1. CPU의 구조

(1) 처리단위에 따른 구분

8비트

8비트 CPU는 한번에 8비트 단위로 자료를 처리할 수 있으며, 8080, 8085 등이 있으며 가장

널리 사용되었던 Z80프로세서는 16비트 프로세서인 8086의 기본 골격이 되기도 했다. 이 당시

애플사의 8비트 cpu사용 제품인 apple plu

[ 8080 ] [ ZilogZ80 ]

16비트

최초의 16비트 컴퓨터는 IBM PC XT이다. 인텔은 16비트 프로세서인 8086을 개발했으나

생산비의 상승 때문에 기능을 축소시킨 8088을 만들었고, 결국 IBM PC XT에 8088을 장착하게

되었다. 이어서 개발된 80186 프로세서는 8088과 크게 다르지 않았으므로 많이 쓰이지

않았다. 80186을 개선한 80286은 한때 286 컴퓨터(IBM PC AT)에 사용되었다. 80286은

8086에 비해서 4배 가량의 성능 향상이 이루어진 제품으로 메모리 지원 강화, 동시에 여러

작업을 수행할 수 있는 멀티태스킹(multi-tasking) 지원이 가능해졌다.

32비트

현재 국내에서 사용되는 386(80386), 부터 펜티엄 Ⅳ까지는 모두 32비트 프로세서이다. 이는

한번에 cpu가 처리하는 단위가 영문자 4개이며, 16비트 cpu보다 두배가 휠씬 넘는 성능의

향상을 보인다.

64비트

인텔에서 개발한 Itanium이 앞으로 시판될 예정이다. 여기에서 작동하는 운영체제인 2000 64비트 버전과 XP 64비트 버전은 개발되어있는 상태이다. 유닉스기반의 컴퓨터는

알파칩이라고하는 64비트 cpu를 사용하고있다.

(2) 처리 방식에 따른 구분

1

CISC(Complex Instruction Set Computer) 인텔의 8086은 16비트 프로세서로, 명령어의 길이가 1바이트에서 8바이트까지 가변적으로

구성되어 있다. 명령어가 가변적이고 복잡하므로 CISC 방식이라고 하는 것이다. 이 구조는

가능한 한 명령어의 길이를 줄여서 명령어의 디코딩(decoding, 해석) 속도를 높이고 최소의

메모리 구조를 갖도록 하기 위해서 정해진 것으로, 하나의 프로세서가 일련의 명령어를

순차적으로 처리하기에는 무척 유용한 방법이며, CPU의 동작 속도가 높아짐에 따라 성능이

비례로 증가한다. CISC 방식은 32비트 프로세서인 80386까지도 아무런 문제없이 적용된

기술이므로 완벽한 하위 호환성을 유지할 수 있었다

RISC(Reduced Instruction Set Computer) 1970년대에 등장한 RISC 방식은 최신 프로세서의 핵심 기술로, CPU에서 수행하는 모든

동작의 대부분이 몇 개의 명령어만으로 가능하다는 사실을 전제로 하고 있다. RISC는 명령어가

전부 1워드(word) 길이로 짧고 파이프라인(pipeline)과 슈퍼 스칼라(super scalar)를 통해서

멀티 태스킹이 가능하므로 CISC에 비해서 많은 레지스터를 가지고 있다는 특징을 가진다.

SIMD(Single Instruction Multiple Data) MMX(Multi-Media eXtension)처리 방법으로 하나의 명령어로 여러 개의 자료를 동시에

처리한다. 즉, MMX 기술은 64비트의 자료 버퍼를 이용해서 8비트 단위의 자료를 한번에 8개

처리하므로 혁신적인 속도 향상이 가능하다.

2. 인텔 프로세서 변천사

71년 4004 인텔이 첫 번째로 만든 프로세서로서일본의 한 전자회사의 의뢰를

받아 개발했다. 4004는 4 bit 프로세서이며 기본적인 산술 계산 할 수 있었다.

72년 8008 1년 후, 4004의 8 bit 버전인 8008을 출시하였으며 약 0.2 MHz로 동작한다.

74년 8080

2

다시 2년이 지나서 보다 강력한 명령 set을 제공하는 8080을 출시하였는데 이 프로세서는 Z80 프로세서 개발의 모델

역할을 하였으며 Z80은 첫 번째 운영체제인 CP/M을

사용하였다.

78년 8086 (IBM PC-XT) 8086은 첫 번째 16 bit data bus 프로세서이다. 하지만 그 당시에는 16 bit bus용 하드웨어가

너무 비쌌고 종류도 적은 것이 가장 큰 문제였다. 8086은 4.77, 8, 10 MHz 속도로 동작한다.

79년 8088/80186/80188 인텔은 8086의 외부 bus를 8 bit로 다시 개량하여 79년 8088을 발표하였다. 8088은 8086과 같이 16 bit 크기의 registers를 가지고 있으나 70년대 후반기의

하드웨어들과 호환성을 유지하기 위하여 8 bit data bus를 채용. 8088은 4.77, 8 MHz로

동작한다. 80186/80188은 8086과 8088을 내부적으로 성능의 향상을 시킨 제품. 초기의 8088/8086과

비교해서 그다지 많은 개선이 이루어지지는 않았으나 내부 마이크로코드가 개선 되었다.

82년 80286 80286은 16 bit data bus에 24 bit addressing과 16 bit register 용량을 갖추었다. 이

프로세서는 비록 6 MHz로 동작하였지만 4.77 MHz의 8088 프로세서보다 4 배 이상의 성능을

낼 수 있었다. 6 MHz에 이어서 8, 10, 12 MHz 프로세서도 출시하였다.2년뒤 IBM이 PC-AT에

장작하여 출시했다.

85년 80386(DX/SX/SL) 32 bit data 버스와 32bit register 크기를 갖춘

첫 32bit 인텔 프로세서 이다. 처리 속도가 16 - 33 MHz(AMD 및 Cyrix는 40 MHz까지)에 달하여

지금까지 발표된 인텔 프로세서 중에서 가장

우수하였다.386은 real, protected mode 외에 한가지 더

새로운 mode를 추가하였는데, 이것이 virtual(가상) 8086 mode이며 386이 여러 개의 8086프로세서를 모방할 수 있기 때문에 이런 이름을 준

것이다. 가상 8086 모드는 각기 독립적인 메모리 공간을

점유할 수 있으므로 인텔 프로세서 사상 처음으로 실험적인 멀티태스킹(multitasking)이

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가능한 칩이 되었다. 386 프로세서는 5V 전압으로 동작한다.

▒ clock multiple(클럭 배율) 사용 시작

clock multiple이란 프로세서 외부(bus) clock speed의 배율을 올려서 프로세서에 높은 clock이 공급되도록 하는 기술이다. 486 프로세서는 처음으로 프로세서의 내부 clock speed와 외부

clock speed를 분리하여 사용하기 시작했으며 이 기술은 현재의 프로세서에도 사용하고 있다.

▒ clock doubling 이 기술을 처음 적용한 것이 92년에 발표한 486DX2-50과 66인데, 486DX2-50의 경우 외부

(bus) clcok speed는 25MHz이나 프로세서는 이것을 2 배로 올려 50MHz로 동작하도록 만든

것이다. 이 기술을 clock doubling이라고 부른다.

▒ 3.3 Volts 사용 시작

486DX4는 지금까지 5 Volts로 공급되던 프로세서의 전압을 3.3 Volts로 낮추어 프로세서의

발열량을 크게 줄였다. 5V로 동작하는 486DX2는 방열판을 부착해야 하지만 3.3V 486DX4는

방열판이 없어도 된다. 그 대신에 3.3V 전압 공급을 위하여 Voltage Regulator가 장착된 신형

메인보드가 필요하게 되었다.

3. Pentium

펜티엄은 CISC 계열의 프로세서이이지만 부분적으로

RISC 디자인을 채택하기 시작하였고 superscalar 기술을 처음으로 사용하였다.     [ Intel Pentium 133 ] ▶  

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▣ 펜티엄에 사용한 기술들

▒ superscalar 기술

superscalar는 한번의 clock cycle 동안 여러개의 pipeline을 통하여 여러 개의 명령을 동시에

처리하는 기술이다. 486이 하나의 pipeline을 가지고 있는 것에 반하여 펜티엄은 2 개의

pipeline을 가지고 있다. 486DX2-66의 성능은 60 MIPS(Milion Instructions Per Second, 초

당 백만 개의 명령 실행)이나 superscalar 기술을 사용한 Pentium-66은 300 MIPS로써 무려 5배나 빠르게 동작한다.

