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[하드웨어 뜯어보기] 메인보드 #24 - 전원 공급 회로(VRM) 두뇌에 에너지를 정밀하게 공급하는 심장핵심요약VRM(Voltage Regulator Module)은 CPU와 GPU에 정확한 전압을 공급하는 전력 제어 회로, 메인보드의 심장입니다.PSU에서 온 12V 전류를 1V 수준으로 정밀하게 변환하고, 클럭 변화나 부하 변동에 따라 순간적으로 전압을 조절합니다.이 섬세한 펄스의 리듬 덕분에 CPU는 안정적으로 ‘생각’을 이어갑니다. 1. 개념 - “두뇌를 살리는 전력의 순환계”컴퓨터의 두뇌, 즉 CPU는 생각보다 예민한 존재입니다. 전압이 0.01V만 흔들려도 오작동을 일으킬 만큼 민감하죠.그래서 단순히 ‘전원 공급 장치(PSU)’로는 충분하지 않습니다.전원을 공급받은 후, 세밀한 변환과 조율을 담당하는 두 번째 회로, 그게 바로 VRM(Voltage Regul..
[하드웨어 뜯어보기] 메인보드 #23 - 확장 슬롯과 소켓 부품의 의자 - CPU, GPU, RAM이 앉는 자리핵심요약확장 슬롯과 소켓은 하드웨어 부품이 메인보드에 ‘앉는 자리’입니다.CPU 소켓은 두뇌의 뇌좌석, GPU 슬롯은 고속 연산을 위한 전용 무대, 메모리 슬롯은 기억의 서가 역할을 합니다.이 자리들이 정밀하게 설계되어야만 CPU, GPU, RAM이 안정적으로 ‘대화’할 수 있습니다. 1. 개념 - “하드웨어의 좌석 배치도”컴퓨터 내부를 도시로 비유한다면, 메인보드는 부품들이 일하는 사무실 건물의 바닥입니다.그리고 CPU, RAM, GPU 등은 각자 자신의 일을 하기 위해 그 위의 정해진 자리에 착석한 직원들이죠.이 좌석을 물리적으로 제공하는 것이 바로 소켓(Socket) 과 확장 슬롯(Slot) 입니다.CPU 소켓은 중앙의 두뇌가 앉는 자리, DIMM..
[하드웨어 뜯어보기] 메인보드 #22 - 칩셋(Chipset) 교통관제소 - 데이터 흐름의 교차로핵심요약칩셋(Chipset)은 메인보드 위에서 CPU, 메모리, GPU, 저장장치, 주변기기 간의 데이터 흐름을 제어하는 관제 센터입니다.모든 데이터 신호는 칩셋을 지나며 목적지로 향합니다.칩셋은 컴퓨터 내부의 교통신호 제어소이자 데이터 허브입니다. 1. 칩셋이란 무엇인가? - 데이터 교통의 중심에서 모든 신호를 관리하는 두 번째 두뇌.CPU가 연산을 담당한다면, 칩셋은 “누가 언제 어디로 데이터를 보낼지”를 결정하는 조율자입니다.모든 I/O 장치(그래픽카드, 저장장치, USB, 사운드, 네트워크 등)는 CPU와 직접 대화하지 않고, 칩셋을 통해 간접적으로 연결됩니다. 예를 들어,키보드 입력이 들어오면 칩셋이 이를 감지하고 CPU에 전달,SSD에서 데이터를 읽으면 칩셋이..
[하드웨어 뜯어보기] 메인보드 #21 - 메인보드의 세계 모든 부품이 대화하는 도시의 중심핵심요약메인보드는 컴퓨터의 모든 부품이 신호와 전력을 주고받는 하드웨어의 중심 허브입니다.CPU, 메모리, GPU, 저장장치, 전원부가 이 한 장의 회로 위에서 협력합니다.즉, 메인보드는 전자의 도시 인프라, 모든 데이터가 오가는 두뇌의 신경망이자 순환계입니다. 1. 메인보드란 무엇인가? - “모든 부품이 대화하는 중심 무대.”CPU가 아무리 강력해도, 혼자서는 연산조차 수행할 수 없습니다.RAM이 기억을 맡고, GPU가 이미지를 계산하며, SSD가 데이터를 저장하지만이 모든 부품이 서로 통신하지 않으면 컴퓨터는 작동하지 않습니다. 통신의 중심에 서 있는 것이 바로 메인보드(Mainboard 또는 Motherboard)입니다.CPU 소켓, 메모리 슬롯, GPU용 PCIe ..
[하드웨어 뜯어보기] CPU #20 - CPU의 미래, 양자와 뉴로모픽의 시대 “트랜지스터를 넘어, 진짜 사고하는 두뇌로”핵심요약CPU는 더 이상 단순한 계산기가 아니다.미세공정의 한계에 다다른 지금, 새로운 두 방향의 진화가 동시에 일어나고 있다.1) 양자 컴퓨팅(Quantum Computing) - 물리 법칙의 경계를 이용해 ‘초병렬적 사고’를 실현하는 두뇌2) 뉴로모픽 컴퓨팅(Neuromorphic Computing) - 인간의 신경망 구조를 닮은 ‘학습형 두뇌’이들은 기존 CPU의 ‘논리적 사고’를 넘어, 직관·확률·학습으로 나아가는 차세대 두뇌의 형태다.1. 개념 설명 - “CPU의 한계, 그리고 새로운 두뇌의 탄생”트랜지스터 미세화는 이제 물리적 한계에 다다랐다.5nm 이하로 내려가면 전자들이 벽을 통과하는 양자 터널링(Quantum Tunneling) 현상이 발생해회로..
