CPU(Central Processing Unit)

1. 명령어 해석 및 연산을 수행하는 CPU의 개요

사용자의 명령어를 인출·해독·실행하여 산술연산 및 논리연산을 통해 시스템 동작 전반을 제어하는 처리장치이다.

2. CPU의 구성요소

구성요소	역할
CU (Control Unit)	명령어 해석 및 각 장치 제어
ALU (Arithmetic Logic Unit)	산술·논리 연산
Register (Register)	CPU 내부의 고속 임시 저장
Cache (Cache Memory)	CPU-메모리 속도 차이 완화
Bus (System Bus)	주소·데이터·제어정보 전달

2-1. CPU 제어장치의 구현 유형

구분	고정배선 제어	마이크로프로그램 제어
구현	논리회로로 제어기능 구현	제어 메모리의 Microcode로 구현
속도	빠름	상대적 느림
변경	변경·확장이 어려움	Microcode 변경으로 확장 용이
적용	RISC에 적합	CISC에 적합

3. CPU 명령어 처리 과정

Fetch → Decode → Execute → Write Back 인출　　　해독　　　실행　　　저장

① Fetch : PC가 가리키는 메모리에서 명령어 인출
② Decode : IR에 저장된 명령어를 CU가 해독
③ Execute : ALU 등에서 명령어 연산 수행
④ Write Back : 연산 결과를 Register 또는 Memory에 저장

4. 성능향상 기술

구분	핵심 기술	목적
명령어	Pipeline	여러 명령어 중첩 처리
병렬처리	Superscalar	여러 명령어 동시 실행
제어	Branch Prediction	분기 대기시간 감소
메모리	Cache	CPU-Memory 속도 차이 완화
구조	Multi-Core	여러 Core 병렬처리
명령어	SIMD	하나의 명령으로 여러 데이터 처리