2. CPU 내부 구성

CPU 내부에는 Unit, Register, Cache로 구성되어 있다.

<CPU 내부 구성>

Unit 2's comlementer(2의 보수기) : 값을 음수로 바꾸는 장치이다. shifter(이동 연산기) : 비트열을 이동하는 장치이다. controller(제어기) : 명령어를 읽고 해석하며 데이터 처리를 위한 시퀀스를 결정한다. ALU(산술 논리 장치) : 덧셈, 뺄셈 같은 산술 연산과 AND, OR 같은 논리 연산을 한다.

Register : CPU에서 연산을 하기 위해 명령어, 주소, 데이터를 임시로 저장하는 고속 기억장치이다. 아래 대표적인 것 몇 개만 살펴보자. MAR : Address bus로 출력되는 주소를 임시 저장 MBR : Data bus로 입출력되는 데이터, 명령어를 임시 저장 IR : 인출된 명령어를 해석하기 위해 임시 저장 PC : 인출될 명령어의 주소를 임시 저장, 인출된 후 다음 명령어의 주소를 가리키도록 값이 자동 증가 AC : 연산된 결과 데이터를 임시 저장 SP : 스택 메모리에서 데이터가 채워진 마지막 주소를 저장

Cache : CPU에 비하면 Memory의 응답 속도는 무척 느리다. 만약 Cache가 없다면 CPU와 Memory 간에 데이터 전송 시 병목 현상이 발생 하게 된다. 따라서 Cache는 이런 병목 현상을 해결한다. 보통 L1 Cache는 L2 Cache에 비해 속도는 빠르고 용량은 적다. L1 Cache : 보통 8~64KB 용량으로 CPU가 가장 먼저 데이터를 찾는 곳이다. 여기에서 데이터를 못 찾으면 L2 Cache에서 찾게 된다. L2 Cache : 보통 64KB~4MB 용량으로 CPU가 L1 Cache 다음으로 데이터를 찾는 곳이다. 여기에서 데이터를 못 찾으면 Memory에서 찾는다.