CSAPP 3.1장 요약

CSAPP 3.1장 요약 - Intel 프로세서의 역사와 발전 배경

컴퓨터 시스템을 제대로 이해하기 위해선 CPU가 어떻게 발전했는지 역사적인 흐름을 알아야 합니다. CSAPP의 3.1장에서는 Intel의 주요 프로세서들이 어떤 이유로 발전했는지 소개합니다.

Intel 프로세서 발전의 역사적 흐름

프로세서	출시년도	주요 특징
8086	1978	최초의 단일 칩 16비트 CPU, 최대 1MB 메모리 접근 가능
8087	1980	부동 소수점 연산을 위한 보조 프로세서
80286	1982	IBM PC-AT 기반, Windows 플랫폼 초기 지원
i386	1985	최초의 32비트 CPU, 최대 4GB의 메모리 주소 공간 지원
i486	1989	부동 소수점 유닛(FPU)을 칩 내부에 통합, 성능 향상
Pentium	1993	성능 대폭 향상, 소규모 명령어 확장
Pentium Pro	1995	조건부 이동(Conditional Move) 명령어 추가, 새로운 P6 아키텍처

왜 16비트에서 32비트로 바뀌었을까?

1. 메모리의 한계 극복

   • 초기 16비트 CPU는 주소 공간이 제한적이어서(최대 1MB), 발전하는 소프트웨어가 요구하는 큰 메모리를 다루기 어려웠습니다.

2. 큰 데이터를 효율적이고 빠르게 처리하기 위함

   • 16비트 CPU는 32비트 이상의 데이터를 처리할 때 여러 번 나누어서 연산해야 하는 비효율적인 과정이 있었습니다.

싱글 코어에서 멀티 코어로 발전한 이유와 컨텍스트 스위칭의 문제

초기 CPU는 싱글 코어로 구성되어 있었습니다. 이로 인해 여러 프로세스가 동시에 실행되는 것처럼 보이기 위해선 컨텍스트 스위칭이라는 작업이 빈번히 일어나야 했습니다. 이 컨텍스트 스위칭이 자주 발생하면 CPU가 상태 정보를 저장하고 불러오는 과정에 많은 시간을 소모하게 되어 성능이 저하되었습니다. 또한 싱글 코어는 클럭 주파수를 높이는 데 물리적 한계(발열, 전력 소비 등)가 있었습니다.

이러한 문제를 해결하기 위해 등장한 것이 바로 멀티 코어 CPU입니다. 멀티 코어를 통해 프로세스가 실제로 병렬로 수행될 수 있게 되어 CPU 성능을 대폭 향상시킬 수 있게 되었습니다.