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Computer Science/Computer Architecture20

자기장으로 데이터를 기록한다고? HDD 속 구조를 알아보자 HDD는 어떻게 데이터를 저장할까?HDD(Hard Disk Drive)는 데이터를 저장할 때 자기장을 이용한다.디스크 표면에 자기장의 극성을 조절해서 0과 1을 기록하는 방식이다.즉, 어떤 위치에 북극 방향의 자기장을 기록하면 0,남극 방향의 자기장을 기록하면 1로 인식한다.이런 방식으로 하드디스크는 아주 정교하게 데이터를 저장한다. 플래터는 하나의 원판이 아니다많은 사람들이 하드디스크 안에 회전하는 원판이 하나라고 생각하기 쉽다.하지만 실제로는 **여러 개의 원판(플래터)**이 겹겹이 쌓여 있는 구조다.예를 들어, HDD 하나에 4개의 플래터가 있을 수도 있고이는 마치 ‘엽서가 여러 장 쌓여 있는’ 모습과 비슷하다. 플래터가 여러 개면, 헤드도 여러 개?맞다. 각 플래터는 양면을 사용할 수 있기 때문에.. 2025. 7. 13.

CPU는 왜 직접 SSD에서 데이터를 안 읽을까? 🎮 게임이 느린 이유는 저장장치 때문이라고?게임을 실행하면 맵, 캐릭터, 텍스처, 배경음악 같은 다양한 데이터가 필요하다.이 데이터들은 처음에는 하드디스크(HDD)나 SSD 같은 저장장치에 저장되어 있다.그런데 이 데이터를 CPU가 직접 저장장치에서 읽어오면 문제가 생긴다.너무 느리다. CPU는 빠르다. 하지만 저장장치는 느리다CPU는 1초에 수십억 번 명령을 처리할 수 있는 고속 장치다.반면 저장장치는 아무리 빠른 SSD라도 CPU에 비하면 속도가 한참 느리다.그래서 CPU가 직접 저장장치에서 데이터를 읽으려고 하면,계속 기다려야 하므로 성능이 크게 떨어지게 된다. 그래서 등장하는 게 '메모리(RAM)'게임을 실행할 때, 데이터들은 먼저 **RAM(주기억장치)**로 옮겨진다.RAM은 저장장치보다 훨씬.. 2025. 7. 13.

CPU 속 실행 유닛과 슈퍼스칼라란? CPU 안에는 정말 ALU만 있을까?CPU를 처음 배우면 보통 ALU, 레지스터, 제어장치 정도로 단순하게 그려진 구조도를 접하게 된다.그래서 CPU는 계산기 같은 역할을 한다고만 이해하기 쉽다.하지만 실제로 현대 CPU는 훨씬 복잡하게 구성되어 있다.단순한 연산만으로는 다양한 작업을 빠르게 처리하기 어려웠기 때문이다.그래서 명령어를 효율적으로 처리하기 위해 내부에 여러 연산 장치를 추가했고,이런 장치들을 묶어서 실행 유닛(Execution Unit)이라 부르게 되었다. 실행 유닛이란?실행 유닛은 CPU 안에서 실제 계산이나 논리 판단, 메모리 접근 등을 담당하는 부품이다.예전에는 ALU 하나로 모든 계산을 처리했지만, 지금은 역할을 나누는 방향으로 발전했다.대표적인 실행 유닛은 다음과 같다.ALU: 산.. 2025. 7. 10.

CPU 속도는 어떻게 빨라질까? 심장 박동과 파이프라이닝으로 이해하기 CPU는 얼마나 빠르게 생각할까?CPU가 얼마나 빠른가를 이야기할 때 빠지지 않는 단어가 있습니다.바로 클록 속도(Clock Speed).“클록이 높으면 성능이 좋다”이 말은 반쯤 맞고, 반쯤은 오해의 소지가 있습니다.이제부터 클록이 뭔지, 왜 단순히 높다고 좋은 게 아닌지, 그리고어떻게 파이프라이닝(Pipelining) 같은 기술이 이 문제를 해결하는지 쉽게 정리해볼게요. ⏱️ 클록 = CPU의 심장 박동CPU는 명령어를 "틱, 틱, 틱" 하는 박자에 맞춰 처리합니다.이 박자를 만드는 것이 바로 **클록(Clock)**이고, 그 속도는 보통 GHz로 표시됩니다.예를 들어 3GHz는 1초에 30억 번의 박동을 의미하죠.비유하자면:클록이 빠르다 → 심장이 빨리 뛴다클록이 느리다 → 심장이 천천히 뛴다 🔥.. 2025. 7. 9.

RISC vs CISC 전격 비교 컴퓨터 구조를 공부하다 보면 꼭 마주치는 개념이 있습니다.바로 RISC (Reduced Instruction Set Computer)와 CISC (Complex Instruction Set Computer).딱 이름만 봐도 어려운데,이걸 한 번에 이해할 수 있는 방법이 있어요.바로 패스트푸드점 vs 고급 레스토랑 비유입니다. 🍟 RISC = 패스트푸드점RISC는 메뉴(명령어)가 적고 단순해요.대신 한 가지 요리를 매우 빠르고 효율적으로 만들어냅니다.실제로도 RISC는 명령어 하나가 딱 한 가지 일만 하고, 대부분 한 클럭(cycle)에 끝나요.명령어 개수: 적음명령어 구조: 단순, 고정 길이실행 속도: 빠름 (하드웨어 구현도 단순)대표 예시: ARM, MIPS 등 (스마트폰, 임베디드 기기에서 많이 사.. 2025. 7. 8.

CPU 내부는 어떻게 생겼을까? 계산기, 메모장, 신호등으로 쉽게 이해하기 CPU 내부는 어떻게 생겼을까?계산기, 메모장, 신호등으로 쉽게 이해하는 핵심 3요소컴퓨터의 뇌라고 불리는 CPU.그 속은 복잡할 것 같지만, 우리가 이미 잘 알고 있는 세 가지 도구로 비유하면 한결 쉽게 이해할 수 있다.계산기 → ALU (산술논리연산장치)작은 메모장 → 레지스터교통 신호등 → 제어장치이 세 가지가 어떻게 CPU 안에서 협력하며 작동하는지, 하나씩 살펴보자. 1️⃣ ALU: 계산기 역할을 하는 연산 장치ALU는 Arithmetic Logic Unit의 줄임말로, 말 그대로 **산술 연산(+, -, *, /)과 논리 연산(AND, OR, NOT 등)**을 담당하는 장치다.실제로 CPU가 어떤 계산을 수행할 때, 모든 계산은 ALU를 거쳐서 처리된다.예시)5 + 3을 계산한다면? → ALU.. 2025. 7. 6.

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