PC 살 때 알고 삽시다. ① CPU

전문 지식 없이도 PC를 업그레이드하거나 조립PC를 만들 수 있을까. 

미디어잇에서는 초보자들이 미리 알아두면 도움될 만한 정보를 총 7회에 걸쳐 핵심 키워드 중심으로 준비했다.

첫 번째는 PC에서 가장 중요한 부품인 CPU다. 

중앙처리장치(Central Processing Unit)의 약자인 CPU는 이름 그대로 PC에서 필요한 대부분의 연산작업과 각종 명령어를 직접 처리하는 부품으로, 사람의 몸에 비유하면 두뇌와 같은 역할을 한다. 

PC의 성능과 용도에 가장 큰 영향을 끼치는 부품이기 때문에 가장 먼저 알아 두는 것이 좋다.

이미지=인텔

CPU의 종류와 이름

오늘날 PC에는 주로 인텔과 AMD 2개 업체의 CPU가 사용된다. 

제조사마다 CPU의 브랜드가 각각 다르고, 세부적인 모델명도 제각각이다.

가장 많이 쓰는 인텔 CPU는 ‘셀러론’, ‘펜티엄’, ‘코어 i3’, ‘코어 i5’, ‘코어 i7’ 등의 브랜드가 있으며, 뒤로 갈수록 더욱 고성능의 상위 모델이다. 

‘제온(Xeon)’이라는 CPU도 있지만, 전문가용이라 일반 PC용으로는 잘 쓰이지 않는다.

인텔 CPU는 세대별로 구분되기도 한다. 

세대가 바뀌면 달라지는 부분도 많아서 완전히 다른 제품으로 취급하기 때문이다. 

2015년까지는 주로 4세대 ‘하스웰’ 제품을 사용했으며, 올해는 6세대 ‘스카이레이크’ 제품이 주력이다.

AMD의 경우는 '셈프론'과 '애슬론', 'FX 시리즈'와 'A 시리즈 APU' 등으로 구성되어 있다. 

셈프론과 애슬론은 보급형 CPU 브랜드로 요즘은 거의 쓰지 않으며, 고성능을 위한 ‘FX 시리즈’와 다목적 PC용 ‘A 시리즈 APU’가 주로 사용된다. 

AMD의 CPU도 세대 구분이 있지만, 인텔만큼 세대 차이에 따른 변화가 크지는 않다.

인텔과 AMD의 CPU들은 브랜드 이름 뒤에 붙는 숫자로 세부적인 모델을 구분한다. 

약간의 차이는 있지만 대개 3~4자리의 숫자로 세부적인 모델을 구분하며, 숫자가 클수록 좀 더 최신 제품이고 성능도 좋다.

듀얼코어/쿼드코어

과거 1개의 CPU에는 1개의 CPU 코어(core) 프로세서만 들어있었다. 

하지만 성능을 높이기 위해 워크스테이션이나 서버 등에서 사용되던 다중 CPU 기술이 도입되었으며, 오늘날의 PC용 CPU는 대부분 2개 이상의 코어를 탑재하고 있다.

2016년 현재 기준으로 보급형 CPU는 주로 2개의 CPU 코어, 즉 ‘듀얼(dual) 코어’ 제품이며, 고급 CPU는 4개의 코어를 내장한 ‘쿼드(quad) 코어’ 제품이 주로 쓰인다. 

AMD의 경우에는 코어 수가 6개(헥사(hexa) 코어) 또는 8개(옥타(octa) 코어)인 제품도 있다.

코어의 수가 많을수록 CPU 자체의 성능은 좋아지지만, 운영체제와 프로그램에서 다중 코어 기술을 지원하지 않으면 소용이 없다. 

일반 PC에서 주로 하는 문서작성, 인터넷 검색, 멀티미디어 감상, 온라인 게임 등의 작업은 주로 듀얼 코어까지만 지원하며, 고사양 게임이나 전문가용 프로그램 등에서나 쿼드코어 이상을 제대로 지원한다.

하이퍼 스레딩

최신 CPU들은 2개 이상의 코어를 기본으로 탑재하고 있지만, 대부분 상황에서 각 코어를 100% 쓰는 경우는 드물다. 

이에 착안해 한 개의 코어가 한 사이클당 2개의 명령(스레드)을 처리하도록 함으로써 마치 하나의 코어가 2개의 코어처럼 작동하도록 하는 기술이 하이퍼 스레딩(Hyper-Threading)이다.