▒ branch prediction(분기 예측) 기술

▒ 66 MHz, 64 bit data bus 사용

▒ 다중 처리(Multi Processing) 지원

▒ 제조공정 0.8 micron ~0.3 micron▒ 초기에는 소켓 5를 사용하다 P-75 이후에는 소켓 7 사용

1. 메인보드 정의

컴퓨터 시스템의 주요 구성 부품들을 설치, 연결, 조절하는 주 회로 기판(main circuit board)을 메인보드 (main-board)라고 한다. 메인보드를 인체에 비교하면 골격, 신경 조직, 혈관과

같은 역할을 한다. 컴퓨터를 구성하는 주요 부품들(CPU, 램, 그래픽카드 등)은 메인보드에 직접 설치하며 시스템

내의 다른 부품들(P/S, HDD, FDD, CD-ROM drive )과 시스템 외부의 장치들(키보드, 마우스, 프린터)이 메인보드에 연결되어 있다.컴퓨터의 모든 장치는 직접적이든 간접적이든 간에 메인보드에 연결된다. 모니터 역시

그래픽카드를 통하여 메인보드에 연결되었고 스피커나 마이크도 사운드카드를 통하여

메인보드에 연결된 상태이다.컴퓨터의 모든 장치는 메인보드에 거미줄처럼 연결된 버스를 통하여 정보를 교류하며 그 흐름을

적절히 조정하는 역할을 메인보드가 맡고 있다.

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전원 장치가 공급하는 전력은 메인보드에서 다시 조절(Voltage Regulator로 전압을 조절)하여

프로세서에 공급하며 메인보드에 설치된 각종 장치에 분배하고 또한 외부 장치(키보드, 마우스, 조이스틱 등)에 보낸다.메인보드는 컴퓨터 중에서 프로세서 다음으로 중요한 역할을 수행하며 가장 많은 부품들로

이루어진 장치이고 그 핵심 부품은 chipset이다. 또한 마엔보드는 시스템의 안정성과 호환성에

영향을 주는 장치이기도 하다.

2. 메인보드의 분류

(1) 형태에 따른 분류

▒ AT 방식

AT형이란 최초에 설계된 IBM-PC의 표준 규격으로

XT부터 지금의 펜티엄 이상의 컴퓨터에 이르기

까지 17년 이상 사용되어 온 규격이다.

확장성과 호환성에서 우수하나 너무 오래된

규격으로 CPU의 크기가 과거에 비해 대단히

커지고 방열의 문제와 외부 인터페이스가 보드에

내장되는 추세에도 불구하고 이를 모두 케이블을

이용하여 연결해야 하는 불편함 등이 있다.

◀ AT 방식 메인보드

▒ ATX 방식

◀ ATX 방식 메인보드

AT형의 불편함을 개선하고자 만든 규격이 ATX 형이다. 메인보드의 모양인 AT형에 비해 넓고

짧은 모양으로 키보드, 프린터 포트, 시리얼 포트, PS/2 마우스 포트, USB 포트 등을

메인보드에 붙박이로 설치하여 연결선을 줄였으며 CPU의 위치 등 기존 부품 설치 위치를

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조정하여 발열 문제의 해결이나 긴 카드의 장착 등을 용이하게 하였다. 또 소프트 방식의 전원 스위치를 채택해 소프트웨어적인 전원 OFF와 외부의 신호(모뎀, 네트

워크의 입력)로 전원이 켜지는 PS On 기능 등의 편리한 기능도 지원이 된다. 이외에도 많은

장점이 있어 미래의 표준으로 자리 잡을 만한 규격이다.

(2) 칩셋의 종류에 따른 분류

chipset은 메인보드의 핵심 부품이며 프로세서를 설계할 때 칩셋 역시 함께 만든다. 따라서

프로세서마다 사용할 수 있는 칩셋의 종류가 지정되어 있으며 그와 반대로 칩셋에 따라서

사용할 수 있는 프로세서의 종류가 미리 정해져 있다.

1. 486까지의 칩셋

XT부터 486 시스템까지의 메인보드들은 칩셋이 단순한 기능(bus control 등)만 수행하였다. 키보드를 제외한 기본적인 입출력 기능들(직렬 및 병렬 컨트롤러, FDD 및 HDD 컨트롤러)조차

별도로 설치한 확장 카드가 그 역할을 담당하였다.

2. 펜티엄 이후의 칩셋

칩셋의 중요성이 대두된 것은 펜티엄 프로세서를 발표한 이후부터이다. 그 주된 이유는 펜티엄

시스템의 메모리 관리 기능 (칩셋이 역할 담당)이 대폭 증가(메모리 bus를 64 bit로 확장)하였고 디스크 컨트롤 기능을 칩셋에 포함시켰기 때문이다.

[ 펜티엄용 메인보드 ]

펜티엄 프로세서용 메인보드는 각종 입출력 컨트롤러(super I/O용, drive용) 이외에 Voltage Regulator(프로세서 및 메모리용 전압 조절 장치, 5V를 3.3 - 2.8V로 낮추어 제공)를 내장하고

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있다. 시스템 스피드를 50, 60, 66 MHz로 높였으며 처음으로 L2 cache(256-512 KB)를

사용자 옵션으로 메인보드에 설치할 수 있도록 하였다. 메모리 소켓이 30 핀용에서 72 핀용으로 변하고 VESA bus용 슬롯을 없애고 PCI bus용

슬롯으로 대치하였다. 오래동안 사용하던 AT형 form factor의 단점을 보완한 ATX형 메인보드가 출현하여 케이스 및

전원 역시 ATX형으로 바뀌었다. 결국 부품들의 형태가 거의 모두 바뀌어 486 시스템 중 펜티엄에서 계속 사용(업그레이드)할 수

있는 것은 디스크 드라이브(HDD,FDD, CD-ROM drive 등)와 ISA bus용 확장 카드(사운드, 모뎀, LAN 카드 등) 몇 가지 밖에 없다.

3. 펜티엄 Ⅱ용 메인보드 (Slot 1)

[ 펜티엄 Ⅱ 슬롯형 메인보드 ]

펜티엄 II용 메인보드의 특징으로 그래픽 기능 향상을 위한 AGP(가속 그래픽 포트) bus를

새롭게 추가하고 프로세서 설치용 소켓을 Slot 방식으로 변경하였으며 66 MHz와 함께 100 MHz 시스템 버스 스피드를 지원하는 점을 들 수 있다.펜티엄용은 L2 cache를 메인보드에 설치하지만 펜티엄 II는 L2 cache를 프로세서(또는

카트리지)에 내장하고 메인보드에는 설치하지 않는다. 440LX, 440BX, 440EX 칩셋을 사용한 메인보드는 대부분 233-450 MHz 펜티엄 II 프로세서와 266-333 MHz Celeron 프로세서를 지원하며 99년부터의 440BX 메인보드 중에는

600 MHz 이상의 펜티엄 III 프로세서까지도 지원하는 경우가 있다.

99년부터 인텔이 i810 chipset을 발표함에 따라서 소켓형 Celeron 프로세서를 위한 전용

메인보드가 출시되었다. Socketed Celeron은 프로세서의 핀 수가 370 개로써 기존의 소켓 7(321핀, 펜티엄용)보다 핀

수가 더 많은 점이 특징이다. 이 보드는 저가로 복합형 기능을 부가할 수가 있도록 설계 하였다. AGP 포트 대신에 AMR(Audio/Modem Riser) 포트를 갖추어 모뎀 라이저(MR) 카드또는

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오디오/모뎀 라이저(AMR) 카드를 AMR 포트에 설치하면 해당 기능을 쓸 수 있게 된다. 소켓형 셀러론 프로세서와 i810 메인보드를 이용하여 싼 값으로 업무용 시스템을 구축한다는

목표는 좋으나 현실적으로 빠르게 변화하는 하드웨어 세계에서 단 한가지의 특정 프로세서(소켓형 셀러론)만을 위한 메인 보드의 성공 가능성은 매우 낮은 편이다.

4. 펜티엄 Ⅲ (133MHz FSB)용 i820 메인보드

[ 펜티엄 Ⅲ 메인보드 ]

99년 말에 나온 133MHz FSB 펜티엄 III용 메인보드에는 i820 chipset이 사용된 다. 현재의

440BX 메인보드도 펜티엄 III 프로세서를 지원하고는 있지만 펜티엄 III의 본 래 설계 목표에

부합하는 것이 아니며 단지, 경쟁사인 AMD Kx 프로세서를 의식하여 인 텔사가 성급하게

발표하였을 뿐이다. 133MHz FSB를 사용하는 펜티엄 III용 메인보드로 는 i820 chipset이 가장

적합하다. 물론, 440BX 메인보드도 133MHz FSB를 지원하지만 direct RDRAM을 지원하지는

못한다. 133MHz FSB 시스템 구축을 위하여 시스템 메모리 역시 PC-133용이라야 하는데, 현재 의

SDRAM은 기술적으로 100MHz의 벽에 도달한 상태이다. direct RDRAM은 133MHz 이상의

높은 주파수로 동작할 수 있어 차세대 시스템 메모리로 적합하다. i820 메인보드는 칩셋이 Ultra DMA/66을 지원하므로 Ultra ATA/66 지원 HDD의 성능을

제대로 발휘하게 만든다. 이를 기점으로 현재의 32GB HDD 용량 한계를 TB(Tera Bytes, 1,000GB) 수준으로 높인 BIOS가 탑재된다.

i820 메인보드는 AGP 4x를 지원하므로 그래픽 처리 속도를 더 빠르게 한다. PCI 슬롯은 현재 4개까지 Bus Mastering을 지원하고 있으나 i820부터 6개의 PCI 슬롯 모두가

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Bus Mastering을 지원하고 그대신 ISA 슬롯은 모두 없앴다.

