CPU 구조

🤔 CPU란?

• CPU(중앙 처리 장치)는 PC에서 특정 입력(키보드, 마우스 등)이 들어오면 출력(모니터, 스피커)까지의 과정을 처리해 준다.

 

🚌 CPU의 4대 부속

• CU(Control Unit) : 들어온 명령어들을 해석하고 제어해 준다.
  • 정보들의 전송 통로 및 방향 지정, 동작 시간을 컨트롤해준다.
  • 명령어에 따라 메모리나 캐시에서 레지스터에 저장한다.
  • 주로 메모리와 ALU 사이 데이터를 오고 가게 하는 명령을 내린다.
• 레지스터(Register) : 메모리 중 가장 빠른 메모리(고속 메모리).
  • CPU 내부에 있으며, 저장 공간은 크지 않고, 데이터 처리 및 연산에 사용된다.
  • CPU는 레지스터의 데이터를 참고해 작업한다.
• ALU(Arithmetic Losic Unit) : 들어온 입력에 대한 산술, 논리 연산 처리를 담당한다.
  • 4칙연산, OR, AND 등 계산하여 레지스터에게 결과 값을 보내줌.
• Bus : ALU와 레지스터들 간의 데이터 이동을 위한 통로.
  • 제어 유닛으로부터 발생되는 제어 신호 선들로 구성된 내부 버스.

 

💻 CPU 작동 방식

• 입력 → CU에서 입력된 명령어들을 해석한다 → 해석된 정보들을 토대로 레지스터의 데이터를 ALU로 보내 들어온 입력에 대한 처리(이때 레지스터에 데이터가 없을 경우 메모리, 캐시를 거쳐 레지스터에 저장해 사용한다) → ALU에서 해독 및 결과 값을 다시 레지스터에 저장 → 출력

 

⛑️ CU(Control Unit)의 명령 처리 과정

인출 → 해석 → 실행 → 저장

인출(Fetch)	해석(Decode)	실행(Execute)	저장(Store)
메인 메모리(RAM)에 있는 명령어를 CPU 내부로 불러오는 작업	불러온 레지스터에 저장하고, 명령어를 해석한다.	디코딩된 명령어에 따라 캐시나 메모리에서 데이터를 가져와 ALU에 연산을 명령한다.	명령어 실행 결과는 다시 레지스터에 저장되고, 필요에 따라 캐시를 거쳐 메모리에 저장한다.