[TIL][CS 기초] CPU vs GPU | SSD, HDD

CPU와 GPU, 그리고 차이점

CPU는 컴퓨터의 '뇌'로써, 모든 프로그램 실행과 데이터 처리의 최상위 계층의 중앙처리장치입니다. 산술논리연산장치, 제어장치, 그리고 레지스터로 구성되어 있습니다. 레지스터는 데이터와 명령어를 임시로 저장하고, 제어장치는 명령어의 실행 순서를 조정합니다. CPU는 인터럽트가 걸릴 때, 현재 작업을 일시 중단하고 해당 요청을 처리하고 다시 현재 작업으로 돌아갑니다. 직렬 처리에 최적화된 구조를 하고 있으나, 현대의 CPU는 파이프러닝과 같은 기술로 명령어를 동시에 처리해 높은 처리 속도를 보입니다.

 

 GPU(그래픽 프로세싱 유닛, graphic processing unit)는 CPU와 유사한 하드웨어 구성 요소이지만 복잡한 그래픽 계산 처리에 특화된 전자 회로입니다. GPU는 많은 수의 코어를 활용하여 병렬적으로 연산을 처리하기 때문에 반복적이고 단순한 계산을 대량으로 동시에 수행할 수 있습니다. 이는 GPU의 코어는 단순한 작업에 특화되어 있으며, 주로 복잡한 수학적 계산이 필요한 작업에 적합함을 의미합니다.

 

CPU와 GPU의 차이는 구조와 처리 방식 그리고 용도에 있습니다. CPU는 일반적으로 소수의 코어를 가지고 있으며 복잡한 처리가 가능하고, 각 코어가 복잡한 작업 처리에 적합합니다. 반면 GPU는 수천 개의 코어를 갖고 있으나 상대적으로 단순한 작업에 최적화되어 있습니다. 따라서 CPU는 시스템 제어 혹은 일반적인 계산에 주로 사용되지만, GPU는 그래픽 랜더링과 같은 특정 계산 집약적 작업에 이상적입니다. 두 프로세서가 상호보환하며 컴퓨팅 성능을 향상시키며, 이러한 상호작용은 특히 인공지능 분야에서 발전을 촉진하고 있습니다.

 

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SSD와 HDD 

SSD(Solid State Drive) | HDD(Hard Disk Drive)

 

SSD는 반도체 칩으로 데이터를 저장하기에 데이터를 전기적 신호로 저장합니다. 반면에 HDD는 기계적인 부품인 회전하는 디스크를 사용하며, 표면에 자기력을 이용해 정보를 기록합니다. 따라서 HDD는 읽기/쓰기 발생 시 물리적으로 헤드가 움직여야 하기 때문에 데이터 읽고 쓰기가 느린 반면에 SSD는 기계적인 움직임이 없어 읽고/쓰기가 빠릅니다. HDD는 부품의 마모와 물리적 충격에 약하지만 SSD는 충격에 강하지만 셀당 쓰기 횟수가 제한적입니다. HDD는 용량 대비 가격이 저렴하기에 대용량 데이터 저장에 적합하고, SSD는 상대적으로 비싼 편에 속합니다. HDD는 대용량 데이터 저장에 용이하고 비용 효율적이지만 SSD에 비해 속도와 내구성에서는 떨어집니다.