5. i815 메인보드

i815 칩셋은 i810 칩셋의 후속 모델이다. i820 칩셋의 부진으로 인한 공백을 '잠시 메워 주기

위한' 제품에 불과하며 i815 칩셋은 인텔의 허브 아키텍처를 그대로 계승하면서 PC133 SDRAM과 AGP 4X를 지원하고 울트라 ATA 66 등을 지원함으로써 사실 694X 칩셋에 빼앗겼던

하이엔드 데스크톱의 시장을 탈환하려는 전략적 칩셋이다.그래픽 코어가 직접 내장되어 있고 810 칩셋과 마찬가지로 인텔 i752 칩셋의 코어를 내장하고

있으며, 그 결과 별도의 그래픽 카드 없이도 동작한다. 다만810 칩셋과 달라진 점은 AGP 4X 슬롯을 가지고 있다는 점인데, 여기에 AGP 카드를

꽂으면 내장된 i752 코어는 정지하고 외부 AGP 카드만 동작한다

6. Slot Ⅱ 프로세서용 메인보드

Slot II를 사용하는 메인보드는 Zeon 프로세서와 같이 서버 시스템을 위한 멀티 프로세서용으로

쓰인다. 따라서 일반 개인용 컴퓨터(PC)가 Slot II 프로세서용 메인보드를 사용하는 경우는 극히

드물다.

7. VIA 메인보드

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[ VIA 메인보드 ]

VIA의 694X North Bridge와 686A South Bridge를 장착한 제품으로 Dual 기능을 지원하는

제품. FSB 133MHz로 동작하는 Pentium III를 지원하며, Slot 1을 2개 장착하고 있다. DIMM 슬롯은 4개가 장착이 되어 있으며, PCI 슬롯은 4개가 지원되며, 2X 및 4X AGP 카드를 모두

지원하는 Universal AGP 슬롯이 지원된다. ISA 슬롯은 없다. 특이한 점으로는 Mainboard의 PCB 기판위에 SCSI 컨트롤러 및 SCSI 커넥터용 회로와 LAN 컨트롤러 회로가 배치되어 있다는 점이다.Apollo Pro133A 칩셋을 탑재한 Dual Mainboard는 133MHz의 FSB로 동작하는 Pentium III 를 지원하는 저가격 Dual 환경으로서 주목되고 있다. 또한, Intel사에서 제작 되는 칩셋에서는

지원이 불가능한 VC-SDRAM을 지원하는 등, 여러 측면에서 좀 더 낳은 Dual 환경을

제공한다고 볼 수 있다.

비아칩셋을 사용하여 애슬론 프로세서를 지워하는 제품으로 PC133, AGP 4X, UDMA 66등을

지원하는 스펙상으로 아주 뛰어난 제품이다. 하지만 KX133보드의 초기 제품으로 이

주요기능들에 대해 안정성이나 호환성등이 자세히 입증되고 있지 않은 상태라 여러 매체를 통해

잘 따져보고 구입할 필요가 있는 KX133보드이다

850MHz까지와 이 이상의 Athlon 프로세서를 지원하며 200MHz의 FSB를 사용한다. 3개의 DIMM을 제공하여 최고 768MB의 메모리를 지원하며 PC100/PC133/VCM SDRAM을

지원한다.

VIA Apollo Pro KT- 133칩셋 AMD 최신형 썬더버드와 듀론을 완벽지원하고 266MHz의 FSB까지 오버 클럭킹이 가능하다. AGP 4배속과 U-DMA 66MHz 지원하고 AMD 썬더버드 프로세서

750/800/850/900/950MHz,1GHz, 1.1GHz 지원 AMD 듀론 프로세서 600/650/700MHz와

차후 프로세서를 지원 한다.SDRAM(133MHz)를 지원하며, 최대 1.5GB까지 메모리를 늘릴 수 있습니다. 5개의 32bit PCI슬롯과 1개의 ISA 슬롯, 1개의 AGP슬롯, 1개의 AMR슬롯을 제공합니다.

(3) 칩셋별 특성의 요약

  430FX 칩셋 430HX 칩셋 430VX 칩셋 430TX 칩셋 440FX 칩셋

CPU 지원 소켓 5, 소켓 7 소켓 5, 7, 소켓 5, 7 소켓 7 펜티엄 프로

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듀얼 CPU 최대 메모리 128MB 512MB 128MB 256MB 1GB

메모리 지원 종류 FPM, EDO FPM, EDO FPM, EDO FPM, EDO,SDRAM

FPM, EDO

최대 L2 캐시 512KB 512KB 512KB 512KB 512KB USB 지원 X ○ ○ ○ X울트라 ATA 지원 X X X ○ ○AGP 지원 X X X X XACPI 지원 X X X ○ X

  440LX 칩셋 440EX 칩셋 440ZX 칩셋 440ZX66 칩셋

440BX 칩셋

CPU 지원 슬롯 1, 듀얼 CPU 지원

슬롯 1(FSB 66MHz)

슬롯 1(FSB 66/100MHz)

슬롯 1(FSB 66/100MHz)

슬롯 1(FSB 66/100MHz)듀얼 CPU 지원

최대 메모리 1GB 256MB 256MB 256MB 512MB

메모리 지원 종류 FPM, EDO,SDRAM

EDO, SDRAM SDRAM SDRAM SDRAM

최대 L2 캐시 512KB 512KB 512KB 512KB 512KB USB 지원 ○ ○ ○ ○ ○

울트라 ATA 지원 ○ ○ Ultra DMA/33Ultra DMA/33

Ultra DMA/33

AGP 지원 2X 2X 2X 2X 2XACPI 지원 ○ ○ ○ ○ ○

   440GX 칩셋 440NX 칩셋 i820 칩셋 i810E 칩셋

CPU 지원

펜티엄II·제온(FSB 100MHz),듀얼 CPU 지원

펜티엄II·제온(FSB 100MHz), 4개의 CPU 지원

370소켓, 셀러론,펜티엄II(FSB 66/100MHz)

370 소켓, 셀러론, 펜티엄III(FSB66/100/133MHz)

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최대 메모리 2GB 8GB 256MB 256MB 메모리 지원 종류 SDRAM EDO, SDRAM SDRAM SDRAM 울트라 ATA 지원 Ultra DMA/33 Ultra DMA/33 Ultra DMA/66 Ultra DMA/66AGP 지원 2X 2X 2X 2XPCI 지원 ○ ○ PCI Rev. 2.2 PCI Rev. 2.2GMCH X X X XDVMT X X X X

   i840 칩셋 i820 칩셋 i820E 칩셋 i815 칩셋

CPU 지원

펜티엄II·Ⅲ(FSB 100/133MHz)

펜티엄II·Ⅲ(FSB 100/133MHz), 듀얼 CPU 지원

펜티엄II·Ⅲ(FSB 100/133MHz), 듀얼 CPU 지원

펜티엄II·Ⅲ (FSB 66/100/133MHz), 듀얼 CPU 지원

최대 메모리 2GB 1GB 1GB512KB(PC133지원)

메모리 지원 종류 RDRAM RDRAM RDRAM RDRAM울트라 ATA 지원 Ultra DMA/66 Ultra DMA/66 Ultra DMA/66 Ultra DMA/66AGP 지원 4X 4X 4X 4XPCI 지원 ○ ○ ○ ○GMCH X X X XDVMT X X X X

3. 메인보드의 구성요소

(1) PCB (Printed Circuit Board)

PCB는 격자 형태의 유리섬유(fiberglass)를 에폭시로 고착, 건조시킨 부도체 판에 도체인 구리

(copper) 판을 붙여 원판을 만든다. 이런 원판으로 필요한 기판을 만들려면 디자인한 회로를

실크스크린(silk screen) 기법으로 원판에 인쇄(print)하여 불필요한 동판 부분을 묽은 염산

용액으로 녹인다음 세척, 건조 과정을 거쳐 완성한다. 인텔 칩셋을 사용하는 메인보드의 PCB인 경우에는 제한된 면적에 많은 회로 선을 배치하기

위하여 각기 다른 기판을 네 장 겹친 4 층(layer) 회로 기판을 주로 사용한다. 각 층을 제작한 후

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모두 합쳐 하나의 PCB로 만들고서 드릴(drill)로 구멍을 내고 SMT (Suface Mounting Technology, 자동 부품 설치) 공정으로 부품들을 장착한 후 납땜(soldering), 검사 과정을

거친다.

PCB는 배선(wiring, 선 연결) 역할과 부품 형태 보호(mounting, 고정) 역할을 한다. PC 본체 내부와 외부에 연결된 모든 부품들은 PCB를 통하여 신호를 교환하며 전원을

공급받는다. 같은 부품을 사용하여 메인보드를 만들더라도 회로의 설계 방법(배선의 폭, 길이, 간격, shielding, grounding 등)이나 부품의 배치 방법에 따라서 안정성이 달라지며 수 백 MHz의 높은 주파수로 동작하는 시스템에서는 회로 디자인에 의하여 고주파 간섭(interference)이

발생할 가능성이 높다. 따라서 메인보드 PCB 제작은 기술과 경험의 축적이 중요하다. PCB를 염산 처리한 후, 충분히 세척(cleaning)하지 않으면 회로가 서서히 부식하여 원인 모를

고장이 발생하기 시작한다. 원가 절감을 위하여 정상적인 공정을 축소한 제품이나 두께가 얇은

PCB를 사용한 제품은 선택하지 않는 편이 바람직하다.