[하드웨어 뜯어보기] CPU #19 - 제조 공정과 나노미터, 두뇌를 만드는 손 “생각을 조각하는 손끝의 기술 - 나노미터 공정의 세계”핵심요약CPU의 성능을 결정짓는 가장 중요한 요소 중 하나는 제조 공정(Process Node) 입니다.이 공정의 단위는 ‘나노미터(nm)’로 표시되며, 이는 트랜지스터 크기와 배선 간격, 즉 두뇌의 세포 밀도를 의미합니다.공정이 미세해질수록 같은 면적 안에 더 많은 트랜지스터를 집적할 수 있고,더 적은 전력으로 더 빠른 연산을 수행할 수 있습니다. 1. 개념 설명 - “트랜지스터는 두뇌의 뉴런이다”CPU 내부에는 수십억 개의 트랜지스터(Transistor) 가 있습니다.트랜지스터는 전기의 흐름을 제어하는 디지털 스위치, 즉 두뇌의 신경세포입니다.이 세포들이 얼마나 촘촘하게, 정밀하게 배치되어 있는지가 CPU의 성능·발열·전력 효율을 결정합니다.제조..
[하드웨어 뜯어보기] CPU #18 - 전력 관리와 발열, 두뇌의 체온 조절 “생각이 많을수록 열이 오른다 - 두뇌의 에너지 균형을 잡는 기술”핵심요약CPU는 생각할수록 뜨거워진다.명령을 처리하는 데 전기가 쓰이고, 그 전기의 흐름이 열(Heat)로 바뀌기 때문이다.따라서 현대 CPU의 핵심 기술은 ‘얼마나 빠르게 생각하느냐’보다 ‘얼마나 효율적으로 생각하느냐’에 달려 있다.이를 위해 CPU는 전력 관리, 클럭 조절, 발열 제어라는 세 가지 생리적 시스템을 내장하고 있다. 1. 개념 설명 - “전력은 두뇌의 연료다”CPU는 생각(연산)을 하기 위해 끊임없이 전자를 움직인다.이 전자의 흐름이 많을수록 연산 속도는 빨라지지만,그만큼 전력 소모(Power Consumption)와 발열이 급격히 증가한다.이때 CPU는 전압(Voltage) 과 클럭(Clock)의 균형을 맞추며 ‘두뇌의 ..
[하드웨어 뜯어보기] CPU #17 - GPU와 CPU의 차이, 다른 방식으로 생각하는 또 다른 두뇌 “깊게 생각하는 두뇌 vs 넓게 생각하는 두뇌” - 두 지성의 공존핵심요약CPU는 한 번에 하나의 복잡한 일을 정확히 수행하는 두뇌,GPU는 수천 개의 단순한 일을 동시에 수행하는 두뇌입니다.즉, CPU는 ‘사색형 두뇌’, GPU는 ‘집단형 두뇌’라 할 수 있습니다.이 두 구조는 서로 대립하지 않고, 오늘날 인공지능과 고성능 연산에서 협력적인 사고 구조를 이룹니다. 1. 개념 설명 - “CPU는 사고, GPU는 실행”CPU와 GPU 모두 연산 장치이지만, 그 사고 방식이 완전히 다릅니다.구분CPUGPU구분CPUGPU목적다양한 연산과 제어대량 데이터 병렬 처리구조복잡한 제어 유닛, 적은 코어단순한 제어, 수천 개의 코어강점논리적 사고, 순차적 연산반복적 계산, 병렬 데이터 연산비유전략가 (Thinker)실..
[하드웨어 뜯어보기] CPU #16 - SIMD / 벡터 연산, 한 번에 여러 생각을 하는 두뇌 “한 번의 명령으로 여러 데이터를 동시에 계산하는 병렬 두뇌”핵심요약SIMD(Single Instruction, Multiple Data)는 CPU가 하나의 명령으로 여러 데이터를 동시에 처리하는 기술입니다.즉, 같은 생각을 여러 번 반복할 필요 없이 “한 번에 여러 생각을 하는 두뇌”입니다.이 구조는 영상 처리, 인공지능, 과학 계산 등 대량 데이터 연산의 핵심이 되었고,오늘날의 CPU·GPU·AI 칩의 병렬 처리 근간을 형성했습니다. 1. 개념 설명 - “같은 일을 여러 번 반복하지 않는다”기존의 CPU는 한 번에 하나의 데이터만 처리했습니다.예를 들어, 배열의 각 요소를 더하려면 이렇게 순차적으로 계산했죠:for (i = 0; i 하지만 SIMD 구조에서는, CPU가 다음처럼 한 번의 명령으로 4개..
[하드웨어 뜯어보기] CPU #15 - 파이프라인 해저드 & 분기 미스, 생각의 충돌을 다스리는 기술 완벽한 흐름 속에서도, 사고는 일어난다 - CPU의 스트레스 관리 기술핵심요약파이프라인 해저드(Pipeline Hazard)란 CPU 내부의 명령 실행 단계들이 서로 충돌해 흐름이 막히는 현상을 말합니다.그중에서도 분기 예측 실패(Branch Miss) 는 가장 흔한 병목의 원인입니다.즉, CPU가 ‘미래를 잘못 예측해서 엉뚱한 길로 들어선 상태’입니다.현대 CPU는 이 사고를 최소화하기 위해, 버블(대기), 재정렬, 예측 복원 같은 기술로 스트레스를 관리합니다. 1. 개념 설명 - “생각의 교통사고, 파이프라인 해저드”CPU의 파이프라인은 여러 단계의 명령을 겹쳐 처리하는 고속 생산 라인입니다.그런데 이 라인 위에서 명령 간 의존성이나 순서 문제가 생기면,다음 명령이 멈추거나 되돌아가야 하는 **‘교통..

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