하드웨어 개요 및 구조SPARCS 11 undead

PC 의 기본 구성 제어장치

메인보드 연산장치

CPU

GPU

기억장치 RAM

HDD

SDD

출력장치 모니터

입력장치 마우스 키보드

기타 케이스 파워

CPU AMD Centaur Technology Elbrus International IDT Intel National Semiconductor Sandpile SIS ST Microelectronics Texas Instruments Transmeta ZF Micro Devices

CPU 의 역사

Intel 4004 1971~1981 계산기에 사용됨 . 108~740 kHz 4-bit 초당 46300~92600 연산 수행 Federico Faggin

Intel 8008 1972~1983 0.2~0.8 MHz 8-bit 초당 36000~80000 연산 수행

4-bit 프로세서인 4004/4040 보다 느리지만 8-bit 칩이기 때문에 RAM 을 더 빨리 / 많이 access 할 수 있음

Intel 8080 1974 2 MHz max. clock 8008 의 후속모델

같은 instruction set 을 사용 , source code compatible

기본적인 기능의 16-bit 64 kB 메모리 지원

Intel 8086 1978~1990s 5MHz~10MHz 16-bit 풀 기능 첫 x86 디자인

Signed integers

Base offset addressing

Self-repeating operations

PASCAL 등의 ALGOL 군 언어 지원

Intel 80186 1987~2007 6~25MHz 이하 생략한다 .

Intel 80286 1982~1990s 6~25 MHz 멀티유저 시스템 / 멀티태스킹 어플리케이션을 위해 디자인 됨 Protected mode 향상된 산술연산

Intel 80386 1985~2007 최초의 32-bit CPU 12~40 MHz

4004 4040

8008 8080

8086

80186

80286

80386

…

Intel 80486 1989~2007 16 MHz ~ 100 MHz

Intel Pentium P5 1993~1999 60~300 MHz Pentium with MMX Technology FDIV bug

Intel P6 Celeron Pentium Pro (150 MHz to 200 MHz) Pentium II Overdrive Pentium II (233 MHz to 450 MHz) Pentium II Xeon Pentium III (400MHz to 1.4 GHz) Pentium III Xeon

NetBurst Pentium 4 (1.3 GHz to 3.8 GHz) Pentium D (2.66 GHz to 3.73 GHz)

64-bit x86-64 듀얼코어 발열문제 ;;

AMD Athlon 64x2

Hyper pipelined Technology ( 파이프라인이 10->20) Rapid Execution engine (ALU 가 2 개 ) Execution trace cache ( 마이크로연산을 캐시로 저장해서 이중으로 연산하는 일이 없도록 함 )

AMD 가 듀얼코어 CPU 를 먼저 내놓으므로 주도권을 얻게됨

Core Core Solo Core Duo Core 2 Solo Core 2 Duo Core 2 Quad Core 2 Extreme

LGA 775 socket

Nehalem Core i3/i5 Clarkdale – 1156 socket, 2.8~3.46 GHz, 2 cores Core i5/i7 Lynnfield – 1156 socket, 2.40~3.06 GHz, 4 cores Core i7 Bloomfield – 1366 socket, 2.66~3.33 GHz, 4 cores

- 메모리가 프로세서에 직접적으로 연결되어있음 , DDR3 만 지원함- 전면부 버스가 QuickPath 로 대체됨 . 마더보드는 QuickPath 를 지원해야함- L3 캐쉬를 모든 코어가 공유 , L1/L2 코어 고유- 터보 부스트 기술 적용 미리 설정된 온도 / 전류적 제한 안에서 혼자 알아서 오버클락- NetBurst 에서 선보였던 하이퍼스레딩이 다시 등장함

Sandy Bridge ~3.6 GHz LGA 1155 socket Intel Core i-Series (2nd Generation) 32kB instr. + 32kB data L1 cache, 256kB L2 cache per core Shared L3 cache (including graphic) 초월함수 , AES 암호화 , SHA-1 해싱에 대한 성능 향상 영상 인코딩 / 디코딩에 대한 하드웨어적 지원 하이퍼스레딩으로 최대 8 개의 물리적 코어와 16 개의 논리적 코어 지원 내장 그래픽 지원

Ivy Bridge 2.5 GHz ~ 3.5 GHz 최대 50% 전력소모 감소 PCI Express 3.0 지원 Intel HD Graphics 가 DirectX 11, OpenGL 3.1, OpenCL 1.1 지원 . (OpenGL 4.0 예정 ) 새로운 임의수 생성자 !

