CPU (Central Processing Unit)
CPU(Central Processing Unit)는 컴퓨터의 모든 명령을 해석하고 실행하는 중앙처리장치로, 운영체제·프로그램·서비스가 동작하기 위한 기본 연산·제어·로직 처리를 담당한다. PC·서버·모바일·임베디드 등 모든 디지털 기기의 기반이 되는 범용 프로세서(General-purpose processor)다.
Ⅰ. CPU 란?
CPU는 명령어를 해석(Decode)하고 산술·논리 연산(ALU)을 수행하며 프로그램 흐름(Control)을 제어하는 컴퓨터 시스템의 두뇌에 해당한다. GPU나 NPU처럼 특정 연산에 특화된 가속기와 달리 범용 작업 처리에 최적화되어 있다.
Ⅱ. CPU의 핵심 원리
- ① 명령어 처리 — Fetch → Decode → Execute 사이클
- ② ALU 연산 — 산술(덧셈·곱셈) 및 논리 연산 수행
- ③ 제어 유닛(Control Unit) — 프로그램 흐름 제어
- ④ 캐시 메모리 — L1·L2·L3 캐시 기반 고속 데이터 접근
- ⑤ 파이프라이닝·멀티코어 — 병렬 처리 성능 향상 구조
즉, CPU는 가장 범용적이고 유연한 연산을 수행하는 컴퓨팅의 핵심 로직 프로세서다.
Ⅲ. 왜 중요한가?
- 모든 시스템의 기본 — OS 실행, 앱 처리, 시스템 제어
- 높은 유연성 — 모든 종류의 일반 연산 처리 가능
- 복잡한 로직 처리 — 분기·제어 구조에서 가장 강력
- 서버·클라우드의 핵심 — 백엔드·데이터베이스·웹 서비스 처리
Ⅳ. CPU의 발전
- x86 시대 — Intel·AMD 기반 PC·서버
- ARM 아키텍처 확장 — 모바일·IoT 중심으로 성장
- Apple Silicon — ARM 기반 고성능 데스크톱 CPU 부상
- AI PC CPU — NPU 통합(Apple M, Intel Core Ultra, AMD Ryzen AI)
Ⅴ. CPU vs GPU vs NPU
| 구분 | CPU | GPU | NPU |
|---|---|---|---|
| 설계 목적 | 범용 연산 | 대규모 병렬 연산 | AI 추론 전용 |
| 강점 | 유연성·복잡한 로직 처리 | 행렬·병렬 연산 고성능 | 저전력·실시간 AI 추론 |
| 사용 예 | OS·앱·서버·백엔드 | 딥러닝 학습·그래픽 | 스마트폰·PC·엣지 AI |
Ⅵ. 활용 분야
- 운영체제 실행 — Windows, macOS, Linux 등
- 일반 애플리케이션 — 브라우저, 오피스, 개발 도구
- 서버·클라우드 — 웹 서비스·DB 처리
- AI 통합 — NPU·GPU와 협력해 AI 연산 조율
Ⅶ. 요약
CPU는 모든 디지털 기기의 기본 연산을 처리하는 범용 프로세서로, 운영체제·프로그램·네트워크·서버 등 컴퓨팅의 중심 역할을 한다. GPU가 대규모 병렬 연산(학습), NPU가 저전력 AI 추론에 특화되어 있다면, CPU는 로직·제어·범용 연산의 중심 프로세서다.