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CPU 아키텍처의 종류(예: ARM, x86)와 특징에 대해 설명해주세요. #42

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bdrsky2010 commented 7 months ago
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📕 ISA란?

📗 cpu 아키텍쳐란?

cpu 아키텍처는 컴퓨터의 핵심 부품인 CPU가 작동하는 방식을 정의하는 설계도라고 이해하면 될 것 같다. CPU의 내부구성, 명령어 집합(ISA), 데이터 처리 방식 등을 규정한다.

📘 주요 CPU 아키텍처 종류

CPU 아키텍처의 종류를 크게 보면 두가지가 있는데 CISC와 RISC가 있다.

  1. CISC (Complex Instruction Set Computing)

    • 다양한 기능울 수행하는 복잡한 명령어를 사용하는 CPU 아키텍처

    • 대표적인 예) x86

    • x86

      • Intel 기반 32bit CPU
      • PC, 서버, 임베디드 시스템등 다양한 분야에서 사용
      • Windows, Linux, Mac OS(BigSur까지)
    • x86_64 (amd64)

      • Intel 기반 64bit CPU로, x86과 호환이 가능
      • 2003년 AMD에서 출시한 x86의 확장 아키텍처
      • Windows, Linux, Mac OS (BigSur까지) 지원
  2. RISC (Reduced Instruction Set Computing)

    • 명령어의 개수를 줄여 명령어 해석시간을 줄임으로써 개별 명령어의 실행속도를 빠르게 한 CPU 아키텍처

    • 대표적인 예) arm

    • arm

      • 저전력 소비, 높은 효율성
      • arm 기반 32bit CPU
      • x86과는 아예 호환이 되지 않음
      • Linux, Mac OS (Monterey부 터), Android, iOS
    • arm64

      • arm 기반 64bit CPU
      • 32bit arm와 호환 가능
      • Linux, Mac OS (Monterey부 터), Android, iOS

📙 CISC와 RISC의 성능 비교

각각 사용되는 디바이스가 다르며 현재는 서로의 단점을 보완해서 출시되고 사용되고 있다고 한다.

데스크탑 PC 등에서는 CISC가 굉장한 우위를 갖고 있고, 스마트폰, 크롬북, 태블릿 등에서는 RISC를 주로 사용한다고 한다.

CISC에 비해 명령이 간단해서 명령어의 개수가 많아지게 되는 RISC도 현재에는 RAM의 성능이 좋아지면서 실제 실행 코드의 비중이 굉장히 낮아졌다고 한다. 또한, 오늘날에는 CISC컴퓨터는 복잡한 명령을 RISC 명령으로 바꿔서 전송한다고 하는데

결론은 CPU의 아키텍처의 성능비교는 매우 어렵고 의미가 없다는 것이다.

bdrsky2010 commented 7 months ago

📕 AP(Application Processor)란?

간단하게 말하면 우리들이 들고 다니느 스마트폰, 태블릿PC 등의 메인 칩을 말하는 것이다.

좀 더 자세히 보면

Core(CPU),
Memory, Display system/controller,
Multimedia en.deconding codec,
2D/3D accelerator engine,
ISP(Image Signal Processor),
Camera, Audio, Modem,
각종 High & Low speed Serial/Parellel Connectivity interface 등등
수많은 기능 모두를 하나의 칩으로 모아 놓은 SOC(System-On-Chip)라고 할 수 있다.

즉 Mobile AP란?

스마트폰이나 태블릿PC 등에 필요한 OS, 애플리케이션 등을 구동시키며, 여러 시스템 장치/인터페이스를 
control하는 기능을 하나의 칩에 모두 포함하여 만든 칩(System-On-Chip)이다.

📗 Apple의 A series AP(Application Processor)

Apple 모바일 디바이스에서 사용되는 AP는 iPhone, iPad의 다양한 기종에서 사용되는 자체적으로 설계한 SoC다.

A 시리즈 AP는 비슷한 시기에 출시된 경쟁사의 모바일 AP보다 벤치마크에서 높은 성능을 보여준다. 자체적으로 개발된 Metal API를 지원하여 높은 그래픽 성능을 제공하기 때문에 3D게임, AR, VR 등 그래픽 처리가 중요한 앱에서 뛰어난 성능을 보여주며,

Neural Engine을 탑재하여 AI 및 ML 작업으로 빠르고 정확하게 수행한다.

A 시리즈의 AP는 TSMC의 최첨단 공정기술과 Apple의 자체적으로 설계된 아키텍처를 사용하여 최적화가 이루어져 뛰어난 전력 효율성을 보여주며 또한, 이를 통해 배터리 수명이 늘어난다.