Sandy Bridge 와 비교했을때 : 5%~15% CPU 성능 증가 25%~68% 내장 GPU 성능 증가 오버클럭시 동일 전력설정 상에서 20 도 가량 더 높음

인텔의 독주 , 그 다음은 ? Haswell (Mar~Jun 2013? / 2011 Intel Developer Forum)

1150 소켓 새로운 캐쉬 메모리 디자인 썬더볼트 지원 전력소모 감소

Broadwell (2014?) Skylake (2015?) Skymont (2016?)

인텔의 독주는 아마 계속될 겁니다 . 쭈욱 ~

Xeon 서버 , 워크스테이션 , 임베디드 시스템용 CPU 제품군 PC 군보다 큰 Cache Memory 안정적인 성능 1998~ 현재 (P6 Pentium II 부터 존재 ) 메인보드가 비쌈

Intel Tick-Tock

CPU 용어

CPU 용어 Core: 실질적 CPU 로 각종 논리적 연산을 수행함 . MultiCore CPU: 말 그대로

Core 가 여러 개인 CPU Hyperthreading: 한 개의 코어에서 리소스를 잘 분배해서 가상으로 두 개의 코어인 것 처럼 동작함 . 초창기 NetBurst 아키텍처 시절엔 효율이 좋지 않아 사장되었지만 Nehalem 아키텍처에서 부활 Cache: CPU 의 내장 RAM. Core 가 빠르게 접근 할 수 있으므로 클수록 CPU 자체가 빠르지만 비싸다 .

CPU 용어 Socket: CPU 가 메모리에 꽂히는 공간 . 핀의 개수와 동일 . 메인보드 CPU 호환성 안보고 사면 망함 제조 공정 : CPU 제조 공정의 크기 . 작을 수록 소모전력이 줄어들고 발열이 줄어든다 . Stepping: CPU 구조의 미세한 변화 혹은 공정의 변화에 따른 제품의 차이를 기록한 것 . 하드웨어적으로 문제가 발생할 소지가 있을 때 문제를 수정한 후 Stepping 코드를 올리는 방식 . TDP(Thermal Design Power): 열 설계 전력 . 최대 전력소비 시에

발생하는 열의 양으로서 낮을 수록 좋다 .

CPU 용어 Clock: CPU 의 작동 속도 . FSB 에

Multiplier 를 곱한 값 . 보통 높을수록 빠르지만 Cache, 메모리 컨트롤러에따라 성능이 다를 수도 있다 . FSB (Front-Side Bus): CPU 와 RAM 이통신하는 통로 . ( 오른쪽 Core Speed 가제 FSB rate 입니다 .) Multiplier: 내부 CPU clock rate 와 지원 clock 의 비 . 저전력 환경 시 CPU 사용량이 적으면 낮아질 수도 있음

Mainboard

Ne

Pre-NehalemNehalem:BlookField, LynnField

QPI 적용

Sandy Bridge

DMI 적용

Mainboard – Specification

Mainboard for servers

RAM 어느 위치에 저장된 데이터든지 접근하는데 동일한 시간이 걸리는 휘발성 메모리 컴퓨터의 주 기억장치로 사용됨

DDR (Double Data Rate) 동일 클럭에서 대역폭을 2 배로 늘려준다 . DDR 버전에 따라 물리적인 홈의 위치 , 클럭 속도 , 파이프라이닝 깊이가 다르다 .

Memory wall 이란 ? 나날이 증가하는 CPU 내부 속도와 외부 속도의 차이

제한된 chip 사이에 bandwidth

1986~2000년도 사이 CPU 속도는 연평균 55% 증가했지만 메모리 속도는 불과 10%

결과적으로 병목현상 초래

Multi-channel memory architecture DRAM과 CPU 의 메모리 컨트롤러 사이의 전송속도를 향상시키기 위한 기술

DRAM과 memory controller 사이에 채널을 추가한다 Dual-Channel: 2 개의 채널 Triple-Channel: 3 개의 채널