(2) 커넥터

1. IDE 커넥터

◀ IDE 커넥터

보통의 메인보드에는 2개의 IDE커넥터(40핀)가 있는데 첫 번째는 Primary, 두 번째는

Secondary 이다. 각각의 IDE에는 2개씩의 하드디스크를 연결할수 있고, IDE방식의 CD - ROM이나 Zip드라이브를 연결할 수도 있다.보통 연결하는 방법은 C 드라이브로 사용할

하드디스크를 Primary IDE 에 연결해야 한다는 규칙만 지킨다면 아무 제한 없다. (단 같은 IDE케이블에 연결된 장치를 동시에 마스터나 슬래이브로 잡으면 안된다)

ATA33보다 더 강화된 ATA66부터는 80선 IDE 케이블을 사용하고 있으며 메인보드의 커넥터는

이전과 동일하게 40핀(또는 39핀)을 이용한다. ATA100 역시 외형은 기존과 동일하며, 인텔

815 칩셋, 비아 686 칩셋에서부터 지원한다.

2. FDD 커넥터

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◀ FDD 커넥터

FDD 커넥터 IDE 커넥터 옆에 위치하고 34개 핀으로 구성되었다. FDD 커넥토에도 두 개의

플로피디스크를 연결할수 있는데 IDE 방식과는 달리 A와 B를 케이블에서 구분한다.(10∼16번 케이블이 꼬여 있으면 A)

3. 핀 커넥터 (Pin Connectors)

◀ 핀 커넥터

메인보드에는 케이스 앞판의 각종 LED 및 스위치·버튼과의 연결을 위한 여러 종류의 핀

커넥터들이 있다. 핀 커넥터에는 전원 LED, HDD LED, Sleep LED 등 세 종류의 LED(발광 다이오드)용 커넥터와

전원 스위치(또는 버튼), 리셋 스위치, 슬립(Sleep,또는 Suspend) 스위치 등 세 종류의

스위치용 커넥터가 있다. 모든 LED는 극성이 있어 ＋와 -선을 커넥터에 바르게 연결해야

하지만, 스위치는 극성이 없다. 486 시스템에는 터보(turbo) 스위치와 터보 LED가 있으나 펜티엄부터는 터보 기능이 없어지고

그 대신 슬립 (절전) 스위치와 LED를 사용한다. 메인보드나 케이스에 따라서 슬립 기능이 없는

경우도 있다. AT형 시스템 은 기계식 전원 스위치가 전원에 직접 연결되어 있으며 ATX형

시스템은 전자식 전원 스위치가 메인보드에 연결된다.

4. 스피커 커넥터

케이스에 부착된 시스템용 스피커는 주로 바이오스의 에러 코드(error code)를 비프 음(beep sound)으로 사용자에게 전하기 위해 이용된다. 4개의 핀으로 구성된 스피커 커넥터는 양끝에

있는 2개의 핀만 사용하며, 극성이 있긴 하나 반대로 연결해도 정상적으로 동작한다.

5. 냉각팬 전원 커넥터

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펜티엄II용 메인보드 중에는 CPU 팬, 케이스 보조 팬, 전원 팬 등 세 가지 팬을 연결할 수 있도록

커넥터가 마련된 것이 있다. 각 커넥터는 3개의 핀으로 구성되어 있으며, 한 개는 ＋12V 전원을

공급하고 다른 하나는 온도에 따라 RPM을 조절한다. 마지 막 핀은 접지용이다. 메인보드에

따라서 CPU 팬용 커넥터만 갖춘 것도 있다.

6. 키보드와 마우스 커넥터

구형 AT 메인보드는 대형 5 핀 키보드 전용 커넥터를 사용하여 키보드를 연결하고 마우스는

전용 커넥터가 없으므로 직렬 포트에 연결한다. 그러나 현재의 신형 ATX 및 NLX 메인보드는 2개의 소형 6핀 PS/2 커넥터에 키보드와 마우스를

연결한다.

(3) 포트 (Port)

1. 패러럴 포트 (Parallel Port)

병렬 포트는 한 번에 데이터를 8비트씩 주고받는 장치로 직렬 포트에 비해 속도가 8배 가량

높지만, 단거리만 지원한다는 단점이 있다. 프린터 포트용 널 케이블 모뎀을 사용하거나 프린터

포트에 프린터 이외의 장치(저장 장치(하드 디스크나 zip 드라이브)나 스캐너, 디지털 카메라, CCd-카메라)를 사용 프린터와 컴퓨터 간의 인터페이스는 주로 병렬 포트를 이용한다. 처음 병렬 포트로 사용되던 SPP(Single Parallel Port), 양방향 전송 규약인 Bi-Directional, 속도가 보다 향상된 EPP (Enhanced Parallel Port), DMA를 사용하여 EPP 보다 속도를

향상시킨 ECP(Extended Capability Port)등이 있습니다.이들의 데이터 전달 속도는 SPP 방식이 100~150KB/초 EPP 방식이 2MB/초, ECP가 2.4MB/

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초 정도이다.

2. 시리얼 포트 (Serial Port)

한 번에 데이터를 1비트씩 주고받는 장치로 최고 속도는 115,200bps 정도이지만 원거리에

안정적으로 데이터를 전송할 수 있다는 장점이 있다 외장형 모뎀이나 외장형 ISDN 시리얼

포트용 널 케이블 모뎀을 사용, 포트 번호는 바이오스 셋업이나 점퍼를 이용하여 변경

시리얼 포트에는 RS-232C, Access 버스, IrDA, USB, IEEE-1394의 5개의 포트가 있는데

우리가 흔히 사용하는 com 포트는 RS-232C이다. RS-232C포트는 9핀과 25핀 두 종류가

있는데 두 com 포트 모두 9핀만 사용

(4) JUMPER와 DIP MODULE

점퍼(Jumper)는 메인보드나 주변 장치의 하드웨어 구성 정보를 수동 조절하기 위하여 사용

하는 사각 형태의 도체 플러그(plug)을 말한다. 점퍼를 핀에 꼽으면 연결(short, on, enable) 되고 뽑으면 개방(open, off, disable)된다. Jumper와 핀들. 2개의 핀이 한 조를 이루며 점퍼를

사용하여 on 또는 off 시킨다.

[ 점퍼 (JUMPER) ] [ DIP 스위치 ]

메인보드에 따라서 점퍼 대신에 DIP module(여러 개의 초소형 스위치 조합)를 사용하거나

점퍼를 없애고(Jumperless) BIOS에서 키보드를 이용하여 조절하는 방식도 있다.

▒ 프로세서 전압 조절용 점퍼 :펜티엄까지의 메인보드는 프로세서의 종류에 맞는 전압을 공급 하기 위하여 점퍼로 전압을 수동

조절하였다. 그러나 펜티엄 II 시스템부터는 대부분 전압 조절용 점퍼가 없으며 메인보드가

프로세서의 종류를 자동 인식하여 적합한 전압을 공급한다. 예외적이긴 하나 프로세서의

오버클럭을 위하여 펜티엄 II용 메인보드 중에는 BIOS에서 전압을 일정한 범위 내에서 수동

조절하도록 만든 제품들도 있다.

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▒ 프로세서 속도/버스 속도/배율 조정용 점퍼 : 프로세서의 동작 속도(clock speed)를 조절하기 위한 점퍼이다. 일반적으로 Bus Speed와

배율(Multiplier), 두 가지를 조합하여 프로세서 속도를 결정한다. 메인보드에 따라서 점퍼가

없이 BIOS에서 사용자가 수동 조절하거나 BIOS가 프로세서 속도를 인식하여 자동 조절하는

것이 있다.

▒ CMOS Clear/Normal 점퍼 :BIOS setup 내용이 손상되거나 입력해 둔 암호를 잊었을 경우에 전원을 차단하고 CMOS Clear 위치를 점퍼로 잠시 short시키면 BIOS 내용이 기본 설정 상태로 바뀐다. 평소에는 점퍼를

Normal 위치에 두어야 한다.

▒ Flash BIOS Enable/Normal 점퍼 :메인보드 BIOS를 업그레이드(upgrade, update)하고 싶을 때 전원을 끄고 점퍼를 Enable 위치에 둔 후 다시 부팅하여 업그레이드를 한다. 평소에는 점퍼를 Normal 위치에 두고

사용한다.

