프로세서(컴퓨팅)

Processor (computing)
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컴퓨팅 및 컴퓨터 과학에서 프로세서 또는 처리 장치는 외부 데이터 소스(일반적으로 메모리 또는 기타 데이터 스트림)[1]에서 작업을 수행하는 전기 부품(디지털 회로)입니다.일반적으로 마이크로프로세서의 형태를 취하며, 단일 금속 산화물 반도체 집적회로 칩에 구현할 수 있습니다.과거에는 프로세서가 여러 개의 개별 진공관,[2][3] 여러 개의 개별 트랜지스터 [4]또는 여러 개의 집적회로를 사용하여 구성되었습니다.오늘날 프로세서는 내장 트랜지스터를 [5][6]사용합니다.

이 용어는 시스템의 [7]중앙 처리 장치(CPU)를 나타낼 때 자주 사용됩니다.그러나 그래픽 처리 장치(GPU)[8]와 같은 다른 코프로세서를 참조할 수도 있습니다.

전통적인 프로세서는 일반적으로 실리콘을 기반으로 하지만, 연구자들은 탄소 나노튜브,[9] 그래핀,[10] 그리고 주기율표의 [11]3족과 5족 원소들로 만들어진 합금과 같은 대체 물질에 기초한 실험용 프로세서를 개발했다.하나의 실리콘 원자로 이루어진 트랜지스터는 1개의 원자 높이와 다른 2D 물질로 이루어져 [12]프로세서에 사용하기 위해 연구되었다.양자 프로세서가 생성되었습니다.양자 프로세서는 온/[13][14]오프 상태뿐만 아니라 비트(큐비트라고 함)를 나타내기 위해 양자 중첩을 사용합니다.

무어의 법칙

시간에 따른 트랜지스터 수, 무어의 법칙을 보여줍니다.

고든 무어의 이름을 딴 무어의 법칙은 집적회로, 즉 프로세서의 트랜지스터 수가 2년마다 [15]두 배씩 증가한다는 역사적 추세를 통해 관찰하고 투영하는 것입니다.프로세서의 진보는 무어의 법칙을 면밀히 [16]따랐습니다.

종류들

중앙 처리 장치(CPU)는 대부분의 컴퓨터에서 기본 프로세서입니다.이들은 몇 가지 도메인 고유의 태스크뿐만 아니라 다양한 일반적인 컴퓨팅 태스크를 처리할 수 있도록 설계되었습니다.폰 노이만 아키텍처에 근거하는 경우, 적어도 제어 유닛(CU), 산술 논리 유닛(ALU) 및 프로세서 레지스터를 포함한다.실제로 PC의 CPU는 메인보드를 통해 메인 메모리 뱅크, 하드 드라이브 또는 기타 영구 스토리지, 키보드나 마우스 등의 주변기기에 연결되어 있습니다.

그래픽 처리 장치(GPU)는 많은 컴퓨터에 탑재되어 있으며 선형 대수를 포함한 컴퓨터 그래픽 작업을 효율적으로 수행할 수 있도록 설계되었습니다.이들은 매우 병렬적이며 일반적으로 시리얼 처리가 필요한 태스크에서 CPU의 성능이 향상됩니다.GPU는 원래 그래픽스에서의 사용을 의도하고 있었지만, 시간이 지남에 따라 애플리케이션 도메인이 확대되어 머신 [17]러닝에 있어서 중요한 하드웨어가 되었습니다.

머신러닝에 특화된 프로세서는 몇 가지 형태가 있습니다.이들은 AI 가속기(신경처리장치, NPU로도 알려져 있음) 범주에 속하며 비전처리장치(VPU)와 구글의 텐서처리장치(TPU)를 포함한다.

사운드 칩과 사운드 카드는 오디오 생성 및 처리에 사용됩니다.Digital Signal Processor(DSP; 디지털 신호 프로세서)는 디지털 신호를 처리하기 위해 설계되었습니다.화상 신호 프로세서는 특히 화상 처리에 특화된 DSP입니다.

물리 처리 장치(PPU)는 특히 비디오 게임에서 물리 관련 계산을 효율적으로 수행하기 위해 구축되었습니다.

Field-Programmable Gate Array(FPGA; 필드 프로그래머블게이트 어레이)는 제조 중에 특정 애플리케이션 도메인에 잠기지 않고 다양한 용도로 재구성할 수 있는 특수한 회로입니다.