Intel Core i7-900 이상 /Xeon, LGA 1377

최대 25.6 GB/s 전송률빠른 시스템 퍼포먼스 + /watt 효율 제한적 환경 (3-Channel 슬롯 , 동일한 메모리 용량 / 속도 )

Quadruple-Channel Intel Core i7과 Intel Xeon 몇몇 모델 , LGA 2011

Triple-Channel과 비슷하게 제한된 환경 . 조건에 부합하지 않으면 downgrade operation

Memory timings DRAM 성능의 측정도 숫자가 작을수록 반응시간이 짧으므로 빠른 RAM

오버클럭으로 낮추기도 하지만 과도하게 낮추면 신호를 놓쳐 시스템이 불안정해짐

Error-Correcting Code Memory 컴퓨터 시스템 내부의 전자기적 간섭 때문에 DRAM 의 특정 bit 의 값이 다른 방향으로 뒤집힐 수 있다 . ECC 를 이용해 이를 바로잡을 수 있다 . (Hamming code) PC 에서는 RAM 의 성능이 좋기 때문에 비교적 memory corruption 의 여파가 미미하지만 , 안정성을 추구하는 서버에서는 사용된다 .

Hard Disk Drive Platter – 데이터가 기록되는 곳 Spindle – Platter 를 회전시킴 Head – Platter 에 데이터를 기록하는 전자석서버용 HDD? 제품 군이 따로 있지는 않다 . 보통 핫스왑 ( 서비스 중단 없이 하드웨어를 추가 / 교체 ) 을 지원한다 . 시스템용 OS 는 서버 내부에 RAID 용 HDD 는 전면에서 삽입

Solid-State Drive Flash memory 기반 속도가 빠름 충격에 강함 HDD 와는 달리 실제로 동작하는 부품이 없음 ( 기계식 전자식 ) 데이터 기록 /삭제 횟수가 한정되어 있음 ( 사용 수명 有 )

PC 용으로 사용하려면 부팅디스크로 사용하되 , I/O 가 잦은 캐쉬 , 임시 파일 폴더 등은 HDD 로 옮기는게 좋다 .

RAID 디스크 어레이 기술 Redundant Array of Independent Disks ( 독립 디스크의 여분 배열 ) 디스크 어레이란 각각의 하드디스크를 굴비 엮듯 하나로 엮어 하나의 논리 드라이브로 구성하는 기술을 말한다 . 원래는 적은 용량의 하드에 큰 용량의 자료를 담으려고 응용됨 . 하드디스크 용량이 점차 커지면서 저장 용량이 아닌 데이터 보호 및 디스크 성능 문제 때문에 적용하는 경우가 많아짐 표준 RAID 레벨

RAID 구성 방식하드웨어적 RAID RAID Chip 에 기반함 고비용 핫스왑 지원 부트 파티션으로 사용 가능 RAID 5,6단계에서 뛰어난 성능 중요한 서비스라면 하드웨어 RAID를 구성하는 편이 낫다 .

소프트웨어적 RAID CPU 성능에 기반함 저비용 RAID 0, 1단계에서 하드웨어보다 나은 성능을 보여줄 수도 있음 가정용 , 소규모 기업용

RAID 0 Parity 가 없는 striping 된 세트 . 적어도 2 개의 디스크 필요 . Block 단위 스트라이핑 패리티가 없으므로 한 군데에서라도 에러가 발생하면전체 데이터의 손실로 이어짐 많은 디스크가 연결될 수록 데이터 손실의 위험이 커짐 100 개의 데이터를 쓰는데 10 초가 걸리는 파일을 하드디스크 두 개를 하나로 묶어 50 개 씩 나누어 담으면 저장 /읽기 시간이 절반으로 줄어드는 원리 . 하드디스크 용량이 다를 경우 용량이 적은 것이 주도권을 쥐므로 용량이 다르면 제 용량을 전부 쓰지 못함 같은 용량을 두 개 쓰는 것이 좋음

RAID 1 Parity/Stripe 가 없는 Mirroring 된 세트 . 최소 2 개의 디스크 Block 단위 Mirroring 데이터 용량보다 읽기 속도가 중시될 때 유용 분할 탐색을 지원하는 다중 스레드를 지원하는 OS 에서읽기 성능 향상

