프로세서(CPU) 성능 측정하기

프로세서(CPU) 성능 측정하기

 

전화, 사진, 음악, 동영상, 인터넷. 

바야흐로 언제 어디서나 휴대폰 하나로 모든 것을 할 수 있는 시대가 도래했다.

게다가 기존에는 별도의 제품을 구매해야 했던 내비게이션과 워드프로세스 등과 같은 업무용 프로그램까지 하나 둘씩 모두 휴대폰 속으로 들어오고 있다.

이런 휴대폰의 본격적인 변화가 가능해진 것은 휴대폰의 프로세서 발전이 끊임없이 수반됐기 때문인데 최근에도 허밍버드, 엑시노스은 같이 새로운 CPU가 계속 발전되어 휴대폰에 탑재되고 있다.

하지만 출시된 제품의 성능에 만족하지 못하는 사용자들은 인터넷 상에서 CPU의 속도를 높여준다는 패치 프로그램등을 사용하여 CPU의 성능을 최대로 끌어올리기도 한다.

이에 오늘은 CPU의 성능을 의미하는 Hz란 단위의 의미와 패치 프로그램은 어떤 원리로 성능을 올려주는지에 대해 살펴보는 시간을 갖도록 하겠다.  

CPU(Central Processing Unit)란?

중앙처리 장치로 불리며 컴퓨터의 구성요소 중 두뇌라 할 수 있을 만큼 핵심적인 역할을 맡고 있다. 컴퓨터에서 일어나는 모든 연산과 제어과정은 이곳에서 일어나기 때문에 컴퓨터의 성능을 가장 크게 좌우하는 요소다.

 

CPU의 성능측정 단위가 Hz인 이유

 스마트폰의 스펙이 적힌 곳을 보면 CPU란에 800Hz, 1GHz 등의 숫자가 표기된 것을 볼 수 있는데 여기서 숫자 뒤에 붙는 헤르쯔(Hz)라는 단위가 CPU의 성능을 나타내는 단위다. 그런데 왜 CPU의 성능에 Hz란 단위를 쓰는 걸까? 

아마 대부분의 독자들은 고등학교 물리시간을 통해 이 Hz란 단위가 1초간 발생하는 진동수를 나타내는 것이란 걸 기억하고 있을 것이다.  

 일반적으로 하나의 컴퓨터는 데이터를 한 번에 하나씩 밖에 처리하지 못한다. 때문에 수행해야 할 여러 가지 작업이 있다면 하나의 데이터를 처리한 뒤 그 다음의 데이터를 처리하는 방식으로 업무를 수행하는데, 이 때 각각의 처리과정 사이에는 시간간격이 발생하게 된다. 때문에 이러한 시간 간격을 맞추기 위해서 프로세서 내부에는 전자시계와 같은 진동자를 가지게 되는데 여기서 발생하는 진동자의 동작속도에 맞추어 내부의 수많은 회로들이 서로 박자를 맞추면서 동작하게 되는 것이다. 

 예를 들어, 1MHz의 프로세서에서 진동자가 한 번 움직이는데 1Byte의 데이터를 처리한다고 가정하면, 1Mbyte의 데이터를 처리하는 데는 1초가 걸리게 되는 것이고 60Mbyte의 데이터를 처리하려면 1분이 걸리는 것이다. 물론 사용자가 실제 컴퓨터에서 체감하는 속도가 프로세스가 데이터를 처리하는 속도와 100% 일치하는 것은 아니다. 단순히 CPU가 처리하는 과정 외에도 연산을 위해 데이터를 디스크장치로부터 읽어 들이고, 프로세서가 이 데이터를 메모리에 로딩 하는 시간과 연산과정을 거친 후 결과를 화면에 출력하기 과정 등에서 추가적인 시간이 소요되기 때문이다. 

CPU의 성능을 높이는 방법. 오버클럭(OverClock)

프로세스의 성능을 개선하기 위한 방법은 여러 가지가 존재하지만 가장 직접적인 방법은 위에서 설명한 진동자의 진동수. 즉 Hz를 더 빠르게 만드는 것이다. 더 빨리 진동자가 움직일 수록 1초에 수행할 수 있는 연산의 수가 많아지고 이로 인해 더 많은 데이터를 처리할 수 있기 때문이다. 

흔히 이렇게 CPU의 진동수를 높이는 과정을 오버클럭(Over Clock)이란 용어를 써서 나타내는데 대부분의 프로세스는 그 안에 있는 진동자의 속도를 조정 

할 수 있게 설계돼있다. 그런데 오버클럭을 할 수 있다면, 우리가 사용하는 폰들이 최대성능을 내지 않는 상태라는 것인데 이건 왜 그런 걸까? 

스마트폰이 대중에서 판매될 때 스펙에 표기된 1GHz란 클럭수는 실제 CPU가 낼 수 있는 최대 클럭수가 아닌 제조사에서 권장하는 최적의 클럭수이다. 

때문에 이런 클럭 수를 설정할 수 있는 특정 프로그램을 사용하게 되면 더 빠른 클럭수를 가지고 더 많은 데이터를 처리할 수 있는 것이다. 

물론 클럭수를 높이는 것만이 능사는 아니다. 클럭수가 높아져 CPU의 속도가 빨라진다는 것은 그만큼 더 많은 소비전력과 발열이 발생한다는 것을 의미하기 때문이다. 만약 CPU의 발열이 매우 심해지면 반도체가 전원공급장치가 감당할 수 있는 한계를 넘어 반도체가 타버릴 수도 있기 때문이다. 이런 이유로 제조사는 가장 안정적인 클럭 수에 맞추어 출시를 하는 것이고 이런 위험을 감수할 수 있다면 별도의 프로그램으로 클럭수의 설정값을 높일 수 있는 것이다 

 

휴대폰의 CPU속도가 스펙상의 속도와 다른이유

 최근에 출시된 1GHz 이상 CPU를 탑재한 스마트폰을 구매하여 속도를 측정해보면, 매번 측정값에 변화가 생기는 것을 볼 수 있다. 대부분 명시된 1GHz의 속도에 못 미치게 되는데 그 이유는 무엇일까? 

일반 데스크톱과 같은 PC와는 달리 스마트폰에서 배터리의 용량은 매우 중요하다. 따라서 운영체제는 상황에 따라 최대한 배터리를 절약하기 위해 프로세서의 클럭수를 조정하게 된다. 프로세서는 사용하지 않고 있는 상태라도 일정량의 전력을 소모하는데, 클럭 수가 높을수록 더 많은 양의 소모 전력이 발생하므로 평상시에는 최대한 클럭 수를 낮추어야 배터리를 절약 할 수 있는 것이다. 

실제 인터넷 상에는 특정 폰의 프로세스 클럭 수를 최대까지 끌어올려주는 툴들이 있으며 이런 툴을 이용하여 상당한 성능개선의 효과를 봤다는 사람들의 글을 어렵지 않게 볼 수 있다. 하지만 앞서 말한 것처럼 성능향상에는 항상 발열이나 배터리등의 추가적인 문제가 발생할 수 있으므로 주의하도록 하자.