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개발 상식

컴퓨터 공학에서 헤르츠(Hz)라는 단위

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안녕하세요 ! 오랜만에 포스트를 합니다. 제가 한 2주간 게임에 빠졌었는데, 제 컴퓨터가 좋은 컴퓨터가 아니라서 고사양의 게임을 못 돌리더라고요 ㅠㅠ

 

그래서 컴퓨터 하나 사려고 사양 알아보니 모니터 주사율, CPU의 동작 속도 표시 단위가 헤르츠(Hz)인 것을 보았습니다. 사실 헤르츠(Hz)하면 생각나는건 소리 밖에 없는데 말이죠?

이런거?

궁금해졌습니다. 과연 컴퓨터 공학에서 의미하는 헤르츠(Hz)가 무엇인지, 어떤 헤르츠(Hz)과 과연 좋은지를요.

 

한 번 같이 알아보도록 하겠습니다.


헤르츠(Hz)는 진동수를 나타내는 단위입니다. 1초에 몇 번 진동하는 지를 나타내는 척도로서, 1초에 2번 진동하면 2Hz, 4번 진동하면 4Hz로 표기가 됩니다. 여기서 진동의 의미란, 시작점을 출발하여, 원래 자리로 돌아오는 것을 뜻합니다. 이 안에는 파동이 존재를 하게됩니다.

1초 내에 일어나는 진동의 수를 Hz라 합니다.

사실, 소리가 매질의 진동을 통해 전달되는 것이죠. 즉, 파동입니다. 단지 1초에 몇 번 파동을 그리는지, 진동이 있는지를 측정하기 위해서 소리에서 헤르츠(Hz)라는 단위를 사용했던 것이지, 꼭 소리에만 국한된 단위가 아니라는 뜻입니다.


CPU

앞서 설명을 드렸듯 헤르츠(Hz)는 하나의 주기(사이클, Cycle)를 가지게 됩니다. 그렇다면 저희 컴퓨터에선 어떨까요? 컴퓨터에선 0과 1 신호가 한번씩 실행된다면 저희는 그 사이클을 헤르츠(Hz)라는 단위로 표현을 할 수 있습니다.

 

즉, 1Hz는 1초에 0, 1 신호를 한 번 실행하는 것이며, 100Hz는 0, 1 신호를 100번 실행하는 것이겠죠.

우리는 모르지만 떨림이 존재합니다. (물리적인 떨림은 아니곘죠)

조금 더 깊게 들어가봅시다. CPU가 일정한 속도로 동작하기 위해서는 일정한 간격으로 전기적 펄스를 공급받게 됩니다. 이 전기적 신호가 초당 CPU에 공급되는 횟수라는 개념에서 헤르츠(Hz)라는 단위를 쓰게 됩니다.

 

이 시스템내의 CPU에 전기적으로 공급되는 신호를 '클럭(Clock)'이라고 합니다. (힘의 단위가 N(뉴턴)인것 처럼) 이 클럭은 1초에 처리하는 횟수를 의미합니다. 즉, 클럭이 2.26GHz인 CPU가 존재한다면 '1초에 22억 6만번'의 정보를 처리할 수 있다는 뜻이겠죠.

 

와 그렇다면, 제가 고사양의 게임을 돌리기 위해선 높은 클럭을 가진 CPU를 사면 되겠군요 !! 라고 말하기엔 저희 기술이 너무 발달이 되었습니다.

 

사실 과거 싱글 코어 CPU일 경우엔 이 클럭이 CPU의 성능을 좌우하는 절대적인 지표였습니다. 하지만, 요새 듀얼 코어, 쿼드 코어, 옥타 코어 등이 만들어지면서 단순히 클럭 속도만으로 CPU의 성능을 평가할 수 없게 되었습니다. 이들을 잘 활용한다면, 보다 좋은 성능을 발휘할 수 있기 때문입니다. 이 외에도 CPU의 성능은 설계 과정, 제작 공정, 소비 전력, 캐시 메모리 용량 등에 따라 좌우됩니다. (이러한 설계 과정, 제작 공정, 소비 전력 등을 묶어 '마이크로아키텍처'라 명합니다)

 

CPU의 경우 계산처리 시간을 감안해서 클럭수가 정해지는데, 간혹 오버 클럭이라는 기술을 쓰게 됩니다. 이 기술은 반 강제로 CPU를 일하게 만들어서, CPU가 더 많은 일을 처리하도록 만들고 더 빠른 속도를 가질 수 있습니다.

 

CPU에서 '클럭' 뿐만 아니라 FSB(Front Side Bus)라는 용어도 많이 사용됩니다. CPU는 메모리와 통신하기 위해서 중간에 '칩셋'이라는 부품을 거치게 됩니다. 이 때 CPU와 칩셋 사이(혹은 칩셋과 메모리 사이)의 통신 경로를 FSB라고 합니다. 또한 헤르츠 단위와 함께 경로 내 데이터 전송 속도를 나타내는 의미로도 사용됩니다. (저희에게 익숙한 시스템 버스라고 불리기도 합니다) FSB 역시 높을수록 성능도 향상합니다.

저희는 이제 컴퓨터를 살 때, 단순히 CPU의 세대만 보고 살 것이 아니라, (제가 그랬습니다) 코어의 갯수와 클럭 속도, FSB를 따져야 할 것 같습니다.


모니터

모니터 사양에서도 헤르츠를 발견할 수 있습니다. 사실, 이는 영상을 공부했던 분이라면, 금방 아실 수 있습니다. 1초에 몇 개의 화면을 보여주는지를 나타내는 단위로 사용됩니다.

 

제가 옛날 유튜브를 했던 지식을 살려서 설명을 드리면, 보통 영화가 24fps(frame per second), TV 방송이 30fps, 게임, 스트리밍 영상에서 60fps 영상을 많이 사용하죠.

 

근데, 게임을 직접 하는 유저 입장에서는 어떨까요? 게임 자체가 화면이 매우 빠른 속도로 변경되기 때문에 이에 따른 화면을 원활하게 송출해야 할 것입니다. 그래서 60Hz의 주사율 모니터 보다는, 144Hz의 모니터가 게임 모니터에서 각광을 받는 것이죠.

보여지는 장면이 많으니 조금 더 부드럽겠죠?


이 외에도 헤르츠(Hz)라는 단위는 다양한 분야에서 사용이 되고 있습니다. 앞서 말한 소리는 물론이며, 통신도 헤르츠(Hz) 단위를 사용하죠. 즉, 모든 진동은 헤르츠로 통한다를 알고 계시면 될거 같습니다.


이상 컴퓨터 공학에서 헤르츠(Hz)라는 단위였습니다. ^_^

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