쓰기 시도 시 약간의 성능 저하 적어도 하나의 드라이브가 기능하는 한 배열이 동작함 안정성

RAID 2 Bit 단위 striping Hamming-code parity 적어도 3 개 이상의 드라이브 Parity 에 따라 복구가능 개수가 달라짐 디스크 소모량이 큼 표준 RAID 레벨 중 유일하게 사용되지 않음

상업적인 응용처가 전무

RAID 3 RAID 2 의 개선형 Byte 단위 striping 하나의 드라이브를 Parity 관리에 일임

( 적어도 3 개의 디스크 ) 하나의 디스크 오류까지 복구 가능 여러 개의 요청을 동시에 처리할 수 없음 기계적으로 동시에 읽어야함 (head 가 같이 움직임 ) Sequential read/write 에 적합

Random access 의 경우에는 hell

제한적인 용도 때문에 거의 실용되지 않음

RAID 4 RAID 3 의 개선형 Block 단위 striping, parity 일임 최소 3 개의 디스크 하나의 디스크 오류까지 복구 가능 다중 요청을 동시에 처리할 수 있음 쓰기 시도 시 parity disk 에 대한 부하 /병목현상 역시 자주 볼 수 없는 RAID 기법

RAID 5 Block 단위 striping, 분산된 parity 최소 3 개의 디스크 1 개의 디스크 오류까지 복구 가능 Parity 가 분산되었으므로 Parity disk 에 대한 부하도 없고 , 잘 분산되어 있으므로 비교적 쾌적하다

RAID 6 RAID 5 를 개선해 block 단위 striping 을두 개의 parity block 을 이용해 분산 저장 읽을 때 성능 저하가 없으나 쓸 때는 약간의 저하가 있음 .

주로 RAID 제공자 / 생산자의 아키텍처에 따라 성능에 차이가 있음 RAID 5 와 비교해 용량적인 면에서는 효과적이지 않으나 보다 안정적임 최소 4 개의 디스크 필요 3 개의 디스크 오류까지 복구 가능

Nested RAID RAID 0+1: RAID 0 의 복제본이 존재 최소 4 개의 디스크

쓰기 실패율이 줄어들고 성능은 늘어나지만 복잡도가 증가함 Stripe 의 복제본을 생성

RAID 1+0 (RAID 10): 복제본을 stripe 최소 4 개의 디스크 쓰기 실패율이 줄어들고 성능은 늘어나지만 복잡도가 증가함 Mirror 를 stripe 뜸

RAID Parity XOR Boolean 로직 사용

0 XOR 0 = 0

0 XOR 1 = 1

1 XOR 0 = 1

1 XOR 1 = 0

Graphic Card

Graphic Card 그래픽 연산을 가속시키는데 특화된 연산장치이다 .

3D graphics rendering, 2D picture drawing 에 특화된 부동소수점 연산 근래 pipelining 이 심화되면서 GPU 가 병렬화함에 따라 GPGPU 가 발전 서버에서는 일반적인 그래픽 연산용이 아닌 GPGPU 의 기능을 수행한다 . 물론 PC 에서는 미끈매끈한 그래픽 연산을 위해 사용한다 .

General-Purpose Graphics Processing Unit 이전에는 그래픽측면의 연산만을 담당했던 GPU 에게 전통적으로 CPU 가 담당했던 역할도 부여하는 것 . (co-processing) 병렬 컴퓨팅의 일종

GPU 가 가진 stream processor 를 logical operation 에 활용 NVIDIA 의 CUDA

이미지 / 동영상 처리 , 컴퓨터 생명공학 , 화학공학 , 유체 역학 시뮬레이션 , CT 이미지 복원 , 지진 분석 등 C 언어를 비롯한 산업 표준 언어를 사용하여 그래픽 처리장치에서 수행하는 알고리즘을 직접 작성할 수 있게 하는 기술

그래픽 카드의 성능 보통 3DMarks 와 같은 벤치마킹 툴로 점수를 내어 비교한다 .

3DMarks 버전 별로 점수에 차이가 있다 .

Google Overclock

TIP) GPU 모델명을 이용한 비교 . By rodumani

그래픽카드의 모델명은 주로 첫자리는 세대 , 둘째자리는 성능 , 알파벳은 세부성능 으로 분류된다 .

따라서 둘째자리 숫자가 높은것이 성능이 좋다 .

