[컴퓨터구조] CPU 아키텍처 (x86, ARM)

CPU 아키텍처를 설명하기 전에 ISA 개념을 알고 있으면 좋을 듯

 

ISA: Instruction Set Architecture는 CPU가 이해할 수 있는 명령어 집합이다.

이게 각각의 CPU 아키텍처마다 다름.

따라서 응용 프로그램이 해당 CPU에서 실행될 수 있도록 컴파일 할 때 맞는 CPU의 ISA, CPU 아키텍처에 따라야함.

 

CPU 아키텍처는 CPU의 설계(내부 구성요소, 데이터 버스, 레지스터)와 명령어 집합 (ISA)를 정의한다.

이는 다른 하드웨어와 소프트웨어 간의 상호작용에 사용되는 인터페이스 역할을 함

 

CPU 아키텍처 종류

• x86 아키텍처 (CISC: Complex Instruction Set Computing 계열)
  • 이름대로 복잡하고 다양한 명령어를 지원함. 그래서 한 개의 긴 명령어로 여러 작업을 수행할 수 있음.
  • 명령어의 길이가 가변적 → 해석이 복잡하고 실행 속도가 비교적 느릴 수 있음.
  • 복잡한 연산 즉 고성능이 필요한 연산을 (하나의 명령어로) 수행할 수 있음. (데스트톱에서 사용하기에 적합)
  • 때문에 전력 소모가 크고 발열이 많음
  • 대표적인 CPU : Intel, AMD (32비트 CPU는 x86, 64비트 CPU는 x86_64 로 표기)
    (OS: Windows, Linux, Mac OS (BigSur까지 지원)
• ARM 아키텍처 (RISC: Reduced Instruction Set Computing 계열)
  • 단순한(명령어 길이가 고정된) 명령어 세트.
  • 연산을 여러 개의 짧고 간단한 명령어로 수행해야 함. → CPU 설계가 단순해짐, 하나의 연산을 여러개의 짧은 명령어로 나누어야 해서 메모리 사용량 증가
  • 명령어 길이가 고정적이라 디코딩이 간단하고 실행 속도가 빠름
  • 때문에 저전력 설계에 적합 (모바일, 임베디드 기기. 배터리 기반 기기에서 효과적)
  • 대표적인 CPU : Apple Silicon (M1,M2,,), 등..
    (OS: Linux, MacOS (Monterey 부터), Android, iOS)

궁금해서 찾아본 이름의 유래

x86	Intel의 8086 CPU에서 시작, 이후 '86' 시리즈로 발전

ARM	영국 Acorn Computers의 Acorn RISC Machine에서 유래