컴퓨터는 어떻게 작동할까 <2 - Register & RAM>

 

좋은 영상들을 찾게되서 시작했는데,, 책으로 돌아가야할 것 같네요.

 

이전 회사 CTO님께서 FlipFlop도 몰라서 되겠냐는 이야기를 하셨었는데, 이제서야 이런게 있구나 싶습니다 ㅎㅎ. 이번 글에서는 어떻게 구성되어있는지 하드웨어 레벨에서 살펴보고, 작동 매커니즘은 다음 글에서 적어보겠습니다.

 

이 시리즈들은 아래 영상에 기반하고 있습니다.

 

논리회로에 대한 내용 출처 by 정선생

Register에 대한 내용 by CrashCorse

전반적인 cpu 실행 흐름 영상 by bRd 3D

 

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비트를 저장한다?

 

이런 생각은 누가 처음에 했나 참 대단한 것 같다.
Latch는 비트를 임시로 저장할 수 있는 논리회로 장치
(이후 글의 진행은 AND-OR-LATCH를 기준으로 합니다.)

 

1. SR-Latch

SR(0,0) 일 때 1bit의 데이터를 저장할 수 있다.

 

2. JK-Latch

SR(1,1)일 때 모순이 발생하는 이슈를 해결, JK(1,1)일 때는 toggle이 된다.

 

3. FilpFlop

Latch에 Clock으로 주기적인 신호를 입력
Write Enable이 1일 때, 데이터 수정가능

 

4. AND-OR-Latch

OR를 이용해서 비트를 저장하고 AND로 수정여부를 결정한다.

 

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Register

 

위에서 설명한 Memory cell을 8개를 연결하면 8 bit register를 만들 수 있다.
요즘 컴퓨터는 보통 32bit 혹은 64bit를 사용하고 있다.
(Write Enable 이 1일 때만 수정이 가능하다)

 

 

 

RAM

Memory cell을 Register와 같이 직렬로 연결하면 많은 수의 wire가 필요해진다. 그래서 Matrix의 형태로 집어넣는 접근을 한다.

 

1. 256BIT RAM

메트릭스 구조이기때문에 가로와 세로의 주소값으로 위치를 특정할 수 있다.

 

2. SRAM

여러 겹의 추상화 레이어를 사용해서 메모리라는 구조를 만든다.

 

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하드웨어나 운영체제를 보다보면 추상화의 힘이 굉장하다는 것과 엄청나게 많은 레이어 위에서 내가 코드를 쓰고 있구나 라는 생각이 듭니다..

 

 

 

 

 

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[이미지 출처]

https://en.wikipedia.org/wiki/Chipset (글 대표 이미지)

 

[출처]

https://www.youtube.com/watch?v=Fg00LN30Ezg

https://www.youtube.com/watch?v=fpnE6UAfbtU

https://www.youtube.com/watch?v=1N8vZhHI_UI&t=360s