CPU. 어디서 많이 들어보지 않았나요?

컴퓨터, 그중에서도 부품(하드웨어)에 관심이 있으신 분들은 컴퓨터 성능의 주요 지표로 사용합니다.

기업도 고성능 제품을 판매할 경우 CPU의 성능을 먼저 앞세웁니다.

(ASUS Zehpyrus M16 게이밍 노트북 상품설명 中)

컴퓨터의 사양을 물어볼 때도 대다수의 사람들은 CPU의 성능을 먼저 말합니다.

왜 그럴까요?

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CPU란?

CPU는 컴퓨터 프로그램의 코드를 해석하고, 컴퓨터 부품과 정보를 교환하면서 각 부품을 제어하는 장치입니다.

컴퓨터의 주요 연산을 담당하고 있는 부품이라고 생각하면 됩니다.

우리 몸에 빗대자면, 뇌라고 할 수 있습니다.
수학 문제나 영어 문제를 풀 때에도 뇌의 연산 능력이 사용되잖아요? CPU도 똑같습니다.

CPU의 구성

CPU의 구조를 크게 나눈 것입니다.

연산장치 (ALU, Arithmetic Logic Unit)

산술과 논리 연산을 담당하는 장치.

덧셈, 뺄셈, 실수 등의 계산을 담당합니다.

제어장치 (Control Unit)

입력, 출력, 기억, 연산장치를 제어하는 장치.

명령어를 해석하고 연산장치와 레지스터 사이의 명령 흐름을 제어합니다.

레지스터 (Register Set)

처리 중/처리 완료된 데이터나 상태를 임시 보관하는 기억장치.

용량은 보통 매우 작으며 빠릅니다.

버스 인터페이스 (BUS interface)

CPU와 외부를 연결하는 장치.

들어오는 데이터를 받거나, 데이터를 보냅니다.

기본적인 레지스터 종류

아까 레지스터는 값이나 상태를 임시 보관하는 장치라고 했죠?

우리가 일반적으로 부르는 '메모리'라는 것은 CPU 밖에 있는 메모리를 부르는 것이고 주소를 사용해서 접근합니다.

하지만 레지스터는 주소가 아닌 고유 명칭이 따로 있습니다.

8086 CPU를 기준으로 아래와 같은 레지스터가 존재합니다.

AX (Accumulator Register) : 산술, 논리 연산에 사용됨.
BX (Base Register) : 연산과 주소의 간접 번지 지정에 사용됨.
CX (Counter Register) : 연산을 반복적으로 수행 시 반복 횟수 지정에 사용됨.
DX (Data Register) : AX와 동일한 기능. AX와 함께 사용되는 경우가 많다.
SP (Stack Pointer) : Stack 메모리에서 데이터가 추가될 위치 기억에 사용됨.
BP (Base Pointer) : Stack 메모리에서 주소를 간접 지정에 사용됨.
SI (Source Index) : 주소의 간접 지정에 사용됨. 문자(string) 조작 연산에 사용됨.
DI (Destination Index) : 주소의 간접 지정에 사용됨. 문자 조작 연산에 사용됨.
FL (Flag Register) : 컴퓨터 행동의 상태를 비트 단위로 저장함.
IP (Instruction Pointer) : 다음에 실행될 명령의 위치 기억에 사용됨.