(5) 내장 전지와 RTC

1. 내장 전지 (Internal battery)

◀ 내장 전지 ( internal battery )

메인보드에도 전지가 들어있다. 이 전지는 Power Supply System(전원 장치)와 별도로

RTC(시계) 와 BIOS가 기록된 CMOS SRAM에 전력를 공급한다. 486까지의 메인보드는 수명이

5년 내외로 한정된 고정식(교체 할 수 없는) 원통형 배터리를 주로 사용하였는데, 이 배터리는

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메인 보드를 부식시키는 단점이 있다. 펜티엄 시스템부터는 재충전이 가능한 니켈 카드뮴(Nicket-Cadmium) 전지를 RTC와 함께

포장 하여 직육면체 형태로 만든 것이 유행이었다. 충전식 전지는 컴퓨터를 오래 사용하지 않을

경우 CMOS에 저장한 BIOS 정보가 사라지므로 CMOS Clear 를 한 후 다시 설정하는 불편이

따른다.펜티엄 후반기부터 최근에는 주로 리튬(Lithium) 전지(동전 크기의 손목 시계용 전지)를

사용하고 있으며 그 수명은 5-7 년 정도이다. 이 전지의 수명이 끝날 무렵이면 적시에 교체가

되도록 BIOS 가 미리 알려준다. 리튬 전지는 시간 오차가 적은 편이고 교체하기 쉬우며 주변

부품을 부식시키지 않아 이상적이다.

2. RTC (Real Time Clock) 장치

◀ 시스템에 내장된 시계이다.전원 장치의 동작과 상관없이 메인보드에 별도로 설치된 전지(battery)에 의하여 전원을

공급받아서 날짜와 시간을 알려준다. 컴퓨터용 RTC는 대부분 시간이 잘 맞지 않으므로(느림) 주기적으로 시간을 재조정할 필요가 있다. 구형 메인보드는 RTC를 내장 전지와 함께 포장하여

메인보드에 부착하거나 독립된 chip으로 부착하였지만 현재는 칩셋에 RTC 를 내장하고 있다.

(6) 프로세서 슬롯(또는 소켓)

IBM 호환 PC는 필요에 따라 프로세서를 업그레이드할 수 있도록 프로세서용 슬롯이나 소켓을

갖추고 있다. 프로세서의 종류 에 따라서 슬롯과 소켓의 형태가 달라진다.

예를 들면, 펜티엄 MMX 프로세서는 소켓 7(321 핀용) 타입을, 펜티엄 프로 프로세서는 소켓 8 타입을, 펜티엄 II 프로세서는 Slot 1 타입을 사용한다. 그리고 Zeon 프로세서는 Slot II를, Socketed Celeron 프로세서는 370(370 핀용) 소켓을 AMD의 K7에서는 슬롯A를 사용한다.

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◀ 슬롯

◀ 소켓 370

1. 확장 슬롯 (Expansion Slots, I/O Bus Slots)

초기의 PC는 8/16 bit ISA bus 슬롯만 제공하였으나 현재의 PC는 ISA, PCI, AGP,AMR등

다양한 bus 형태의 슬롯들을 조합하여 제공한다.

펜티엄 II용 메인보드의 확장 슬롯은 AGP 확장 슬롯 1 개, PCI 확장 슬롯 4 개, ISA 확장 슬롯 3 개로 구성하는 것이 일반적이었으나 98년부터 APG 슬롯 1개, PCI 슬롯 5개, ISA 슬롯 2개로

구성한 경우가 유행하기 시작하였고 현재는 ISA 1개, PCI 5개, AGP 1개, AMR 1개로 구성된

메인보드가 출시되고 있다.

2. AMR (Audio Modem Riser)

인텔 810 칩셋부터 지원하기 시작하였으며, AC97 규격에 맞추어 만들어진 소프트 모뎀 라이저

카드를 꽂는 슬롯입니다.

AMR 슬롯은 인텔 810, 810E, 820 및 비아 아폴로 프로 133A,KX-133, KT-133등의 많은

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칩셋에서 지원하고 있으며, 위치는 일정하지 않지만 AGP 슬롯과 비슷한 색깔과 모양새에

카드를 고정시키는 블라켓과 인접한 위치에 조그맣고 짧게 붙어있는 슬롭입니다. AMR 카드의

종류는 각각 사운드와 모뎀기능을 갖춘 AC (AudioCodec), MC (Modem Codec)와 두 기능을

모두

갖춘 AMC(Audio Modem Codec)등이 있다. 가격은 저렴하지만 칩셋이 없는 소프트웨어 방식이기 때문에 성능은 ISA나 PCI모뎀에 비해

떨어지는 것으로 알려져있습니다.

3. 주 메모리 소켓

메인보드는 대부분 2 개에서 8 개의 주 메모리용 소켓을 갖추고 있다. 주 메모리 소켓은

메모리의 형태에 따라서 그 수가 달라 지는데, 386 이상의 시스템에서 30 핀 SIMM 타입(8 bit)은 4 개의 소켓이 하나의 뱅크(bank, 32 bit data path)를 이루기 때문에 보통 4-8 개의

소켓으로 1-2 개의 뱅크를 지원하며 펜티엄 이상의 시스템에서 72 핀 SIMM 타입(32 bit)은 2 개의 소켓이 하나의 뱅크(64 bit data path)를 이루므로 2-6 개의 소켓으로 1-3 개의 뱅크를

지원하고 168 핀 DIMM 타입(64 bit)는 하나의 소켓이 하나의 뱅크를 이루므로 1-4 개의

소켓으로 1-4 개의 뱅크를 지원한다.

(7) 기타

1. 전압 조절기 (Voltage Regulator)

486DX2까지의 프로세서는 5V 전압으로 동작하므로 AT용 전원은 5V 이상의 전압만을

공급하였다.486DX4 이후의 프로세서는 3.3V 이하의 전압으로 동작하기 때문에 메인보드에 전압 조절기를

내장하여 5V 전압을 3.3V 또는 그 이하의 전압으로 낮추어 프로세서에 공급한다. 펜티엄

시대부터 일반화된 ATX form factor의 전원 장치는 프로세서용 3.3V 전압을 별도로 공급하고

있다. 메인보드는 이 전압을 받아서 전압 조절기를 거쳐 프로세서에 공급한다. 펜티엄 II 프로세서는

2.8V(Klamath core, 초기의 펜티엄 II 프로세서)나 2.0V(Deshutes core)를 사용하고 있다.초기에는 'linear type 전압조절기'를 사용하였으므로 부품들(TR/IC, 코일, 컨덴서, 저항 등)이

상당한 공간을 차지하고 메인보 드 생산 원가도 높았지만 점차 'switching type 전압조절기'로

바뀌어 간소화되고 전력 낭비를 줄였다. 현재는 스위칭 방식의 전압 조절기만 사용하고 있으며

메인보드가 프로세서의 종류를 자동 인식하여 적합한 전압을 공급한다. 그러나 메인보드에

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따라서 인텔 프로세서 이외의 다른 회사(AMD 등) 프로세서들의 전압을 자동 인식하지 못하는

경우도 있으므로 교본의 내용을 참고하여 적절한 전압이 공급되도록 수동 조절할 필요가 있다.

2. 콘덴서 (Condenser, Capacitor)

콘덴서는 전기를 저장하는 기능을 가지고 있는 부품으로써 주로 우리 나라에서는 콘덴서, 미국에서는 캐패시터라고 부른다. 콘덴서는 정류 및 high/low band-pass filter 등의 회로에

사용하는데, 메인보드의 경우에는 전압조절 회로와 노이즈 필터

(noise filter) 회로에 많이 쓰인다. 콘덴서는 그 재료에 따라서 전해, 탄탈, 마이카, 필름, 세라믹

등 여러 가지 종류가 있으며 용량이 큰 것은 저렴한 전해 콘덴서를 많이 사용한다. 비록 사소한

부품일지라도 컨덴서는 메인보드의 안정성을 유지하기 위 하여 중요한 역할을 한다. 메인보드

제작 회사들 중에서 명성이 있는 곳들은 정격 용량의 콘덴서를 사용하며 가격이 다소 높더라도

불량률이 낮고 수명이 긴 콘덴서를 선택한다.

3. Health Monitoring chip

Health Mointoring이란 시스템의 동작 상태를 점검 및 조절하는 기능으로 펜티엄 II용

메인보드에 많이 사용하고 있다. LM78은 시스템 건강 진단 기능을 갖춘 대표적인 칩이며 LM80을 장착한 제품도 있다. 전원 장치가 공급하는 여러 가지 전압, 프로세서에 공급되는 전압

(Voltage Regulator를 거친 전압), 프로세서의 온도, 케이스 내부 온도, CPU 팬 회전 속도, 케이스 보조 팬 회전 속도, 전원 팬 회전 속도를 감지할 수 있으며 그 속도를 조절할 수도 있다. 예를 들면, 프로세서용 온도 감지 센서가 프로세서의 온도를 측정하여 뜨거워지면 CPU 팬을

빠르게 회전시키고 온도가 낮아지면 다시 회전을 늦춘다. LM80 chip은 350MHz 이상의 펜티엄

II 프로세서에 내장된 온도 감지 장치로부터 디지털 코드를 입력 받아서 온도를 표기하므로 보다

정밀한 제어가 가능하다. Giga-Byte사나 Micro-Star사의 고급형 펜티엄 II용 메인보드들은

프로세서 슬롯 중앙에 15-30mm 길이의 온도 감지 센서를 부착하여 센서가 프로세서에 직접

밀착되도록 하였다.

