#하드웨어 004. 가로세로 1cm 프로세서 칩
요즘의 노트북 하드 드라이브는 10~ 20년 전의 것과 구별하기 어렵다. 용량이 10배 또는 100배까지 늘어났지만, 겉보기에는 거의 차이가 없어보인다.
반면 컴퓨터 부품이 올라가 있는 회로 기관에서는 발전 양상이 크다.
가장 명확한 것은 요즘에는 부품의 수가 더 적다.
20년 전보다 많은 회로가 부품 내부에 들어가 있고, 배선이 더 미세하며, 연결 핀의 수가 더 많고 훨씬 조밀하게 배치돼 있기 때문이다.
1990년대 말에 사용되던 데스크톱 PC의 회로기관은 가로 30, 세로 19cm의 크기이다. 프로세서와 메모리 같은 부품은 기판에 장착되거나 꽂혀 있으며, 회로 기판 반대쪽에 인쇄된 전선으로 연결된다.
그림에서 나란히 연결된 전선들이 바로 다양한 종류의 버스다.
컴퓨터의 전자 회로는 몇 가지 기본 소자가 매우 많이 모여 만들어진다. 그 중 가장 중요한 기본 소자로는 논리게이트(logic fate)를 들 수 있다.
논리게이트는 한 개나 두 개의 입력 값을 바탕으로 단일 출력 값을 계산해 낸다. 또한 전압이나 전류 같은 입력 신호를 이용하여 전압이나 전류인 출력 신호를 제어한다.
이러한 게이트가 필요한 만큼 적절한 방식으로 연결되면 어떤 종류의 계산도 수행할 수 있다.
회로 소자에서 가장 핵심적인 부분은 트랜지스터(transistor)다.
컴퓨터에서 트랜지스터는 기본적으로 스위치(전압의 재어를 받아 전류를 켜거나 끄는 장치) 역할을 한다. 이 간단한 원리를 이용하면 아무리 복잡한 시스템이라도 구성할 수 있다.
한 때는 논리게이트가 개별 부품으로 만들어지기도 했다. 에니악에서는 전구와 크기가 비슷한 진공관, 1960년대 컴퓨터에서는 지우개 정도 크기와 트랜지스터로 논리 게이트가 만들어졌다. 아래 사진은 논리 게이트를 위해 사용된 진공관이다.
논리 게이트는 집적회로(IC) 상에서 만들어진다. 집적 회로는 흔히 칩 또는 마이크로칩이라고 한다.
집적회로는 모든 소자와 배선이 단일 평면(얇은 실리콘 판) 위에 들어가 있는데, 이는 개별 부품과 재래식 전선이 없는 회로를 만들기 위해 일련의 복잡한 과정을 거쳐 제조된 것이다. 따라서 집적회로는 개별 부품으로 만들어진 회로보다 훨씬 작고 견고하다.
그림은 패키지에 들어가 있는 집적회로다. 실제 프로세서는 중앙에 있고, 가로세로 길이가 각각 1cm 정도다.
집적회로가 실리콘(규소) 기반으로 만들어진다는 점에 착안해서 집적회로 사업이 처음으로 시작된 캘리포니아 샌프란시스코 남부 지역에 실리콘밸리(Silicon Valley)라는 별명이 붙었다.
