[컴퓨터구조] CH1. Computer and Technology

1. Classes of Computers ; 컴퓨터의 분류

1) Personal computers(PC) : 개인용 피씨

• 일반적인 목적
• 데스크탑, 노트북, 랩탑, 넷북(?)

2) Servers

• 여러 유저들로 부터 더 큰 프로그램을 실행시킴
• 대개 네트워크를 통해 접근
• 큰 용량, 좋은 성능과 안정성
• 작은 서버부터 빌딩 크기까지 다양함
• High-end : 슈퍼 컴퓨터나 데이터 센터용, 테라바이트의 메모리와 페타바이트의 저장용량을 가지고 있는 수백 수천개의 프로세서들로 구성됨
• Low-end : 작은 회사나 웹 서빙용

3) Embedded computers

-> 특별한 목적으로 만들어지는!

• 어떤 특정한 어플리케이션을 실행시키기 위한 컴퓨터랄까

ex) GPS navigator, robots, car....

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2. Components of a Computer ; 컴퓨터의 구성요소

1) CPU

(= processor = micro processor = micro controller)

CPU종류에는 다음과 같은 것들이 있음

• x86 : PC에서 사용 (인텔, AMD, via technologies)
• POWER, PowerPC : Mac에서 사용했었으나 지금은 인텔로 바뀜 (Freescale)
• SPparc : workstation에서 사용 (Sun Microsystems)
• Arm : embedded world(스마트폰 등)에서 가장 많이 쓰임
• RISC-V : embedded world 에서나 high-performance computing world에서 많이 쓰임. 뜨고 있음!

2) Memory

• Main Memory = DDR (Volatile : 휘발성) : 전원 끄면 날아감
• Secondary Storage (Non Volatile) : 안날아감.
• magnetic disk, SSD, Flash memory, Optical disk(CDROM, DVD) 등이 있음

3) Input/Output device

• **User-interface devices : Display, keyboard, mouse
• Storage devices : Hard disk, CD/DVD, flash
• Network adapters : 다른 컴퓨터와 communicating 하기 위한 장치

+ Mouse ; optical mouse

• LED와 아주 작은 black-and-white 카메라, 그리고 간단한 optical processor로 구성된다.
• LED가 마우스 아래의 표면을 비추면 카메라가 1500장의 sample 사진을 찍는다.
• 연속적인 사진 데이터가 optical processor로 전송되고, 이 프로세서는 이미지를 비교하여 마우스가 어디로 얼만큼 움직였는지 확인한다.

+ Display Devices ; LCDs(Liquid Crystal Displays) 디스플레이

• LCD는 빛을 내는 source가 아니라 빛의 전달을 컨트롤 하는 것!
• 이미지는 픽셀들로 구성되는데, 이 픽셀의 수로 HD~4K가 결정된다.
• 컬러 디스플레이는 각각의 컬러에 대해 8 bits를 사용함 (red, blue and green) 즉 1byte, 세 개 다해서 3 byte!
• 그리고 이 보여질 이미지는 frame buffer라는 메모리에 저장됨
• 만약 1920px * 1080px 인 디스플레이가 있다면 여기에 *3Byte를 해서 이미지 한 프레임에 총 6MB가 된다.

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3. CPU에 대해 알아보자,

1. x86이란 ?

Intel, AMD, Via에서 나온 프로세서를 총칭하는 것!

처음 몇 세대의 프로세서 모델 번호에서 파생되었다고 한다. (8086, 80286, 80386, 80486 => x86)
지금은 일반적으로 이들 회사의 x86-16:16 bit 프로세서를 말함

x86-32(=IA32) : 32-bit processor / x86-64 : 64-bit processor

intel이 거의 pc 시장의 80퍼센트를, AMD가 20퍼센트를 차지하고 있으며, 애플도 2006년부터 intel-based mac을 내보내는 중

• x86은 4bit에서 시작해서 현재 64 bit 시대로 넘어옴!
  
• 다음과 같이 16bit cpu는 연산을 처리하는 ALU 가 16비트를 받아 16비트를 내보내는 것.

2. Intel's Core 2 Duo

• 칩에 2 cores가 있음
• 칩에 있는 캐시에는 두 레벨이 있음(L1, L2)
• 291 milion개의 트렌지스터가 143mm^2 에 있다..... 대충 걍 개 쩖

3. Intel's Core i7

• 4 cores on one chip
• three level of caches on chip (L1, L2, L3)
• 731 million transistors .......

4. Intel's Core i7 (2nd gen.)

5. Intel's Core i7 (3rd gen.)

6. AMD's Opteron - Barcelona ( 2007 )

• 4 cores on one chip
• 1.9 GHz Clock
• 65nm technology
• three levels of caches (L1, L2, L3) on chip
• integrated North Bridge

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4. 기타 등등

(Semiconductor) Technology

: 트렌지스터를 작게작게작게 만듭시다!

• 트랜지스터는 전기에 의해 컨트롤되는 온오프 스위치같은 것
• IC(Integrated Circuit)은 수백개의 트렌지스터를 하나의 칩으로 결합시켜줌
• VLSI(Very Large Scale Integration)은 칩 안에 있는 트렌지스터의 개수가 얼마나 거대해지는지를 묘사할 때 쓰임

Feature Size Trend

현재 트렌지스터의 사이즈는 에이즈 바이러스보다도 작아짐.......

 

 

 

Moore's Law ; 무어의 법칙

: 트랜지스터의 개수는 18개월마다 두배가 될 것임!

CMOS Gate Example : NOT GATE