Published Book on Amazon
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All of IOT Starting with the Latest Raspberry Pi from Beginner to Advanced – Volume 1 |
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All of IOT Starting with the Latest Raspberry Pi from Beginner to Advanced – Volume 2 |
출판된 한글판 도서
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최신 라즈베리파이(Raspberry Pi)로 시작하는 사물인터넷(IOT)의 모든 것 – 초보에서 고급까지 (상) |
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최신 라즈베리파이(Raspberry Pi)로 시작하는 사물인터넷(IOT)의 모든 것 – 초보에서 고급까지 (하) |
Original Book Contents
2.2 SoC, CPU 및 memory
● System on a Chip(SoC)
Raspberry Pi는 System on a Chip (SoC) 형태의 컴퓨터이다. System on a Chip (SoC)은 컴퓨터 실행에 필요한 모든 전자부품을 하나의 chip에 집중하여 설치하는 방식을 말한다. 이 방식에는 CPU, GPU, USB controller, RAM, northbridge, southbridge, 기타의 부품별로 별도의 chip을 설치하지 않고 압축하여 하나로 묶어서 장착하는 방식을 취한다.
Raspberry Pi는 Broadcom Broadcom BCM28xx 계열의 chipset을 사용한다. 이 chipset은 CPU, GPU, DSP, SDR, SDRAM 등이 모두 하나의 board에 장착되어 있는 one-board 형태의 컴퓨터이다. Raspberry Pi 1 model은 Broadcom BCM2835이 장착되어 있고, Raspberry Pi 2에는 Broadcom BCM2836이 장착되어 있으며, Raspberry Pi 3에는 Broadcom BCM2837 chipset이 장착되어 있다.
● ARM 기반 CPU
우리가 많이 사용하는 PC는 통상 인텔이나 AMD 프로세스가 장착되어 있는데 반하여, Raspberry Pi는 ARM 기반 CPU가 장착되어 있다. 모든 CPU는 프로그램을 실행하는 능력을 가지고 있지만, 자신이 이해할 수 있는 명령어 집합을 가지고 있다. 따라서 인텔이나 AMD 프로세스가 장착되어 있는 일반 PC에서 실행되는 프로그램들은 그대로 ARM CPU에서 사용할 수는 없다.
일반 PC의 CPU와 비교하여 ARM CPU는 전력소모량이 적고 발열량이 적은 특징을 가지고 있다. 원래 ARM CPU는 기계나 공정 설비에서 자동화를 위해서 사용되는 hardware 계통에서 사용되는 embedded software에서 많이 사용되면서 발전해 온 CPU로서, 적은 전력소모량과 적은 발열량은 사용환경의 특성상 가장 중요한 특성 중의 하나일 수 밖에 없었다. 이러한 특징으로 인해서 현재는 smart phone에서도 사용되고 있으며, 각종 가전제품이나 자동차에서도 많이 사용되고 있다.
ARM CPU의 또 다른 특징은 가격 대비 성능이다. 물론 일반 PC의 CPU에 비하면 성능이 떨어지지만, Raspberry Pi에서 가동할 프로그램을 실행할 수 있는 충분할 성능을 가지고 있으면서도 가격은 상대적으로 저렴하여 사용하는데 부담이 없다.
Raspberry Pi는 Broadcom에서 제작한 ARM 계열 CPU를 사용하고 있는데, Raspberry Pi 1 model에서는 700MHz ARM1176JZF-S Single-Core CPU가 장착되어 있고, Raspberry Pi 2 model B에서는 900MHz quad-core ARM Cortex-A7 CPU가 장착되어 있으며, 가장 최신 model인 Raspberry Pi 3 model B에는 1.2GHz 64-bit quad-core ARMv8 CPU가 장착되어 그 성능이 훨씬 강화되어 있다.
● GPU
GPU는 CPU의 한 형태로 디스플레이 내용을 렌더링하는데 필요한 복잡한 수학적 계산을 전문적으로 처리하도록 설계가 되어 있다. Raspberry Pi에서 GPU는 고품질 디스플레이를 신속하게 처리하고, 비디오 스트림을 decoding해 줌으로서, 빠르고 선명한 화면을 처리해주는데 중요한 역할을 수행하고 있다.
Raspberry Pi는 이전 model 부터 Broadcom Dual VideoCore IV 3D graphics core를 설치하여 고성능의 디스플레이를 지원하고 있다.
● memory
컴퓨터에서 memory는 운영체제나 일반 프로그램이 실행되는 과정에서 프로그램이나 자료를 임시적으로 저장하기 위해서 사용되는 저장장치이다.
Raspberry Pi 1 model A는 256 MB가 설치되어 있고, Raspberry Pi 1 model B부터는 512 MB가 설치되어 있다. 이에 비해 Raspberry Pi 2 model B 부터는 이전 용량의 두 배인 1 GB RAM이 장착되어 있어서 더 크고 성능이 좋은 프로그램을 실행할 수 있도록 되었다.
Raspberry Pi에서는 CPU와 GPU라는 두 개의 프로세스가 있는데, CPU와 GPU는 이 memory를 공동으로 사용하도록 설계되어 있다.
Raspberry Pi에 설치되어 있는 memory는 일반적인 PC에 비해서 상대적으로 매우 적다. 하지만 프로그램 용량이 큰 대규모의 application을 실행하는 데는 문제가 있을 수 있지만, 대부분의 운영체제를 구동할 수 있으며, 또한 통상적인 일반 application 프로그램을 실행하는 데는 문제가 없다.