하이퍼 스레딩 기술은 현재 인텔의 코어 i3와 i7 등의 제품에만 적용되어 있다. 

i5 제품에 하이퍼 스레딩이 적용되지 않은 것은 i7 제품과 구분하기 위한 것이다.

i5와 i7은 물리적으로는 쿼드코어(4코어)로 같지만 하이퍼 스레딩을 지원하는 i7 프로세서는 실제로는 옥타코어(8코어) 프로세서처럼 작동한다.

하지만 하나의 코어를 2개처럼 쓰는 것은 실제 2개의 코어를 사용하는 것보다는 성능이 떨어진다. 

그래서 듀얼코어에 하이퍼 스레딩을 지원하는 i3 프로세서는 쿼드코어인 i5 프로세서에 비해 실질적인 성능은 훨씬 떨어진다.

작동속도(클럭)

CPU의 사양표(스펙)를 보면 ‘2.8~3.0GHz’와 같이 작동 속도가 표시되어 있는데, 이를 보통 ‘클럭(Clock)’이라고 표현한다. 

단위인 Hz(헤르츠)는 1초에 CPU가 명령어를 처리하거나 연산을 수행하는 사이클의 횟수를 뜻하며, G는 기가(Giga)의 약자로 10억을 뜻한다. 

즉 ‘3.0GHz’는 1초당 30억 회의 명령/연산 처리 사이클을 수행한다는 뜻이다.

클럭 수가 높을수록 CPU의 작동 속도 역시 빨라진다. 

하지만 클럭 수가 높다고 무조건 성능이 향상되는 것은 아니다. 

실제 성능은 코어의 개수, 캐시(cache, CPU의 입출력 데이터가 머무는 임시 메모리) 용량과 구성 등의 영향을 받는다. 

또 클럭이 높을수록 전기를 많이 쓰고 열도 많이 발생하기 때문에 무조건 높다고 좋은 것은 아니다.

최신 CPU는 클럭 수가 고정되어 있지 않고 ‘2.8~3.0GHz’처럼 범위로 표시되어 있다. 

이는 최신 CPU에서 필요할 때 평소 이상의 성능을 발휘하는 ‘부스트’ 기능을 탑재하고 있기 때문이다. 

사용자가 강제로 클럭을 표준 이상으로 끌어올려 성능을 크게 높이는 것을 오버클럭(over clock)이라고 한다.

CPU의 소켓 이름 (LGA115x, FM, AM 등)

CPU는 PC 메인보드의 ‘소켓’에 장착되어 하나의 부품으로 작동한다. 

물론 CPU의 제조사나 브랜드에 따라 '소켓의 모양과 규격도 각각 다르다. 

인텔 CPU는 'LGA' 뒤에 숫자를 붙여 구분하며, AMD는 CPU의 종류에 따라 'AM' 또는 'FM' 뒤에 숫자와 기호를 붙여 구분한다.

인텔 CPU는 세대가 바뀔 때마다 소켓 자체가 완전히 바뀐다. 

4세대 기준으로는 LGA1150 소켓을, 최신 6세대 기준으로는 LGA1151 소켓을 사용한다. 

겉모양은 비슷해보이지만 내부 구조는 다르기 때문에 소켓이 다르면 전혀 사용할 수 없다. 

즉 세대가 다른 새로운 CPU를 사게 되면 메인보드도 새것으로 바꿔야 한다.

반면 AMD의 경우는 세대 차이가 크지 않으면 칩셋이 달라도 같은 소켓을 사용해 같은 CPU를 쓸 수 있기도 하다. 

물론 CPU 모델 및 메인보드 제품에 따라 호환 여부가 각각 다르니 미리 확인할 필요가 있다.

내장 그래픽

처음 PC가 탄생했을 때만 하더라도 그래픽을 처리하는 칩은 별도의 하드웨어로 구성되어 있었다. 

기술의 발달로 사운드나 네트워크, 메모리 컨트롤러 등의 잡다한 기능들이 메인보드의 칩셋과 CPU에 통합되기 시작했으며, 2010년대 전후로는 그래픽 기능까지 CPU에 통합되었다. 

내장 그래픽 또는 IGP라고 부른다.

CPU에 내장된 그래픽 성능은 일반적인 업무 또는 멀티미디어, 간단한 웹 기반 게임 등을 이용하는 데 충분한 기본적인 성능만 제공하는 수준이며, 본격적인 최신 3D 게임을 쌩쌩 돌리기에는 무리다. 

AMD의 A 시리즈 APU는 인텔 CPU보다 내장 그래픽 성능이 꽤 우수한 편이지만, 마찬가지로 고사양 3D 게임까지 실행시키는 것은 어렵다.

IT조선 최용석 기자  2016.04.20 | 원문링크 바로가기