데이터 처리의 기본 단위 - 비트(bit)

비트는 'Binary digiT', 즉 '이진 숫자'의 약자이다. PC는 0과 1의 숫자(이진수)로 동작하는 게 기본인데, 여기서 0은 Off를, 1은 On을 의미한다. 0을 입력하여 전기 신호를 끊고, 1을 입력하여 전기 신호를 넣는 작업을 반복함으로써 구동된다.

정보를 나타내는 최소 단위, 하나의 2진수 값(0 또는 1)을 가짐

PC가 표현하는 이러한 2진수의 가장 작은 단위가 바로 '비트'인 것이다. 예를 들어, 알파벳 한 문자를 표시하기 위해서는 총 8개의 비트가 필요하다. 그리고 이런 8개의 비트, 8bit는 1Byte(바이트)로 표기한다. 참고로, 비트는 'b'로, 바이트는 'B'로 표기한다.

문자를 표기하기 위한 기본단위 8비트

이에 따라 데이터의 크기 단위를 살펴보면 다음과 같다.

• 1 바이트 = 8비트
• 1 킬로바이트(Kilo Byte, KB) = 1,024 바이트
• 1 메가바이트(Mega Byte, MB) = 1,024 킬로바이트
• 1 기가바이트(Giga Byte, GB) = 1,024 메가바이트
• 1 테라바이트(Tera Byte, TB) = 1,024 기가바이트
• 1 페타바이트(Peta Byte) = 1,024 테라바이트
• 1 엑사바이트(Exa Byte) = 1,024 페타바이트
• 1 제타바이트(Zetta Byte) = 1,024 엑사바이트
• 1 요타바이트(Yotta Byte) = 1,024 제타바이트

이들은 주로 하드디스크의 용량을 표기할 때 사용되며, 페타바이트 이하는 아직 저장장치로 공식 출시되지 않았다. 참고로 1,024는 2진수의 10승을 말하는데, 1,000이 아니라 1,024이기 때문에 용량 표기상의 혼란이 생기기도 한다. 예를 들어 80GB(80,000MB)라 해도 1,024MB의 80배하여 81,920MB가 되는 게 아니다. 1,024MB x 75배쯤 하여 76,800MB 정도로 제작한 다음 통상 80GB로 이름 붙여 출시하는 것이다. 그래서 우리가 실제 디스크를 연결하면 80GB 보다 부족하게 표시된다. 하여튼 하드디스크 단위에서는 1,024는 그냥 1,000으로 생각해도 무관하다.

데이터 전송 속도를 나타내는 단위 - 헤르츠(Hz)

한편 '헤르츠(Hertz)'는 0과 1 신호가 한번씩 실행되는 주기(사이클, Cycle)를 의미한다. 즉, 1Hz는 1초에 0, 1 신호를 한 번 실행하는 것이다. 1초에 1,000번의 신호를 실행하면 1KHz(킬로헤르츠), 100만번 실행하면 1MHz(메가헤르츠)가 된다. 마찬가지로 1GHz(기가헤르츠)는 1,000MHz이다(여기서는 1,024가 아니다).

따라서 2.26GHz라 한다면, 1초에 0, 1 신호 처리가 22억 6천만번 수행된다는 의미가 된다. 정리하면 아래와 같다.

• 1 킬로헤르츠(KHz) = 1,000Hz
• 1 메가헤르츠(MHz) = 1,000KHz
• 1 기가헤르츠(GHz) = 1,000MHz

헤르츠 단위를 사용하는 컴퓨터 용어 중 가장 대표적인 것이 바로 '클럭(clock)'이다. 이 클럭의 사전적 의미는 1초에 처리하는 횟수를 말한다. 예를 들어, 클럭이 2.26GHz인 CPU는 '1초에 총 22억 6천만번'의 정보를 처리한다고 말할 수 있다. 실제 생활에서 보자면, 2GHz의 CPU와 3GHz의 CPU는 크게 차이나 보이지는 않지만, 실제로는 1초에 처리할 수 있는 데이터 처리 회수에서 10억 번의 차이가 난다는 것이다.

단, CPU의 데이터 처리 성능이 클럭 하나로 결정되지는 않는다. 이는 낮은 클럭의 코어2 듀오 CPU가 그보다 높은 클럭의 펜티엄4 CPU보다 빠른 성능을 발휘하는 것만 봐도 알 수 있다. 왜냐하면 CPU의 성능은 설계 과정과 제작 공정, 소비 전력, 캐시 메모리 용량 등에 따라 좌우되기 때문이다(이러한 설계 과정, 제작 공정, 소비 전력 등을 묶어 '마이크로아키텍처'라 한다).

CPU에서 '클럭'과 함께 가장 많이 사용되는 또 하나의 용어는 FSB(Front Side Bus)다. CPU는 메모리와 통신하기 위해 중간에 '칩셋'이라는 부품을 거치는데, 이때 CPU와 칩셋 사이(또는 칩셋과 메모리 사이)의 통신 경로를 FSB라 하며, 헤르츠 단위와 함께 경로 내 데이터 전송 속도를 나타내는 의미로도 사용된다(경우에 따라 '시스템 버스'라고도 불린다).