4. ROM BIOS

BIOS 프로그램을 저장하고 있는 EEPROM을 BIOS ROM이라고 한다. BIOS는 소프트웨어

프로그램이지만 ROM은 영구 기억 장치에 속하는 하드웨어이다.

4. 칩셋의 개념

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(1) Chipset이란?

칩셋(chipset)이란 용어는 chip과 set의 합성어이다. 2개 이상의 chip들이 조직적인 기능을

수행하는 것이 Chipset이다. 예전에는 cache 조절, DMA(direct memory acess) 실행, 인터럽트(interrupts) 관리, I/O bus data 전송 등의 기능을 수행하는 여러 chip들이 각각 독립적으로 메인보드에 존재하던

시절이 있었다. 그러나 집적 기술이 발달하면서 이 기능들을 하나의 chip 또는 chipset에

통합하여 현재의 모습을 갖추고 있다. 여러 기능을 통합하면 원가가 절감되고 호환성이

높아지므로 생산자와 사용자 모두에게 유익하다.

인텔은 펜티엄 프로세서용 칩셋을 PCIset으로, 펜티엄 II 프로세서용 칩셋을 AGPset으로

부르고 있다. 메인보드에 있는 chipset을 특별히 'motherboard chipset' 또는 'system chipset'이라고

구분하여 부르기도 한다.

(2) Chipset의 역할

칩셋의 임무는 컴퓨터의 핵심 부품인 프로세서, 주 메모리, IDE 디스크 장치의 각종 신호를 조절

(control)하는 것이다. 특히 프로세서와 칩셋은 밀접한 관계에 있으며 새로운 프로세서를

제작할 때는 그 프로세서를 지원하는 칩셋도 함께 만든다. 인텔의 칩셋은 보통 두 개의 각기 다른 기능을 수행하는 칩들로 구성되어 있다. 그 하나는 시스템을 제어하는 System Controller(프로세서, 주 메모리, AGP bus 입출력 조절)이고 다른 하나는 IDE(ATA) 장치(drive)를 구동시키는 PCI/ISA IDE Accelerator(각종 PCI/ISA bus용 확장 카드 및 각종 IDE 드라이브 장치 신호 조절)이다. 486까지의 시스템은 IDE 컨트롤러가 확장 카드 형태로 존재하였으나 펜티엄 시스템부터 칩셋에 그 기능을 포함시켜

현재는 메인보드의 일부가 되었다. 칩셋은 그밖에도 Bus Bridge, Interrupt control, DMA control 등의 조절 기능과 Plug and Play 기능을 지원한다.

(3) Chipset과 프로세서의 관계

칩셋은 프로세서를 디자인할 때 함께 만들기 때문에 대부분의 칩셋들이 특정 프로세서 전용으로

사용된다. 한가지 칩셋(메인보드)으로 여러 종류의 프로세서를 지원하는 것이 실용적이나 세대

(generation)가 다른 프로세서(펜티엄과 펜티엄 II)를 지원하는 경우는 거의 없다. 그 대신 같은

세대의 동급 프로세서 중에서 다양한 모델과 여러 제작사의 프로세서를 함께 지원하는 경우는

있다.

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예를 들면, 430TX chipset은 인텔사의 펜티엄 클래식 및 MMX 75-200 MHz 프로세서와 AMD K5/K6 프로세서 그리고 Cyrix, IBM-M1 프로세서 등을 지원한다. 반대로 440BX/EX/LX chipset은 233-450 MHz 인텔 펜티엄 II 및 Celeron 프로세서만 지원한다.

(4) Chipset과 메모리 지원 용량

chipset의 종류에 따라서 어떤 chipset은 주 메모리를 64 MB까지만 지원하며 어떤 chipset은

4-8 GB 용량의 메모리를 지원한다. 결국, chipset의 설계에 의하여 주 메모리의 최대 용량이

결정된다.

(5) Chipset의 Timing과 Flow Control

chipset의 가장 중요한 기능은 '메모리 읽기와 쓰기를 조절하는 기능' 및 'local bus(PCI bus, AGP bus 등)을 통하여 프로세서에 data를 전송하는 기능'이다. 이 기능은 칩셋에 내장된

메모리 컨트롤러가 수행한다.

(6) 주소 해독

칩셋은 프로세서가 필요로 하는 명령(instructions)과 자료(data)를 주 메모리에서 찾아내는

주소 해독 기능을 가지고 있다.

(7) L2 Cache와 주 메모리의 자료 전송

프로세서가 주 메모리에 저장된 정보를 원할 때, L2 cache는 먼저 자신이 그 자료를 가지고

있는 지부터 확인하는데, 그 이유는 L2 cache의 속도가 주 메모리보다 훨씬 빠르기 때문이다. 만약 정보가 있다면 프로세서는 L2 cache에서 그 자료를 읽는다. 없을 경우에는 주 메모리에서

자료를 읽고 처리하는 동시에 L2 cache에도 저장하여 앞으로 프로세서가 필요할 때 빠른

속도로 읽을 수 있도록 만든다. 칩셋은 이와 같은 자료 전송의 타이밍(timing)을 조절한다.

(8) Bus Buffering과 자료 흐름 (data flow) 조절

칩셋은 로컬 버스(PCI 또는 AGP)에서 메모리로 이동하는 정보와 로컬 버스에서 프로세서로

직접 이동하는 정보의 흐름을 관리하고 조절한다. 프로세서, 메모리, PCI bus 등은 각기 다른

속도로 운영되기 때문에 buffers(버퍼, data 임시 저장 영역)를 이용하여 자료 전송하는

과정에서 잠시 붙잡아 둔다. 칩셋에 따라서 버퍼의 용량에는 차이가 있다. 버퍼가 많을수록

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프로세서, 메모리, PCI bus 등의 동시 운영 지원 능력이 향상된다.

(9) 메모리 자동 인식

신형 chipset들은 메모리의 형태와 속도를 인식하여 자료를 손상시키지 않는 선에서 최고의

성능으로 동작하도록 wait state를 자동 조정한다. 만약 BIOS에 자동 인식 기능이 없을 때에는

교본이나 이 책의 내용을 참고하여 적절한 값으로 직접 맞추어야 한다.

(10) 칩셋의 주변장치 및 입출력 bus 조절

대부분의 컴퓨터는 ISA(Industry Standard Architecture, 공업 표준 구조) bus와

PCI(Peripheral Component Interconnect, 주변 장치 연결) bus를 가지고 있다. 속도가 느린

ISA bus에는 구형 장치들(모뎀, 사운드카드 등)을 연결하고 속도가 빠른 PCI bus에는 신형

하드디스크나 그래픽 카드 등의 장치를 연결하여 쓴다.

칩셋은 이 bus들을 조절하여 정보를 프로세서와 주 메모리에 전송한다. 칩셋은 지원할 수 있는

bus의 종류, 동작할 수 있는 속도, 기타 첨가된 기능 등에 따라서 능력을 구분할 수 있다.

5. 칩셋의 종류

메인보드가 컴퓨터의 중심이듯, 메인보드의 중심은 칩셋(chipset)이다. 어떤 칩셋을

사용하는가에 따라서 메인보드의 종류가 달라진다. ▶ 펜티엄용 칩셋: 80430FX, 80430VX, 80430HX, 80430TX ▶ 펜티엄 II/Celeron용 칩셋: 82440LX, 82440EX, 82440BX, 82440GX, 82440NX ▶ Celeron용 칩셋: i810 (소켓 370 사용) ▶ 펜티엄 III용 칩셋: i820 (슬롯 1 사용)

Chipset 종류 소켓 Slot 프로세서 지원system busspeed (MHz)

주 메모리

최대 지원 용량특 징

430TX 소켓 7 펜티엄 MMX 50/60/66256 MBSDRAM

PCI 2.1,UDMA/33

440FX 소켓 8 펜티엄 프로 60/66  PCI 2.1,UDMA/33

440LX Slot 1 펜티엄 Ⅱ, 66 1 GB AGP 1x,

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Celeron SDRAM UDMA/33

440EX Slot 1펜티엄 Ⅱ,Celeron

66/1001 GBSDRAM

AGP 2x,UDMA/33

440BX Slot 1펜티엄 Ⅱ/ⅢCeleron

66/1001 GBSDRAM

AGP 2x,UDMA/33

440ZX Slot 1펜티엄 Ⅱ,Celeron

66/1001 GBSDRAM

AGP 2x,UDMA/33

i810 (Whitney)

소켓 370SocketedCeleron

66/1001 GBSDRAM

AGP 2x,UDMA/66

i820 (Camino) Slot 1펜티엄 Ⅲ

(Katmai,Coppermine)

100/1331 GBdirect RDRAM

AGP 4x,UDMA/66

440GX Slot 2 Xeon 100/1332 GBSDRAM

AGP 2x

450NX Slot 2 Xeon 100/133 4 GBAGP 2x,66 MHzPCI bus

Carmel Slot 2 Tanner 100/133 8GBAGP 4X, PCI64/66,UDMA/66

6. 버스의 개념

(1) 버스 (BUS)에 대하여

메인보드를 보면 CPU와 함께 여러 칩들이 복잡한 회로로 연결되어 있음을 볼 수 있다. 앞서

간단히 소개한 버스(Bus)는 PC에서 고속도로와 같은 것이다. CPU나 기타 장치들의 데이터를

이동시켜주는 통로라고 볼 수 있는데 CPU가 두뇌라고 하면 버스(Bus)는 신경망과 같은

존재이다. 즉 버스는 CPU와 기타 장치들을 연결해 주는 역할을 한다. 통상적인 펜티엄의

메인보드의 구성도에 나타나는 버스와 칩의 연결을 살펴보면 다음 그림과 같다.