하지만 3 세대 이상을 건너뛰기는 힘들다 . EX) Geforce GTX580, GTX560Ti, GTX480

GTX580 과 GTX480 은 둘째자리가 같으나 첫째자리가 GTX580 이 더 높으므로 GTX580 이 성능이 좋다 .

GTX480 과 GTX560Ti 는 전자가 두번째자리가 더 높으므로 GTX480 이 성능이 더 좋다 .

하지만 때로는 아키텍쳐의 변화에 따라 성립되지 않는경우도 있다 . ( 전력소모량은 특히 세대를 따르는 편이다 .)

Power Supply 스타에서 인구수가 늘어나면 보급고를 관리하듯컴퓨터도 부품이 먹는 전력에 따라 적절히 달아주어야 한다 ! 안정성이 무엇보다 중요하다 ! 비싼 부품 맞췄는데 파워 잘못 맞췄다가 한꺼번에 펑 ! 정격 출력이 일정하면 좋다 . 컴퓨터 전체의 전격사양이 파워의 출력에부합하는지 확인하자 http://extreme.outervision.com/psucalculatorlite.jsp

제품별로 가격차이가 그리 큰 편이 아니므로무리하게 돈을 아낄 필요는 없을 듯 하다 .

케이스 케이스는 컴퓨터의 부품을 담는 틀 . 부품의 내구도를 보존하고 , 안전하게 보관하고 적절한 온도를 맞춰주어야 좋은 케이스이다 . 케이스가 작으면 조립할 때 힘들다 . 쿨링에 안좋다 . 선 정리가 힘들다 .

케이스는 슬림하다고 좋은게 아니다 .

좋은 케이스찾아보면 정말 다양한 디자인의 케이스들이 많다 . 뭐가 좋은거지 ? 통풍이 잘된다 .

열이 안빠지면 컴퓨터는 8:45

튼튼하다 . 여기저기 치여도 부품을 보호해야한다 . 가끔 발을 올려두면 편할 때도 있다 .

먼지를 잘 차단한다 . 필터 , 팬 등 여러가지 방법이 있다 . 본체 열고 뜯어보면 먼지가 어느새 수북이…

카 ..카와이하다 부품은 바꿔도 케이스는 웬만하면 안바꾼다 . 이왕이면 다홍치마라고 오래 쓸거 보기 좋은 걸로 사자 .

서버용 케이스 : Rack Server Rack Mount 에 장착되어 사용되는 서버 많은 양의 서버를 밀집된 공간에 차곡차곡 보관할 수 있다 . 사진은 Rack Mount 에 서버를 차곡차곡 담고 ,

Rack Cabinet 을 한 곳에 모아 구성한 Server cluster

키보드 멤브레인 키보드

일반적인 사용자의 키보드 펜타그래프 키보드

일반적인 Laptop 키보드 기계식 키보드

명예로운 전산인의 키보드( 다양한 옵션 탑재 )

수준급 게이머의 키보드

기계식 키보드단점 : 시끄럽다 . 비싸다 . 무겁다 . 중독된다 .

장점 : 시끄럽다 .

뭔가 별거 안 해도 엄청 열심히 일하는 것 같다 .

빠르다 . 동시입력 . 키보드 딜레이 최소화 .

쓸모가 많다 . 멋있다 . 예쁘다 . 커스터마이징이 가능하다 . 키감이 환상이다 .

기계식 키보드 – 스위치청축 시끄럽다 . (과도한 클릭음 ) 타이핑의 쾌감이 있다 . Original 기계식갈축 키압이 낮다 . 클릭이 살짝 걸리는 느낌이다 ( 사각사각 ) 문서작업할때 좋다고 한다 .

기계식 키보드 – 스위치흑축 키압이 가장 높은 대신 30% 정도만 눌려도 입력이 먹힌다 . ( 리니어 ) 구름타법이 가능해진다 . 게임에 가장 적합하다 .

적축 키압은 갈축 정도로 낮지만 리니어 방식이라 역시가볍게 구름타법이 가능하다 . 장시간 빠른 입력이 필요한 환경게임에 어울린다 .

백축 흑축보다 키압이 낮지만 다른 스위치보다는 높은 편

http://leaderskey.com/bbs/board.php?bo_table=m_keyboard&wr_id=2

우왕 끝 ㅋ 수고하셨습니다