지난주에 구해서 읽은 전자책 네 권이 모두 주옥 같다면 이번에 구한 종이책 두 권도 매우 주옥같다.

클레멘츠 박사님의 저서
스톨링 박사님의 저서

이 두 권을 저본 삼아 보면서 정공법으로 읽기로 했다. 참고 문헌도 다 찾아보고 있다. 지금은 컴퓨터 구조와 조직(computer architecture and organization)의 정의부터 살펴보고 있다. 그저 단순한 단어의 정의가 아닌 개념적으로 어떻게 구별되는지가 중요하다. 이번 장에서 이를 설명할 수 있는지도 학습목표라 잘 해두어야겠다.

우선 구조는 인스트럭션 세트 구조라고도 하는 구성 요소로 프로그래머에게 쓰이는 것들 즉 프로그램에 논리적 수행에 직접적 영향을 주는 시스템의 특성들을 말한다. 예를 들면 인텔 x86 계열 CPU와 IBM의 PowerPC는 다른 구조(architecture)다. 반면 조직(computer organization)은 컴퓨터 구조에서 정의한 명령어 실행 구조를 직접 하드웨어적으로 구현한 것으로 연산 장치들의 상호 연결을 말한다. 조직적 속성에는 프로그래머가 신경안써도 되는 내부 하드웨어 사항인 제어 신호, 컴퓨터 부품들끼리의 인터페이스 등이 있다. 구조적 속성에는x86 아키텍처, PowerPC 아키텍처 등이 있다. 이 둘은 인스트럭션 세트의 관점에서 서로 다르다. 그러나 조직적으로는 공유하는 관점이 있다. 전자는 MMX를 지원하느냐가 있고 후자는 레지스터를 어떤 제어 신호로 쓰는지와 같은 것이 있다. (이는 내 이해를 더함)

명령어의 공통된 특성 즉 인스트럭션 세트의 관점에서 볼때 어떤 컴퓨터가 어떻게 곱셈 명령어를 가지게 할 것인가의 여부는 아키텍처적인 설계의 하나다. 이 곱셈 명령어를 특수한 곱셈 유니트로 구현할 것인가, 또는 덧셈 유니트만으로 반복 연산하게 할 것인가는 조직 설계의 차원이다. 즉 조직 설계는 곱셈 명령어의 예상 실행 빈도와 두 방식 간의 상대적 속도, 특수 곱셈 유니트의 가격과 크기 등이 고려된다. (이는 전적인 요약) 즉 인스트럭션 세트는 아키텍처이고 이를 실재로 구현하는 사양들간의 배분과 세부 설계를 컴퓨터 조직이라고 한다.

아키텍처는 명령어들의 공통된 기준을 정의하고, 조직은 아키텍처가 실재로 수행하는 것을 사양으로 조합한 것이다. 예를 들면 앞서 말한 명령어 수행 방식의 하드웨어적인 구현, 제어 신호, 컴퓨터 부품끼리의 인터페이스는 다른 아키텍처의 컴퓨터들에 대부분 실재적으로 수행하는 것이 개별적으로 구현된 사양으로 개별적으로 채택해서 조합하기도 한다.

같은 x86 계열의 컴퓨터들도 아키텍처는 공유하더라도 내부 버스 속도는 다르며 PCI 인터페이스만 지원하기도 하고 PCI-E 인터페이스를 제공하기도 한다. 개별적인 사양의 실현에 의해 조합된 것의 성능은 다르다. 가격도 다르다. 프로그래머의 관점을 일단 배제하자면, 하드웨어 제작자와 구매자의 관심사는 가격과 성능이 최고로 일치하는 사양을 정하는 일이다.

가격과 성능이 발전해가는 것은 구조와 조직의 상호 관계에 의해 정해진다. Ryzen 5 5600X에 RTX3090을 쓰는 컴퓨터와 Ryzen 3 CPU에 Radeon HD 7750을 쓰는 컴퓨터는 아키텍처가 같아도 가격과 성능이 제각각이다. 사용자들은 가격을 더 지불하면 더 높은 조직을 가진 컴퓨터로 바꿀 수 있는데 이는 구조와 조직이 조합되어 결정되는 시스템 성능과 사양을 바꾸는 것이다. 하드웨어 개발자들은 CPU 아키텍처를 바꿈으로써 구조적 이점을 살리며 각각의 세부 칩셋들의 차이를 둠으로써 조직적 이점을 살린다. (내 이해에 기반)

하드웨어 개발자들은 몇년간 같은 아키텍처를 지속하면서 조직적 이점도 살리려고 한다. 새로운 아키텍처가 속속 발표되고 이에 따라 조직적 속성도 일부 변화한다. 때로는 반대로 조직적 속성이 바뀌어야 하면 구조적 속성도 변화한다. 이처럼 컴퓨터는 구조와 조직적 속성이 상호 연결에 의해 바뀌면서 고성능으로 발전해간다. (인터페이스 사양이 우선 제정되고 CPU가 뒤따라 지원하기 위해 칩셋이 새로 발표되는 경우)

이정도가 핵심이고, 인용된 문헌을 뒤져서 이를 심화하는 글을 써야 한다.

