 여전히 같은 시간이 걸리나, 동시에 처리하므로 전체적인 속도는 빨라진다.
그 밖에도 프로세서 여러개가 동시에 작업하도록 하는 기법도 있는데 이는 오늘날 노트북과 휴대전화에서 표준으로 사용하는 기술이다. 직접회로의 선폭이 작아질수록 칩에 트랜지스터를 더 많이 넣을 수 있는데, 보통 더 많은 코어와 캐시 메모리를 넣는데 사용된다.
사용 분야에 따라 프로세서를 설계할때 다양한 종류의 트레이드오프가 이루어진다. 비교적 넉넉한 데스크톱 컴퓨터에서 사용되었는데, 노트북이 등장하면서 트레이드오프의 양상이 크게 바뀌었다. 물리적 공간이 협소한데다가, 전원이 연결되지 않은 노트북은 무겁고 비싼 배터리에서 전력을 공급받아야하기 때문이다. 휴대전화나 태블릿pc같은 경우에는 제약이 훨씬 심하며 여기서는 기존 설계를 약간 수정하는 것으로는 불충분하다.(휴대전화/태블릿pc는 'ARM'이라는 프로세서, 데스크톱과 노트북은 'AMD')
그러므로 프로세서 간에 속도를 비교하는것은 그다지 의미가 없다. 산술 연산같은 기본적인 작업조차 일대일로 비교하기 어려울만큼 서로 다른 방식으로 처리 되기 때문이다.
- 출처
1일 1 로그 100일 완성 IT 지식(브라이언W.커니핸 지음/ 하성창 옮김)
