CPU 코어 / 스레드 / 클럭

CPU는 컴퓨터의 뇌와 같은 핵심 부품이죠.

4코어 12스레드 cpu 이런 얘기들이 있는데

코어가 뭐고 스레드가 뭘까요?

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코어(Core):

코어는 CPU 안의 실제 연산 처리 유닛을 의미합니다.

하나의 CPU 칩 안에 여러 개의 코어가 포함될 수 있습니다. 예를 들어, 4 코어 CPU는 네 개의 실제 연산 처리 유닛을 가지고 있습니다.

코어의 개수가 많을수록 CPU의 병렬 처리 능력이 높아지며, 멀티스레딩 작업에 유리합니다.

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코어는 핵심입니다. 4코어면 간단히 말해 cpu가 4개인 셈. 그러나 그렇다고 4배로 빨라지는건 아닙니다.

멀티 코어 환경을 고려해서 프로그래밍이 돼야 합니다.

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스레드(Thread):

스레드라는 단어는 2가지가 있는데. 하나는 프로세스 내에서 실행되는 작업의 단위이고

하나는 멀티스레딩을 지칭하는 단어입니다.

하나의 프로세스 안에 여러 개의 스레드가 있을 수 있으며, 각 스레드는 독립적으로 실행될 수 있습니다.

멀티스레딩을 사용하면 여러 스레드가 동시에 병렬로 작업을 수행할 수 있습니다.

멀티스레딩은 CPU의 멀티코어를 효율적으로 활용하여 작업을 가속화하는데 사용됩니다.

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즉 멀티스레드라는 기술로.. 예를들면

2코어 4스레드면 마치 2코어인데 4코어처럼 컴퓨터에 인식시켜서 효율을 높인다는 것이죠.

이러면 하나의 코어가

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클럭(Clock):

클럭은 CPU의 동작을 제어하는 주파수를 나타냅니다.

클럭 주파수는 초당 클럭 사이클의 수로 측정됩니다. 예를 들어, 2GHz 클럭은 1초에 20억 개의 클럭 사이클을 의미합니다.

클럭 주파수가 높을수록 CPU는 단위 시간당 더 많은 연산을 수행할 수 있으며, 일반적으로 높은 클럭 주파수는 높은 성능을 의미합니다.

그러나 클럭 주파수만으로 CPU의 성능을 완전히 평가할 수는 없습니다. 코어 수, 아키텍처, 캐시 크기 등 다른 요소들도 중요한 역할을 합니다.

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즉 한 대의 cpu가 얼마나 많이 일할 수 있느냐입니다.

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이외에 RAM을 비유하자면 가방에 뭔가를 넣고 다니는 것?

하드디스크는 창고. 즉 필요할때 창고에서 필요한 것만 빼서 가방에 넣고 다니면 되겠죠.

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또한 캐시라는 것이 있는데

cache는 자주 사용하는 데이터로서 CPU에 내장되는 형태입니다.

쓰던거 또 계산하지 말고 한 번 계산해두면 계속 쓰는게 좋겠죠

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그러면 cpu코어가 2개일때

8개 작업을 한다면

어떻게 컴퓨터가 이를 수행할까요?

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여기서 '프로세스'라는 개념이 있습니다.

우리가 무언가를 실행하면.

cpu는 이를 창고에서 꺼내 가방으로 옮겨놓고 작업을 시작합니다.

즉 보조기억 장치에서 메인 메모리로 꺼내 실행하는 것이죠.

이 상태가 프로세스입니다.

가방 속에 처리해야할 업무가 8개라면

1. 병렬처리를 합니다. 여러개를 동시에 하는 것이죠.

그렇지만 손이 2개여서.. 손 1개에 1개 일을 할 수 있다고 생각한다면

2가지 일밖에 못합니다.

6개 일은 멈춰있죠.

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2. 병행처리를 합니다.

손이 1번일하고 2번일하고 3번일..... 8번일하고 이런식으로 번갈아 가면서 해두는 것이죠.

이렇게 바꾸는 것을 컨텍스트 스위칭이라고 합니다.

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그리고 이렇게 병렬 + 병행을 하는 것을 '멀티 프로세싱'이라고 합니다.

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프로세스 안에.. 즉 1개의 작업 안에서도 여러개의 작업으로 나뉠 수 있는데

이런 작은 단위를 스레드라고 부르며.(멀티스레딩의 스레드가 아니라, 작업 단위로서의 스레드. 2개의 단어임)

이런 스레드들이 동시에 실행되는 것을 '멀티 스레딩'이라고 합니다.

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즉 프로세스를 분배하면

그 안에서 스레드는 자유롭게 배정됩니다.

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그러면 애초에 프로세스를 분배하지 않고 모두 스레드로 자유롭게 배정하면 되는 것이 아닌가?

생각하면

그렇게 프로그래밍을 짜는 것이 쉽지 않기에

프로세스로 분리를 하고, 분리를 해둔 안에서는 자유롭게 배정되도록 하면 오류를 줄일 수 있겠죠.

애초에 2코어 4코어 안가고 1코어만으로 모두 해결할 수 있다면 좋겠지만

그럼에도 2코어 4코어 늘린 것은... 더 빠르게 컴퓨터의 성능을 늘리기 위한 선택이었던 것이죠.!