마이크로 프로세서와 메모리

CPU

Central Processing Unit.

컴퓨터의 3대 기능인 기억, 연산, 제어를 종합하는 장치이다. 프로그램의 명령어를 해석하여 데이터를 연산/처리하는 역할을 담당하고 있다. CPU의 내부는 ALU(Arithmetic Logic Unit)와 레지스터(Register)로 구성된다.

ALU는 일반적으로 엇셈, 뺄셈, 곱셈 및 특수한 연산 등을 수행하고, 레지스터는 연산 결과나 연산할 데이터를 저장하는 용도로 쓰인다. 레지스터는 CPU만 사용할 수 있는 특수 목적의 예약된 메모리(Registered Memory)이다.

메모리

ROM (Read Only Memory)

코드를 저장하는 용도로 사용된다. 일반적으로 한번 기록한 데이터는 전원 유지와 상관없이 반영구적으로 저장된다. 삭제나 수정이 불가능한 기억장치이다. 전력 공급과 무관하게 데이터가 유지되는 비휘발성이 특징이다.

RAM (Random Access Memory)

데이터 저장용으로 사용된다. 사용자가 자유롭게 내용을 읽고 쓰고 지울 수 있다. ROM과 함께 컴퓨터의 주기억장치로 CPU에서 이뤄진 연산을 메모리에 기록하고 또 읽어온다. 단, RAM에 저장된 데이터는 전원이 꺼지면 지워지기 때문에 RAM은 휘발성 기억장치이다.

SRAM (Static Random Access Memory)

SRAM에 데이터를 한번 기록하면 전원이 공급되는 동안 데이터가 유지된다. 트랜지스터로 구성된 논리 회로로 이루어지며 외부 신호에 따라 내부의 값을 유지하는 방식으로 데이터를 기록한다. 이렇게 데이터 저장 능력을 갖춘 논리 회로를 플립플롭이라고 한다.

DRAM (Dynamic Random Access Memory)

SRAM 보다는 느리지만 간단한 구조 덕분에 집적도를 쉽게 높일 수 있다. DRAM은 트랜지스터 하나와 캐패시터 하나로 만들어져 있어서 고집적화가 가능한 것. 따라서 SRAM 보다 싸고 전력 소비도 낮아서 CPU의 주 기억장치로 가장 많이 활용된다. 일반적으로 RAM은 이 DRAM을 지칭한다.

Micro Controller

줄여서 MCU라고도 한다. IC(집적회로)안에 프로세서, 메모리, I/O장치(Peripherals) 등의 컴퓨터 장치들을 내장한 초소형 컨트롤러. 마이크로 프로세서라고도 한다. ARM Cortex-A 시리즈가 대표적인 마이크로 컨트롤러인데, ARM Cortex-A 시리즈와 같이 고성능/저전력 프로세스의 경우 CPU와 MCU의 경계선에 있다고 봐도 무방하다. PC의 CPU와 비슷하다. MCU의 특징은 저성능/저전력에 저렴한 가격으로 제작된다는 점인데, 이 때문에 많은 임베디드 시스템에 활용된다. 최근에는 고성능 임베디드 프로세서와 같이 프로세서들은 MCU에 PC 메인보드를 집적화하는 정도의 수준으로 집적화되고 있다.