(뜬금없지만, 작업관리자 CPU 항목 보고, 궁금해서 재미나이로 개념 정리해 봄...)
속도 (GHz) : CPU의 심장 박동 수
작업 관리자에 보이는 속도(예: 3.33GHz)는 CPU의 클럭 속도(Clock Speed)를 의미합니다.
- GHz (기가헤르츠) : 1초에 CPU 클럭이 몇 번이나 진동하는지를 나타내는 단위입니다. 1GHz는 1초에 10억 번의 사이클을 의미하죠. 즉, 3.33GHz는 1초에 약 33억 3천만 번의 기본 연산을 처리할 수 있다는 뜻입니다. 클럭 속도가 높을수록 기본적인 처리 속도가 빠릅니다.
- 속도가 계속 변하는 이유? CPU는 항상 최고 속도로 달리지 않습니다. 웹서핑처럼 가벼운 작업을 할 때는 전력 소모를 줄이기 위해 기본 속도(예: 2.50GHz)로 동작하다가, 게임처럼 고사양 작업이 필요할 때 순간적으로 최대 속도(예: 5.00GHz)까지 성능을 끌어올립니다. 이를 터보 부스트(Turbo Boost) 같은 동적 클럭 조절 기술이라고 합니다.
하드웨어와 소프트웨어의 역할 분담
CPU의 성능을 이해하려면 물리적인 하드웨어와 논리적인 소프트웨어의 개념을 구분해야 합니다. 공장으로 비유해서 설명해 보겠습니다.
🏭 하드웨어 : 물리적인 공장과 설비
- CPU (Central Processing Unit): 하나의 거대한 '산업 단지'입니다. 모든 연산이 일어나는 핵심 부품이죠.
- 소켓 (Socket) : 산업 단지를 지을 수 있는 '부지(땅)'입니다. 메인보드에 CPU를 장착하는 물리적인 슬롯으로, 일반적인 PC는 1개입니다.
- 코어 (Core) : 산업 단지 안에 있는 개별 '공장'입니다. 이 공장에서 실질적인 연산이 이루어집니다. 사진 속 CPU는 14개의 공장을 가진 셈이죠.
- 논리 프로세서 (Logical Processor) : 각 공장(코어) 안에 있는 '작업 라인'입니다. 하이퍼스레딩(Hyper-Threading) 기술은 하나의 공장에 2개의 작업 라인을 만들어, 동시에 두 가지 작업을 처리하는 것과 같습니다. i9-12900H는 고성능 P코어 6개(작업라인 12개)와 고효율 E코어 8개(작업라인 8개)로 구성되어, 총 20개의 작업 라인을 가집니다.
📜 소프트웨어 : 작업 주문과 일꾼
- 프로세스 (Process) : 공장에 내려온 '생산 주문서'입니다. '리그 오브 레전드 실행'이라는 하나의 큰 주문서죠. 이 주문서에는 어떤 자원(메모리, 파일 등)이 필요한지 명시되어 있으며, 다른 주문서와는 독립된 공간을 보장받습니다.
- 스레드 (Thread) : 생산 주문서(프로세스)를 완수하기 위해 실제로 공장 라인(논리 프로세서)에 투입되는 '작업자'입니다. '네트워크 통신 작업자', '그래픽 처리 작업자'처럼 주문서를 잘게 나눈 실제 작업의 최소 단위입니다.
- 핸들 (Handle) : 작업자(스레드)가 생산에 필요한 '도구에 대한 사용 허가증'입니다. 파일, 창, 장치 등 특정 자원을 사용하기 위해 운영체제로부터 부여받는 참조값입니다.
핵심 정리 : 산업단지(CPU) 안에 있는 공장(코어)의 작업라인(논리 프로세서)에서, 작업자(스레드)들이 생산 주문서(프로세스)를 완수하기 위해 도구(핸들)를 사용해 일하는 그림을 상상하시면 완벽합니다.
3. L1, L2, L3 캐시 : CPU의 초고속 작업대
CPU가 매번 RAM(메인 창고)까지 데이터를 가지러 가면 너무 느립니다. 그래서 CPU는 자주 쓰는 데이터를 캐시(Cache)라는 자신만의 작은 작업대에 보관합니다.
- L1 캐시 (1.2MB) : 가장 작고, 가장 빠른 캐시입니다. 각 코어(공장)마다 가지고 있는 개인 작업대와 같습니다.
- L2 캐시 (11.5MB) : L1보다 조금 크고, 조금 느린 캐시입니다. 공장 옆에 있는 중간 창고 정도로 볼 수 있습니다.
- L3 캐시 (24.0MB) : 가장 크고, 가장 느린 캐시입니다. 산업 단지 내의 모든 공장(코어)이 함께 사용하는 공동 창고입니다.
CPU는 L1 → L2 → L3 → RAM 순서로 데이터를 찾습니다. 가까운 곳에 데이터가 있을 확률이 높을수록(캐시 히트율이 높을수록) 시스템 전체 성능이 향상됩니다.