약간 문장이 잘 안읽히는 문체가 된 것 같은데 일단 세부 문헌 탐구후 이해가 깊어지면 내 스스로 해설을 해보겠다. 이번 글에서도 내 표현대로 해둔 단락이 더 많다.

보안 문제로 인해 일어난 PC 관련 문제들은 여러 양상들이 조합되어 나타나기 때문에 판단을 돕기 위해 포괄적인 지침들이 고안되어 기준이 된다. 이는 여러가지 세부를 골치아프게 안 생각하더라도 비교적 체계적이고 단계적으로 문제 원인을 생각해보게 한다.

루틴적으로 처리한다고 하는데 이는 복잡한 실재 원인들에도 불구하고 문제 해결이 가능할때 효용이 있다.

예를 들면 기성품 PC를 수리할때 루틴적으로 처리하는 방법 중에서는 메인보드에서 HDD를 인삭하지 못하면 제작사에서 OS 세팅된 HDD를 오더해서 교체하며 경우에 따라 메인보드와 OS 세팅된 HDD를 오더해서 교체하기도 한다. 이는 메인보드와 OS, HDD에 문제가 생기면 어느 하나를 특정하기도 애매하고, 특정해도 OS가 문제일때 메인보드에 문제를 줄 수 있고 그 반대도 가능해서, 최소한도의 비용으로 포괄적으로 문제 해결을 하는 방법으로 지침화된 것이다.

그런데 보안 문제가 겹치면 루틴적인게 판단 오류를 만들기도 한다.

그래픽 카드가 갑자기 오작동한다. 이 경우 루틴적으로 아래와 같은 판단이 추천된다.

(1) 드라이버 재설치
(2) 한 PC에서 PCI-E 바꿔달아보기

이게 다 안될 경우

(3) 집에 있는 다른 PC에 달아보고 판단 (그래도 작동안하면 그래픽 카드 불량)

처럼 판단한다. 그런데 알고보니 보안 문제가 겹쳐서 집에 있는 모든 PC가 해킹당한 결과라면, (3)까지 했을때 낭비가 있게 된다. OS와 메인보드 문제인데도 그래픽 카드를 바꾼 경우, 그래픽 카드 구입 비용이 클 뿐아니라, 메인보드 문제가 해결이 안되었으니 낭비가 크다. 이경우 메인보드 오류가 뒤늦게 인식되고, 교체비용이 더 든다.

물론 복잡하고 고약하게 고장나면 OS, 모든 PC, 그래픽 카드 전부다 문제일 수도 있어서 단정은 안하자는 것이지만, 루틴적으로 알려진 판단 과정에서 보안 문제가 겹치면 그 판단 과정의 일부에서 균열이 일어나 판단을 방해하는 경우가 있다는 것이다. 그래서 내 추천은 특정 해결 방법이 안통할때는 적용후 안된다고 적용-결과를 보기보다, 왜 적용-왜 결과를 알아내려고 하는 태도를 갖추면 해커가 속이더라도 경험이 되어 휴리스틱한 판단이 되는 역량으로 이어진다는 것이다.

이해가 잘 되게 말한지 모르지만 일단 (1) 한 오류에 다른 오류가 겹쳐져서 있게 되는 오류 (superimposed condition) 또든 동시성의 원리 (2) 논리적 판단은 명료성을 위해 한번에 하나만 생각해야 할때의 맹점 (blind trust to logic) 이 두가지가 늘 가능성이 있음을 전제하면 더 빠릿하고도 비용이 절감되는 해결 방법을 찾게 된다고 생각한다.

일단 올려본다. 문장이 복잡해진 것 같은데 이해는 되실 것이다.

요즘은 PC를 구입하면 프린터를 공짜로 줄 정도로 프린터 가격이 많이 내렸다. 내가 2005년쯤부터 쓰던 캐논 잉크젯 프린터는 본체 가격이 40불 정도로 (3만 2천원) 아주 저렴했다. 잉크도 카트리지가 30불 정도 했던 것 같다.
 
하지만 저렴한 프린터는 그만큼 성능이 받춰주지 않는다. 포토 인쇄가 되는 점은 있으나, 잉크가 수용성이라 물 묻으면 잘 지워진다. 잉크 카트리지도 저렴하지만 다른 프린터의 삼분의 일 용량밖에 안되서 소모가 빨라 결국 같은 값이거나 더 낸다.
 
