8 Clock, Core and Thread (클럭, 코어, 스레드)

 

 

컴퓨터의 핵심 부품 중 하나인 CPU는 다양한 기술적인 측면에서 그 성능을 결정짓습니다.

 

이번 글에서는 CPU의 주요 요소인 클럭과 코어 그리고 스레드에 대해 알아보겠습니다.

 

 

 

1. 클럭 (Clock)

컴퓨터 모든 부품을 일사불란하게 움직일 수 있게 하는 시간 단위입니다. 

클럭 속도는 헤르츠(Hz) 단위로 측정하며 1Hz는 1초에 클럭이 한 번 반복될 때의 측정 단위입니다. 즉, 클럭이 1초에 100번 반복하면 100Hz가 됩니다.

 

요즘 나오는 컴퓨터는 상당히 빠르기 때문에 측정 단위로 기가 헤르츠 GHz가 주로 사용되고 있습니다.

 

클럭 속도가 높을수록 CPU는 빠르게 작동할 수 있습니다. 이는 작업을 더 빠르게 처리할 수 있게 되어 전반적인 시스템 성능에 영향을 미칩니다. 하지만 그렇다고 클럭 속도를 높이기만 한다면 CPU는 발열이 심각해집니다. 그래서 컴퓨터의 속도를 향샹시키기 위한다면 코어와 스레드의 수를 늘리는 방법이 있습니다. 

 

2. 코어 (Core)

코어는 CPU의 명령어를 실행시키는 독립적인 연산 장치를 나타냅니다. 현대의 CPU는 하나 이상의 코어를 가지고 있으며, 각 코어는 독립적으로 작동합니다. 이는 여러 작업을 동시에 처리할 수 있게 해주는데, 이를 통해 성능을 향상시킬 수 있습니다.

왼쪽이 싱글코어 오른쪽은 듀얼코어

코어가 하나 들어간 컴퓨터의 프로세서 명칭을 싱글코어라 부릅니다. 그리고 2개는 듀얼코어 3개는 트리플 코어... 이런식으로 코어가 2개 이상인 컴퓨터를 멀티코어 CPU라 합니다. 멀티코어는 하나의 CPU 칩 안에 여러 개의 물리적인 코어가 있는 것을 의미합니다. 

 

그렇다면 코어수가 많아질수록 컴퓨터의 성능이 좋아질까요? 꼭 그렇지는 않습니다. 만약 중국집에 요리사가 10명이 있는데 짜장면 한 그릇이 주문되었다고 가정해봅시다. 그렇다면 9명의 요리사는 놀고 있어야 합니다. 이런 경우에는 컴퓨터에 많은 코어수가 있는 것이 좋지 않기도 한 것이죠. 

 

멀티코어는 여러 작업을 동시에 처리하여 전체적인 성능을 높일 수 있는 중요한 기술입니다. 이는 특히 병렬 작업이 중요한 응용프로그램에서 유용합니다.

 

 

 

3. 스레드 (Thread)

 

스레드는 하드웨어적 스레드와 소프트웨어적 스레드로 나뉩니다. 

 

하드웨어 스레드 (Hardware Thread)
하드웨어 스레드는 하나의 코어에서 동시에 여러 개의 스레드를 처리할 수 있는 기술입니다. 즉, 코어는 여러 작업을 동시에 처리하면서 전환할 수 있습니다. 이는 작업의 대기 시간을 최소화하고 전체적인 성능을 향상시키는 데 도움이 됩니다.

 

이런 프로세서를 멀티 스레드 프로세서 혹은 멀티스레드 CPU라 부릅니다. 예를 들어, 8코어 16스레드라고 하면 1코어에 2개의 스레드를 가지고 있는 셈이죠.

멀티 스레드 프로세서를 활용하기 위한 핵심 부품은 CPU안 의 레지스터입니다. 하나의 코어 내에 여러 개의 레지스터 묶음이 동시에 여러 명령어들을 처리합니다. 

 

하드웨어 스레드는 논리 프로세서라고도 부릅니다. 하드웨어 스레드가 논리 프로세서로 불리는 이유는 주로 물리적인 프로세서 코어가 아닌, 논리적인 실행 흐름을 나타내기 때문입니다. 이러한 용어는 하이퍼스레딩(Hyper-Threading)이라고도 불리는 기술과 관련이 있습니다. 하이퍼스레딩은 인텔(Intel)에서 개발한 기술로, 각 물리적인 코어가 여러 개의 논리적인 코어로 인식되도록 하는 기술입니다. 이로써 각 물리적인 코어는 동시에 여러 작업을 처리할 수 있게 되는데, 이 작업들은 논리적인 스레드로 표현됩니다. 논리적인 스레드는 실제로 물리적인 코어보다는 가상적인 개념이지만, 하드웨어에서는 이를 실제로 다룰 수 있습니다. 이러한 가상화는 각각의 물리적인 코어가 여러 작업을 동시에 처리할 수 있게 하여 성능을 향상시킵니다.

 

 

소프트웨어 스레드 (Software Thread)

하나의 프로그램에서 독립적으로 실행되는 단위 

소프트웨어 스레드는 프로그램 내에서 병렬로 실행되는 작은 작업 단위를 나타냅니다. 여러 소프트웨어 스레드를 사용하면 여러 작업을 동시에 처리할 수 있습니다. 그러나 소프트웨어 스레드는 하나의 물리적인 코어에서 번갈아 가며 실행되므로 하드웨어 스레드보다는 성능 향상이 미미할 수 있습니다.

 

이러한 다양한 기술들은 현대의 컴퓨팅 환경에서 다양한 응용프로그램을 지원하고 성능을 극대화하는 데 중요한 역할을 합니다. CPU의 클럭, 코어, 멀티코어, 하드웨어 스레드, 소프트웨어 스레드는 함께 조화롭게 작동하여 우리가 사용하는 컴퓨터와 디바이스의 성능을 결정짓습니다.

 

 

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Clock: The clock in a CPU, measured in Hertz (Hz), represents the speed at which the processor executes instructions, with a higher clock speed generally indicating faster performance.

Core: A CPU core is an independent processing unit within the central processing unit, capable of executing its own set of instructions concurrently with other cores, contributing to parallel processing and improved multitasking.

Thread: A thread in a CPU refers to a sequence of instructions that can be scheduled for execution, and a CPU with multiple threads per core can handle multiple tasks simultaneously, enhancing overall processing efficiency.