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[ 메인보드에서의 CPU와 칩셋 그리고 버스들 ]

PC의 모든 데이터는 버스들을 통해 주고 받는다. 버스들은 대표적인 두 가지로 나누어지는데

하나는 CPU와 램을 연결하는 시스템 버스(System Bus)와 또 다른 하나는 주변장치와 CPU를

연결해 주는 I/O 버스(Input/Output Bus)이다. 시스템 버스와 I/O버스의 구분을 그림들 통해

알 수 있다.

시스템 버스는 램과 CPU를 연결하고 그림과 같이 Brigde라는 것을 통해 I/O 버스하고도

연계된다. Bridge는 바로 뒤에 설명될 칩셋(Chip Set)이 담당하는 부분이다.

[ 시스템 버스와 I/O 버스 ]

(2) 시스템 버스

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시스템 버스는 CPU를 설명하는 부분에서 언급한 적이 있는데 CPU와 램을 연결하는 메인보드에

있어서 중심적인 버스이다. 이 시스템 버스 중심으로 다른 버스들이 갈라져 나온다. 시스템

버스는 메인보드에 따라 좌우된다. 보통 CPU의 제작기술에 따라 시스템 버스의 규모가

결정되었다. 그와 동시에 메인보드의 속도를 증가시키는 기술적인 발전도 도모했다. 더 빠른

시스템 버스를 얻을수록 나머지 장치들도 거기에 맞추어 더욱 빨라져야 했다.

8비트 CPU인 8088에서 4.77MHz이었던 시스템 버스가 대역폭이 16비트, 32비트, 64비트

CPU의 개발에 따라 200MHz까지 도달했다.

(3) CPU에 따른 시스템 버스 비교

CPU 시스템 버스 대역폭 시스템 버스 속도

8088 8 bit 4.77 MHz8086 16 bit 8 MHz

80286-12 16 bit 12 MHz80386DX-25 32 bit 25 MHz80486DX-50 32 bit 50 MHz

80486DX2-66 32 bit 33 MHzIntel Pentium 60 64 bit 60 MHz

Intel Pentium 100 64 bit 66 MHzAMD K5-133 64 bit 66 MHz

Cyrix 6X86 P166+ 64 bit 66 MHzIntel Pentium Pro 200 64 bit 66 MHz

시스템 버스의 속도가 100Mhz에 다다름에 따라 앞서 설명한 램 또한 PC-100이라는 SD램이

개발도 재촉되었다.

7. I/O 버스의 종류와 연결되는 주요장치들

(1) I/O 버스들

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I/O 버스는 데이터를 이동시킨다. 그것들은 모든 입출력 장치를 CPU와 램에 연결해 준다. 입출력 장치들은 데이터를 보내고 받는 디스크 드라이브나 모니터, 키보드 등을 말한다.

[ I/O 버스 설명 ]

실제 물리적인 관점에서 I/O 버스를 살펴보면 하나 또는 그 이상의 회로의 트랙으로서 그 트랙

(회로선들의 다발)은 다음과 같은 것들로 이용된다.

▶ 데이터 트랙 - 1비트를 이동시킬 수 있는 트랙

▶ 어드레스 트랙 - 데이터가 보내어져야 하는 곳(주소)을 알려주는 것으로 이용되는 트랙

▶ 그밖의 트랙 - 전력, 클럭, 검증신호를 보내는 트랙

버스를 통해 데이터를 보낼 때 받는 곳에 대한 정보를 뒷받침해주어야 한다. 그러므로 버스에

연결된 각각의 장치들은 주소가 있어야 한다. 데이터를 보내기에 앞서 데이터가 보내져야 하는

곳의 주소(숫자)를 어드레스 트랙을 통해 보내야 한다. 버스의 폭은 데이터 트랙으로 데이터를

옮기는 능력(?) 결정한다. ISA 버스는 느리다. 그것은 16 데이터 트랙만을 사용하기 때문이다. 이러한 트랙들을 논리적으로 구분하고 설정하여 여러 종류의 I/O버스들이 나타나게 되는 것이다.

보통 펜티엄 계열의 서너가지 종류의 I/O버스들이 존재하는 데 I/O 버스들을 대략 알아보면. ▶ ISA 버스 : 버스들 중 가장 오래되었고 단순하고 느린 버스. ▶ PCI 버스 : 가장 빠르고 강력한 버스

▶ AGP 버스 : 그래픽 카드만을 위해 사용되는 버스

▶ USB 버스 : 최신의 버스로 머지 않아 ISA를 대체할 버스.

로 설명되어질 수 있다.

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각각의 I/O버스에 대해서 알아보자

(2) ISA (Industrial Standard Architecture) BUS

대략 1984년 이후 PC I/O 기능의 표준 버스로 ISA(Industry Standard Architecture)로

불리지게 되었다. ISA는 현재까지도 모든 PC들에 대해 호환성을 유지하면서 사용되고 있다. 초창기 ISA는 8bit 데이터 폭이었지만 현재는 16bit 이고 이론적인 전송능력은 8Mbps(bit per second ; 초당 비트수)이다. 하지만 실제 전송속도는 1-2Mbps를 넘지 않는다. ISA는 현재 PC에서 두가지로 분류할 수 있는데

▶ 내부 ISA 버스 :키보드, 디스켓 드라이브, 시리얼(Serial ; 직렬) 포트, 패러렐(parallel ; 병렬) 포트 등처럼

단순한 포트에 사용된다.

▶ 외부 ISA 버스 : 16bit ISA 어댑터(adapter : 흔히 말하는 카드)연결할 수 있게 하는 버스로 ISA 슬롯(slot) 꽂는

사운드 카드나 모뎀의 데이터를 주고 받는다.

ISA 버스는 데이터 폭 좁고 느려서 동시에 충분한 데이터를 이동시킬 수가 없다. 따라서

데이터를 옮길 때마다 많은 시간이 필요하고 하나의 조작명령에 16bit밖에 이동하지 못한다. 그리고 지능적이지 못해서 CPU가 ISA 버스를 통해 데이터의 이동을 제어해야 한다. 데이터

이동이 완결되기 전까지는 CPU에 하나의 새로운 할당적업을 시작할 수 없다. 예를 들어 플로피

디스크에서 데이터를 쓰거나 읽는 동안 PC의 나머지 장치들은 대기하는 것이다. 종종 PC가

잠자고 있는 것처럼 볼일 때가 있는데 바로 그것이 ISA 버스의 느린 속도와 지능성

결여때문이다.

ISA 버스가 괴롭히는 문제 중의 또다른 하나가 새로운 확장카드(예를 들어 사운드카드)를

장착할 때 생기는 IRQ 충돌 문제이다. 모든 장치들은 명확하게 IRQ 정해져 있다. 새로운 장치를

끼울 때 구 ISA 버스에서는 수동적으로 설정했기 때문에 기존의 장치들과 충돌할 수도 있다. 요즈음 PNP 기능을 가지는 OS의 등장으로 수동적인 IRQ 설정은 거의 안 하지만 PC의 오작동과

특정장치의 사용불가능하게 되는 문제의 대부분의 원인이 바로 IRQ의 충돌이었다.

(3) MCA(Micro Channel Architecture) BUS

시스템 버스의 속도가 100Mhz에 다다름에 따라 앞서 설명한 램 또한 PC-100이라는 SD램이

개발도 재촉되었다.

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(4) PCI (Peripheral Component Interconnect) BUS

PCI 버스는 1990년의 고속 버스(high speed bus)이다. PCI는 Peripheral Component Interconnect의 약자로서 인텔(Intel)사에 의해 만들어졌다. 현재 거의 모든 PC의

확장카드들이 이 버스를 이용하고 있다. PCI는 실제 32bit의 데이터 폭이지만 실행에서는 64bit 버스의 효과를 보여준다. 33Mhz의 클럭속도에서 132Mbps의 최대전송능력을 가지고 있다. PCI 버스는 CPU와 주변장치의 관계에 있어서 완충적인(Buffering) 역할을 한다. 이것은 CPU가

주변장치의 데이터를 PCI로 넘겨 주면서 다른 작업을 처리할 수 있게 한다는 것이다. PCI 버스는

전송속도의 완급을 조정할 수 있다. 역으로 PCI 어댑터(확장카드)들은 CPU가 PCI 어댑터에서

나온 데이터들을 처리하고 있든 없든간에 상관없이 PCI 버스로 데이터를 넘겨줄 수도 있다. 시스템 버스가 PCI 어댑터에서 나온 데이터를 CPU로 보낼 수 있을 때까지 그 데이터들은

임시저장소에 위치한다. 최적의 환경에서의 PCI 버스는 1클럭당 32bit를 보낼 수 있는데 때로는 2클럭을 필요할 수도

있다. 이런 이유로 인해 PCI의 단자에 연결된 주변장치들은 비동기(Asynchronous)로

조종된다. 그러므로 PCI 버스는 탄력성이 있는 버스로 다른 주변장치와의 관계가 지능적이여서

결국 Plug and Play 같은 것이 PCI 구성 설계에 들어가게 된 것이다.PCI 버스도 ISA 버스가 마찬가지로 내부와 외부로 나누어 볼 수 있는데

▶ 내부 PCI 버스 : 메인보드에 EIDE 채널이 연결하는 PCI 버스

▶ 외부 PCI 버스 : PCI 어댑터(확장카드)를 꽂는 슬롯이 포함된다.

