영수 : “철수야, 나 컴퓨터 하나 사려고 하는데 추천 좀 해줘”

철수 : “가격은 어느 정도 생각하고 있냐”

영수 : “글쎄, 어느 정도가 쓸만할까?”

철수 : “코어i5를 원해? 아니면 코어i7을 원해?”

영수 : 코어…뭐?

위 대화에서 철수는 영수에게 어떤 CPU를 원하느냐고 묻고 있다. 컴퓨터를 새로 살 때 가장 먼저 결정해야 하는 게 어떤 CPU가 탑재된 모델을 구매할 것인지다. 당연히 성능 놓은 CPU를 탑재한 컴퓨터는 비싸고, 성능이 상대적으로 떨어지는 CPU가 들어있는 컴퓨터는 저렴하다.

대체 CPU가 뭐길래, 컴퓨터 살 때 가장 먼저 고려해야 하는 걸까.



좋은 CPU는 어떻게 골라?


CPU(Central Processing Unit)를 직역하면 ‘중앙처리장치’다. 들어오는 모든 명령이나 데이터는 CPU가 컴퓨터가 알아들을 수 있는 언어인 ‘컴퓨터어’로 가공한다. 기계는 사람이 쓰는 언어를 이해할 수 없기 때문이다. 명령을 이해한 컴퓨터는 연산 후에 적절한 결과값을 출력하는데, 번역, 연산, 출력까지의 전반적인 과정이 CPU에서 진행된다. 사람으로 치면 CPU는 두뇌라고 볼 수 있다. 이 CPU는 PC나 노트북부터 시작해서 태블릿, 스마트폰, 웨어러블 기기까지 사람과 기기가 상호작용해야 하는 모든 디바이스에 탑재된다.

그렇다면, 성능 좋은 CPU란 무엇일까. ‘머리가 빠르게 돌아가는 사람’을 보고 똑똑하다고 이야기하는 것처럼, ‘빠르게 일을 처리하는 CPU’를 성능 좋은 CPU라고 여긴다. 이 CPU의 성능을 높이는 방법은 크게 두 가지다. 우선, 연산 속도 자체를 빠르게 만드는 방법이다. CPU는 ‘일을 처리하라’는 디지털 신호에 맞춰서 데이터를 처리한다. 이때 주어지는 디지털 신호를 ‘클럭(Clock)’이라고 한다. 보통 1초 당 몇 번 신호가 전달되는지를 GHz(기가헤르츠)라는 단위로 표기한다. 이 클럭 속도가 높을수록 성능이 좋은 CPU다.

또 다른 방법은 분업 형태로 연산 처리를 하는 것이다. CPU에서 연산 처리를 하는 부분은 ‘코어(Core)’다. 이 코어가 늘어나면 연산 처리를 담당하는 부분이 더 늘어난다는 의미다. 다시 말해, 더 효율적인 연산 처리를 위해 두 개 이상의 코어를 탑재한다. 이를 멀티코어 혹은 멀티코어 프로세서(Multi Core Processor)라고 한다. 듀얼, 트리플, 쿼드부터 시작해서 현재는 옥타(8개), 데카(10)개, 도데카(12개)까지도 탑재된다.

결론적으로, 동일한 가격에 성능 좋은 CPU를 찾는다면, 클럭 속도와 코어 등을 면밀히 따져서 확인하는 것이 좋다.

전자계산기용 부품, 컴퓨터 역사를 쓰다

우리가 지금 알고 있는 CPU 칩의 정식 명칭은 마이크로프로세서(MPU)다. 초기 컴퓨터는 크기가 방 하나를 차지할 정도였는데, 당시 CPU는 칩이 아닌 몇 장의 기판에서 구동됐지만, 인텔이 1971년 최초의 상용 마이크로프로세서를 개발했다. 4비트 프로세서 ‘인텔 4004’다.


원래 인텔 4004는 전자계산기에 탑재할 용도로 개발됐다. 하지만 이 칩이 기존의 CPU 구조를 대체할 수 있을 것이라고 판단한 인텔은 지속해서 이 칩을 개발해 나간다. 이후 1972년 8비트 CPU를 개발하고, 성능을 향상시킨 인텔 8080도 출시한다. 인텔 8080은 비디오게임과 가정용 컴퓨터에 탑재되면서, 널리 확산된다.

이 때, 인텔은 두 가지 큰 결심을 하게 된다. 그간 고수해 오던 메모리 사업에서 철수하는 것과 프로세서 위탁생산을 중단하는 것이다. 원래 인텔은 도시바, 히타치 등 일본 반도체기업과 D램 경쟁을 펼치고 있었다. 또한, 프로세서를 AMD, NEC, 후지쯔 등 10곳에 위탁생산하고 있었다. 하지만 CPU 사업에 집중하고, 기술 유출의 위험성을 줄이기 위해 이같은 선택을 했다.

과감한 선택과 집중을 단행한 결과, 인텔의 CPU 역량은 기하급수적으로 증가했다. 24개월마다 반도체 성능이 2배씩 좋아진다는 ‘무어의 법칙’도 선보였다. 이렇게 CPU 시장은 인텔의 독점 체제가 되는 듯했다.

사수하려는 인텔, 뺏으려는 AMD, 개선되는 CPU

그러나 인텔의 라이선스를 받아 위탁 생산을 했던 AMD가 무서운 속도로 추격하고 있었다. AMD는 인텔이 위탁을 중단한 이후에도, 확보해 놓은 기술을 기반으로 CPU를 연구했다. 그렇게 1991년 인텔 80386과 호환이 가능한 AM386을 출시하고, 1995년에는 자체 생산한 프로세서 ‘K5 프로세서’도 공개한다. 인텔에 정면으로 도전장을 내민 것이다.

현재 CPU 시장은 인텔의 영향력이 엄청나지만  AMD도 최근 인텔을 위협할 정도로 성장했다. 인텔이 듀얼코어를 출시했을 때, AMD도 곧이어 듀얼코어 제품을 출시했고, 인텔이 신제품 시리즈를 출시하면 AMD도 새로운 시리즈를 출시했다. 인텔코어 i 프로세서가 시장을 휩쓸었던 2017년 AMD가 가성비 좋은 라이젠 시리즈를 공개했다.


CPU 성능을 측정하는 패스마크(PassMark) 소프트웨어의 통계에 따르면, 2019년 2분기 CPU 시장은 인텔이 76.8%, AMD가 23.1%를 기록했다. 하지만 2020년 2분기에는 인텔이 64.9%, AMD가 35%를 보였다. 데스크톱 영역에서는 AMD가 48%의 시장점유율을 기록하며, 절반 가까이 차지했다.

2019년 7월 AMD가 신 프로세서 3세대 라이젠을 공개하면서 다시 시장에서 반등세를 보였다는 분석이다. 인텔도 최근 신제품 ‘인텔코어 i 시리즈 11세대’를 출시하는 등 꾸준히 기술력을 높여가고 있다. 인텔과 AMD가 경쟁적으로 신제품을 출시하고 있는 가운데, 이들의 경쟁이 지금의 컴퓨팅 성능을 구현했다는 평가를 받고 있다.

글.바이라인네트워크
<홍하나 기자> <배유미 인턴기자>


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