통상적으로 메인보드에는 두 개의 메인 칩이 장착되는데, 메인보드의 북쪽에 위치한다 해서 '노스 브릿지', 남쪽에 위치한다 하여 '사우스 브릿지'로 불린다. 노스 브릿지는 CPU와 메모리, 그래픽 카드 등의 통신을 담당하고, 사우스 브릿지는 기타 사운드 카드(또는 칩), 랜 카드(또는 칩) 등의 주변기기와의 통신을 담당한다(이들 칩셋을 거쳐 데이터가 이동하므로 '브릿지(Bridge)'라는 용어가 사용됐다).

기본적으로 FSB가 높을수록 성능도 향상된다. 예를 들어, 인텔 코어2 듀오 E6300 CPU는 FSB가 233Mhz인데, 여기에 4배로 뻥튀기 해주는 기술(Quad Pumpling)이 적용되어 1,066MHz로 작동하게 된다. 설명이 어렵다고 해서 너무 머리 아파할 필요는 없다. 그냥 FSB 수치가 높은 제품이 성능이 좋다는 정도만 기억해두면 된다(2010년 초, 인텔 코어2 시리즈 기준에서는 FSB 1,333MHz가 일반적이다).

위 그림에서 A가 CPU 소켓, B가 노스 브릿지, C가 사우스 브릿지 칩셋이다

하드디스크의 속도를 표기하는 단위 - RPM

하드디스크 내부에는 원판의 디스크(플래터)가 들어 있는데, 이 디스크가 1분에 몇 번 회전을 하는지 측정하는 단위가 바로 RPM(Revolution Per Minute)이다. 이 RPM은 데이터 입출력 성능을 직관적으로 나타내주기 때문에 디스크 용량과 함께 하드디스크 선택의 중요한 기준이 된다.

일반 하드디스크 내부의 원형 디스크(플래터)

하드디스크 내부의 디스크는 계속 회전을 하고 있으며, 헤드는 회전하는 디스크 위의 한 지점에서 데이터를 읽어야 한다. 만약 헤드가 데이터의 위치를 놓치면 디스크가 한 바퀴 돌아서 다시 제 위치에 올 때까지 기다려야 하며, 이 때 소요되는 시간이 지연시간이다. 이러한 지연시간은 없을 수도 있으며(지연시간 0), 평균적인 지연시간은 0과 한 바퀴 도는데 걸리는 시간의 절반 값이라고 생각하면 된다.

• 4,200RPM = 7.14ms
• 5,400RPM = 5.56ms
• 7,200RPM = 4.16ms
• 10,000RPM = 3.00ms
• 15,000RPM = 2.00ms

요즘 판매되는 데스크탑용 하드디스크는 일반적으로 7,200RPM 제품과 5,400RPM 제품이 주류이며, 당연히 7,200RPM 디스크가 5,400RPM 디스크보다 성능이 좋다(하지만 체감할 수준의 차이는 아니다).

RPM이 높을수록 지연시간이 짧아진다

최근 각광을 받고 있는 SSD(Solid State Disk)는 위 하드디스크처럼 디스크가 회전하는 방식이 아닌, 메모리를 통한 전자식 방식이라 RPM이 적용되지 않는다.

인터넷의 속도를 나타내는 단위 - bps

요즘엔 PC가 있는 곳마다 인터넷이 연결돼 있다. 이런 인터넷 속도를 측정하는 단위로 'bps'를 사용한다. bps는 'bit per second'로 1초당 수신하는 비트를 의미한다. 당연히 Kbps는 1,000 bps를 의미하고, Mbps는 1,000 Kbps를 의미한다.

KT 메가패스나 LG파워콤 X-peed, 하나로통신의 하나포스 등의 인터넷 서비스를 보면, 인터넷 전송속도가 '100메가'네 어쩌네 하는 소리들을 한다. 여기서 '100메가'는 '100Mbps'를 말하며, 메가바이트로 환산하면(나누기 8) 약 12MB정도가 된다.

서비스 업체에서 얘기하는 100메가는 인터넷 다운로드 시 1초당 12MB를 전송한다는 의미지만, 이는 이론적 수치에 불과하다. 실제로는 여러 가지 요소에 의해 약 8~9MB 내외로, 인터넷 서비스 광고 내용처럼 100% 100Mbps가 나오진 않는다. 하지만 이 정도만 되도 매우 훌륭한 인터넷 속도라 할 수 있다.

이처럼 PC에 사용되는 용어는 다양하며, 그 안에 담겨 있는 의미 또한 하나씩 알아둘수록 유용할 수 있다. 또한, 지금까지 접했던 많은 PC 용어 외에도 앞으로 나올 새로운 용어는 더욱 많을 것임이 분명하다. 귀찮더라도, 하나하나 알아가는 것이 어렵더라도 조금만 더 신경을 써보는 것은 어떨까? 운동 선수가 테크닉을 익히기 전 기본기를 먼저 익히듯이 말이다.

글 / IT동아 이문규(munch@itdonga.com)

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