프린터 수명도 짧은 것 같더라. 교체해야 되는 시기가 빠르다.
 
그래서 아주 프린터에 신경을 쓰지 않는 경우를 제외하고, 전문적인 인쇄를 해야 되는 경우라면, 가격을 좀 더 높혀잡고 제품 선택을 할 필요가 있다. 비싸면 비싼만큼 기능을 한다.
 
비싼 프린터 중에서 엡슨 제품은 액적을 더 작게 여러 번 뿌릴 수 있어서 예술가들에게 적합하다고 알려져 있다. 그러나 이 경우에도 프린터 헤드가 프린터에 고정된 형태라, 수명 문제가 있을 수도 있다던데, 이것도 잘 살펴보면 좋다.
 
그리고 전용 잉크의 색료가 무엇인지 (염료? 안료?) 용제에 어떤 성분이 주된 것인지 (잉크가 잘 번지나?) 이것도 문의해서 알고 구입하면 실패가 없을 것이다. 염료인 경우 물에 녹고 입자가 작아서 흡수력이 좋다. 안료인 경우 입자가 커서 피인쇄체 표면에 머무는 입자가 많은데 이 경우 색상 표현에 유리할 때도 있다. 용제 또한 잘 살펴야 물이 묻었을때 안번지는 잉크를 쓸 수 있다.
 
대개 싼 프린터들은 어느 정도 품질은 보장해도, 세세한 부분에서 낮은 품질이나 성능을 보이게 구성된 경우도 있으므로 잘 분별해서 선택해야 한다.
 
요즘 잉크젯들은 ecosystem 이라고 해서 제작사에서 리필을 가능하게 해서 출시한 제품들이 많다. 새로 구입한다면 이런 제품을 쓰면 좋다.

IT 업계에서 하드웨어/소프트웨어 개발시 프로젝트에 별명을 붙여 개발이 진행되는데 이때 붙여지는 별명을 코드네임이라고 합니다. CPU에도 코드네임이 붙습니다. 예를 들면 같은 인텔 Core i3 CPU도 발표 시기에 따라 Sandy Bridge니, Ivy Bridge니 하는 다른 코드네임을 갖죠.
 
보통 CPU가 새롭게 발표되면 경우에 따라 다르지만 대개 마더보드 아키텍처도 새롭게 바뀝니다. 그러면 램 사양도 바뀌고 주변기기를 달아쓰는 인터페이스 사양도 바뀝니다. 일반적으로 일반 사용자들은 CPU가 뭐냐, 램 용량이 몇기가다 이정도로만 판별하는데 사실 CPU가 새로워지면 덩달아 램 사양이 바뀐 경우, 용량만으로는 성능을 정밀하게 나타내지 못합니다. 이는 다른 하드웨어 사양도 마찬가지 입니다.
 
그래서 CPU만으로 사양을 다 유추할 수 있게 고안된 방법이 CPU 브랜드명과 코드네임을 함께 말하는 방식입니다. 식자들은 CPU 브랜드, 발표 시기, 램 데이터 전송폭, 하드디스크 인터페이스, USB 버전, 그래픽 카드 인터페이스 등등을 따로 말하면 정밀하더라도 번거롭기 때문에, CPU 브랜드와 코드네임으로 소통합니다. 코드네임으로 소통하면 성능을 보다 더 정확하게 유추할 수 있습니다.
 
즉 “나 인텔 Core i3 Ivy Bridge 쓴다”라고 하면 발표 시기와 다른 부속 하드웨어 사양도 손쉽게 알 수 있죠. 그래서 CPU 코드네임을 알아두면 소통과 판별에 딱 좋습니다.
 
CPU 브랜드와 코드네임으로 판별하면 좋은 또 다른 점은, CPU가 Core i3여도 한참 전의 출시 제품일 수도 있고, 램이 같은 용량이어도 구식임을 모르고 사는 실수를 방지할 수 있다는 것입니다. 그래서 PC 구입시에도 CPU 브랜드와 코드네임을 살펴보는게 추천됩니다. 똑같이 Core i3이고 램이 4GB로 표시되도 구형인지 아닌지 판별이 쉽게 됩니다.
 
예외적으로 간간히 발표되는 최고급 사양의 코드네임 아키텍처는 시간이 지나도 성능이 아주 좋아서 여전히 쓰이는 경우가 있긴 합니다.
 
참고로 CPU는 코드네임에 따라 1세대, 2세대, 3세대, … 처럼도 불립니다.
 
최신 코드네임을 알려면 위키페디아에서
 
List of Intel microprocessors
List of AMD microprocessors
 
이 두 검색어로 검색하면 역대 발표된 양사의 CPU가 리스팅되고 코드네임도 나오니 확인이 편리합니다.