Synergistic Processing Element or Unit (SPE 또는 SPU)는 셀 마이크로프로세서의 컴포넌트입니다.

서로 다른 회로 기술에 기반한 프로세서가 개발되었습니다.예를 들어 양자 프로세서는 양자 물리학을 사용하여 기존 컴퓨터(기존 회로를 사용하는 컴퓨터)에서는 불가능한 알고리즘을 가능하게 합니다.또 다른 예로는 반도체 [18]전자제품 대신 빛을 이용해 연산을 하는 포토닉 프로세서가 있다.프로세서의 [19]내부 레이저에 의해 발생하는 빛을 광검출기가 검지하는 것으로 처리된다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ "Oxford English Dictionary". Lexico. Retrieved 25 March 2020.
  2. ^ "The Legendary IBM 1401 Data Processing System" (PDF).{{cite web}}: CS1 maint :url-status (링크)
  3. ^ "IBM100 - The IBM 700 Series". www-03.ibm.com. 2012-03-07. Retrieved 2022-01-28.
  4. ^ "Megaprocessor". www.megaprocessor.com. Retrieved 2022-01-28.
  5. ^ "Reading: The Central Processing Unit Introduction to Computer Applications and Concepts". courses.lumenlearning.com. Retrieved 2022-01-28.
  6. ^ "The Silicon Engine".
  7. ^ "Oxford English Dictionary". Lexico. Retrieved 25 March 2020.
  8. ^ Sakdhnagool, Putt (4 September 2018). "Comparative analysis of coprocessors". Concurrency and Computation Practice and Experience. 31 (1) – via Wiley Online Library.
  9. ^ Hills, Gage; Lau, Christian; Wright, Andrew; Fuller, Samuel; Bishop, Mindy D.; Srimani, Tathagata; Kanhaiya, Pritpal; Ho, Rebecca; Amer, Aya; Stein, Yosi; Murphy, Denis (2019-08-29). "Modern microprocessor built from complementary carbon nanotube transistors". Nature. 572 (7771): 595–602. doi:10.1038/s41586-019-1493-8. ISSN 0028-0836.
  10. ^ Akinwande, Deji; Huyghebaert, Cedric; Wang, Ching-Hua; Serna, Martha I.; Goossens, Stijn; Li, Lain-Jong; Wong, H.-S. Philip; Koppens, Frank H. L. (2019-09-26). "Graphene and two-dimensional materials for silicon technology". Nature. 573 (7775): 507–518. doi:10.1038/s41586-019-1573-9. ISSN 0028-0836.
  11. ^ Riel, Heike; Wernersson, Lars-Erik; Hong, Minghwei; del Alamo, Jesús A. (August 2014). "III–V compound semiconductor transistors—from planar to nanowire structures". MRS Bulletin. 39 (8): 668–677. doi:10.1557/mrs.2014.137. ISSN 0883-7694.
  12. ^ Li, Ming-Yang; Su, Sheng-Kai; Wong, H.-S. Philip; Li, Lain-Jong (March 2019). "How 2D semiconductors could extend Moore's law". Nature. 567 (7747): 169–170. doi:10.1038/d41586-019-00793-8. ISSN 0028-0836.
  13. ^ "quantum computer Description & Facts Britannica". www.britannica.com. Retrieved 2022-01-28.
  14. ^ "Experimental Implementation of Fast Quantum Searching" (PDF).
  15. ^ "Moore's law: computer science". Britannica.com. Retrieved 2022-01-28.
  16. ^ "Moore's Law". www.umsl.edu. Retrieved 2022-01-28.
  17. ^ "CPU vs. GPU: What's the Difference?". Intel. Retrieved 2022-02-27.
  18. ^ Sun, Chen; Wade, Mark T.; Lee, Yunsup; Orcutt, Jason S.; Alloatti, Luca; Georgas, Michael S.; Waterman, Andrew S.; Shainline, Jeffrey M.; Avizienis, Rimas R.; Lin, Sen; Moss, Benjamin R. (December 2015). "Single-chip microprocessor that communicates directly using light". Nature. 528 (7583): 534–538. doi:10.1038/nature16454. ISSN 0028-0836.
  19. ^ Yang, Sarah; Relations , Media (2015-12-23). "Engineers demo first processor that uses light for ultrafast communications". Berkeley News. Retrieved 2022-01-28.
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