CPU 연산체계 이해하기

안녕하세요. 매일 IT, 밀릿입니다. 이번 포스팅에서는 32비트, 64비트 등으로 표시되는 CPU 연산체계에 대해 알아보려고 합니다. 언제부터인가 인터넷에서 응용 프로그램을 다운로드 받다보면 32비트 지원, 64비트 지원 등과 같이 어떤 '버전'에 따라 자신의 PC 사양에 맞는 프로그램을 설치하도록 안내하고 있는 문구들을 만나볼 수 있었습니다. 컴퓨터의 이론적인 부분에 크게 관심이 없었던 터라 그 숫자가 PC의 운영체제가 32비트를 지원하는지 64비트를 지원하는지 묻고 있다는 것을 알게된 시기는 꽤 나중이었습니다.

CPU에 대해 공부를 해나가며 운영체제가 64비트, 32비트 등의 종류로 나뉘는 것과 마찬가지로 CPU또한 32비트 연산체계, 64비트 연산체계 등으로 스펙이 나뉘어있다는 것을 알게 되었습니다. CPU 구매를 위해 온라인 사이트에서 상품을 검색하면 제품 상세 페이지에서 확인할 수 있는 성능 안내표에도 해당 CPU가 지원하는 연산체계가 무엇인지 기재되어 있었습니다. 그렇다면 이 연산체계는 PC의 성능에 어떤 식으로 영향을 주는 건지 궁금해집니다. 윈도우 64비트 운영체제에 이어 응용 프로그램들도 점점 32비트보다 64비트를 지원하는 식으로 변화하고 있는데, CPU도 32비트 보다 64비트가 성능면에서 우월한 것인지 알아보도록 하겠습니다.

 

 

전자제품 전문 쇼핑몰 '다나와'에서는 상세 페이지에 안내된 제품의 성능별 수치에 대한 해석을 돕기 위해 각 용어별 정의와 설명을 별도로 제공하고 있습니다. 제가 검색한 한 CPU 제품은 연산체계가 64비트를 지원한다고 기재되어 있었습니다. 여기서 '연산체계'에 대한 설명으로 'CPU 내부에서 데이터를 처리하기 위해 계산을 할 때에 한 번에 처리가 가능한 데이터의 크기를 말한'다고 이야기하고 있습니다. 예를 들어 8비트 CPU 제품이 있다면 CPU 내부에서 한 번의 데이터를 처리할 때 8비트의 숫자만큼 연산처리가 가능하다는 뜻입니다.

위의 설명에서 '한 번'은 1Hz 단위를 말한다고 합니다. 'Hz' 단위는 지난 번 포스팅을 읽었던 분들이라면 눈에 익으실만한 단위입니다. 바로 CPU의 성능을 나타내는 다른 수치 중 하나인 '클럭'의 단위로 이용되는 수치입니다. CPU에서 '한 번'이 '1Hz'라면 8비트 CPU는 1Hz당 8비트의 숫자데이터를 처리할 수 있다는 말로 이해할 수 있습니다. 보통 최근에 출시되는 CPU의 클럭 수치가 기본 3.0 GHz에서 최대 4~5GHz까지 지원하고, 1 GHz는 10억 회인걸 감안하면 이미 8비트 CPU 만으로도 엄청난 양의 데이터가 연산에 사용된다는 것을 알 수 있습니다.

 

하지만 CPU는 4비트나 8비트 수준에 멈춰있지 않습니다. 16비트, 32비트, 64비트, 제한된 사용에서는 128비트 CPU까지 개발이 되었고 사용되고 있습니다. 1 클럭, 1 Hz에 32비트, 64비트의 데이터량을 처리할 수 있다면 그 단위가 10억으로 증가할 경우 처리되는 데이터의 양은 짐작하기 어려울 정도로 거대한 수준입니다. CPU는 2진수를 사용하므로 32비트 연산체계의 CPU는 2의 32승, 64비트 연산체계 CPU는 2의 64승에 달하는 숫자를 연산할 수 있음을 이해할 수 있습니다.

현대에는 8비트 CPU, 16비트 CPU가 과거에 존재했는지도 모를 정도로 32비트를 넘어 64비트 연산체계를 지원하는 CPU의 보급이 점점 더 늘어나고 있는 추세입니다. 그러나 여전히 단순한 어린이용 완구나 복잡한 연산이 필요하지 않은 단순 작동 가전제품 등의 메인보드에는 8비트 연산체계의 CPU가 널리 사용되고 있다고 합니다. 과거 하나의 PC를 지탱할 정도의 발명품이었던 CPU들이, 이제는 소형화되고 저렴해지며 가장 간단하고 전력소비가 적은 기본 전자제품을 제작하는데에 널리 사용되고 있다는 점이 신기하고 새롭게 느껴지기도 합니다.

---

32비트 CPU에 비해 64비트 연산체계를 가진 CPU는 한 번, 즉 1 클럭에 처리할 수 있는 데이터의 양이 두 배입니다. 그럼에도 연산 처리 속도는 32비트 CPU보다 64비트 CPU가 빠르기 때문에 64비트의 보급은 당연한 수순으로 보여집니다. 그리고 앞서 운영체제 이야기를 잠시 했는데, 운영체제를 선택할 때에도 CPU의 연산체계를 고려해야 한다고 합니다. 64비트 운영체제에서 32비트를 지원하는 프로그램이 하위 호환으로 구동되는 것과 마찬가지로, 32비트 운영체제를 64비트 연산체계를 가진 CPU를 이용하는 PC에 설치할 경우 하위호환으로 구동될 수 있는 것입니다. 하지만 반대의 경우, 즉 64비트 운영체제(윈도우 등)을 32비트 연산체계를 가진 CPU에 설치한다면 지원되지 않습니다.

 

우리가 PC에서 사용하는 주요 프로그램들은 32비트와 64비트를 지원하는 과도기의 모습을 보여주고 있지만, 최신 모바일 게임에서 64비트 사양을 지원하는 고사양 스펙이 점점 출시되는 경향으로 볼 때, 64비트로의 전환, 그리고 추세에 따라 더 높은 사양의 연산체계의 도입도 언젠가 이뤄질 거라는 생각이 듭니다. 매번 글의 마무리에 이야기하지만, PC로 웹서핑이나 문서작업 외에 별다른 작업을 하지 않는 분들이라면 여전히 32비트 CPU를 장착하더라도 PC 이용에 아무런 불편함이 없을 것입니다. 하지만 게임이나 고사양을 요구하는 디자인 작업, 그리고 큰 모니터 화면으로 한번에 여러 프로그램을 동시에 이용하는 것에 익숙한 세대라면 더 큰 연산체계를 지원하는 CPU를 장착하는 것이 PC 이용환경 개선에 도움이 될 것입니다.