PCI 버스는 계속해서 개발 중에 있고 빠른 속도와 넓은 대역폭으로 발전되고 있다.

(5) AGP ('Accelerated Graphics Port' , 가속 그래픽 포트) BUS

1997년 새로운 버스가 등장하게 되는데 이름하여 AGP(Accelerated Graphics Port)라는

것이었다. 그것은 오직 그래픽 카드만을 위한 것이었다. AGP는 두가지 목적을 위해서

설계되었는데 그래픽 데이터로 처리하는 PCI 버스 작업을 경감하하는 것과 화면출력의

대역폭을 더 좋게 하기 위해서였다. AGP 버스는 펜티엄 II 프로세서와 82440 LX 칩셋에

도입되었다. 인텔(Intel)사는 타사의 CPU들이 소켓 7(CPU를 장착하는 소켓)의 호환성으로 자사

CPU 매출에 영향을 받자 더 많은 자사의 CPU 수요를 위해 완전히 새로운 메인보드 레이아웃과

그래픽 카드를 위한 더 강력한 버스를 설계하게 되었다. 그래서 요즈음 대부분의 새로운

메인보드는 AGP가 있다.

(6) USB (Universal Serial BUS) BUS

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USB(Universal Serial Bus)은 값싸고 초당 12Mbps로 느린 버스이다. 이렇게 느린 버스를

사용하는 이유는 주변장치들의 연결을 일괄적으로 간단하게 하려고 하는 것이다. PC에서 IRQ 때문에 그래픽 카드나 하드디스크 등 기본적인 장치를 제외하고 주변장치를 7개 이상 사용할 수

없다는 한계가 있다. USB 포트를 갖춘 주변장치끼리 쉽게 연결하면서 새로운 장치를 추가할 때

생기는 컴포트의 조정할 염려가 없다. 간단히 프린터와 스캐너 등을 연결할 때 프린터를 PC에

스캐너를 프린터에 연결해서 쓸 수 있다. 다른 주변장치도 마찬가지이다. USB 포트를 갖춘

주변장치라면 마치 전선을 연결하듯 127개까지 연결고리를 만들 수 있다. USB의 전송속도가

12Mbps이지만 스캐너, 모뎀, 사운드카드, 프린터 등 전송속도가 느린 주변장치를 연결해도

무리가 없다.

[ USB 포트 연결 예 ]

(7) I/O 버스 종류와 연결되는 주요장치들

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(8) BUS와 Port의 차이

Bus는 여러 각종 장치들이 공유할 수 있는 각종 전송 경로(data path)의 총칭이다. ISA bus나

PCI bus를 예로 들면 그래픽카드, 디스크 컨트롤러, 사운드카드, 네트웍 어댑터 등 여러 가지

장치들이 같은 bus를 이용하여 신호를 교환한다. 그 반면, port는 어떤 한 가지 장치가 전용으로(공유가 아님) 사용하는 bus를 말한다. 대표적인

port로 AGP(Accelerated Graphics Port)를 들 수 있는데, 이는 그래픽카드만 사용하는 전용

경로이다. Serial Port(직렬 포트 또는 COM Port: 통신 포트), Parallel Port(병렬 포트 또는

Printer Port) 역시 마우스, 프린터, 스캐너 등의 개별 장치가 한 개의 포트만 이용하여 시스템과

연결할 수 있으며 하나의 포트를 한 개 이상의 장치가 공유할 수는 없다. (AGP와 직렬/병렬

포트의 차이는 AGP가 그래픽카드 전용임에 반하여 직렬/병렬 포트는 다용도로 활용할 수

있다는 점이다) Bus와 Port의 차이를 잘 설명할 수 있는 것이 USB(Universal Serial Bus)이다. USB는 마치

직렬 포트나 병렬 포트처럼 시스템과 외부 장치를 연결하는 역할을 하지만, 키보드, 마우스, 모뎀, 스캐너 등 USB 커넥터를 갖춘 각종 장치들(최대 256 가지 장치)을 동시에 연결하여 함께

사용(공유)할 수 있으므로 bus라고 한다. 그렇다고 해서 bus와 port가 완전히 다른 것이라고 할 수는 없다. Port 역시 bus의 일종이지만

어떤 장치가 혼자 독점하여 사용하는 bus일 뿐이다.

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바이오스 (BIOS)

1. BIOS ( Basic Input Output System )

1_1. 바이오스의 정의와 특성

바이오스는 BASIC INPUT OUTPUT SYSTEM의 약자이며 운영체제가 컴퓨터를 통제하며

사용자의 명령대로 시스템을 작동시키기 위해 필요한 초기환경을 만들어 주고 운영체제가

부팅되게 하는 역할을 한다.

컴퓨터가 일을 하기 위해서는 하드웨어를 작동시키는 드라이버가 필요하고 실제로 일을 하는

것은 CPU인데, CPU는 항상 램하고만 일한다. 처음에 컴퓨터에 전원을 넣으면 CPU는 램의

정해진 주소로 가서 거기에 써 있는대로 일을 하기 시작한다.

이 때 CPU에게 일을 시킬 프로그램들이 롬바이오스에서 램으로 오게되고 이 때 램으로

올라오는 프로그램들은 다음과 같다.

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- 하드웨어를 구동시키기 위한 장치 드라이버들.- POST 프로그램

- CMOS SETUP UTILITY- 기타1_2. 바이오스의 역할

만일 바이오스가 없다면?하드웨어가 작동하기 위해서는 펌웨어라고도 불리는 장치드라이버(일종의 프로그램)가 램에

올라와 있어야 한다. 그런데 윈도우98 등의 운영체제는 하드디스크안에 저장되어 있고 하드디스크, 램, 메인보드

등의 드라이버가 먼저 램에 올라와 있어야 하드디스크 안의 윈도우를 램으로 불러들여 실행시킬

수 있게 된다. 그러므로 먼저 바이오스를 실행시켜 컴퓨터 작동에 필요한 드라이버들을 램에

올려 장치들을 사용 할 수 있게 한 다음에 장치의 이상유무를 검사하고 하드디스크 안의

윈도우를 실행하기 위해 램에 불러 들인다.

▒ POST 과정

POSTING은 다음과 같은 순서로 진행된다.

① 전원 공급을 시작하면 전압이 안정된 수준에 도달할 때까지 기다려 부품이 전력 상태

불안정으로 고장나지 않도록 보호. ② 전원 장치로부터 Power Good Signal(전력 상태 양호)을 받으면 프로세서가 우선적으로

System BIOS가 저장된 ROM의 boot 프로그램을 찾아 부팅하도록 지시한다. ③ BIOS는 POSTing 과정을 프로그램대로 실행한다. 만약 POSTing 과정에서 문제가 발생하면

동작을 중단하고 'beep code'(BIOS가 발견한 문제점을 시스템 스피커를 통하여 소리로

사용자에게 알리는 모르스부호 형태의 신호음)를 낸다. ④ BIOS는 그래픽카드를 찾아서 그래픽 BIOS를 동작시키면 그래픽 BIOS는 그래픽카드를

초기화하고 모니터 화면에 그래픽카드 정보(종류, 버전 등)을 알린다. 이 화면이 부팅 이후

사용자가 가장 먼저 눈으로 확인할 수 있는 시스템 BIOS의 진행 과정이다. ⑤ BIOS는 그래픽 BIOS ROM 외에도 IDE 하드디스크의 BIOS를 비롯한 다른 장치들의 ROM을

찾아서 동작(초기화)시킨다. ⑥ BIOS는 시작(startup) 화면에 BIOS 제작사 및 버전, BIOS 날짜, BIOS 설정 키(예: 'Del') 안내, 마더보드 제작사 로고, BIOS 일련번호(serial number) 등의 정보를 모니터에 보여준다. ⑦ BIOS는 메모리 검사를 포함하여 키보드, 디스크 컨트롤러, drive 등 몇 가지의 검사를 추가로

시행하여 문제가 발견되면 모니터를 통하여 에러 메시지를 띄운다.

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⑧ BIOS는 사용자가 수동으로 설정한 장치들과 BIOS가 검사한 여러 종류의 자동 설정 장치들을

시스템 목록으로 작성하여 화면에 상세하게 나타낸다. ⑨ 미리 설정한 boot 우선 순위에 따라서 OS가 있는 플로피 디스크나 하드디스크의 master boot record(실린더 0, 헤드 0, 섹터 1)을 검사한다. ⑩ 디스크에서 boot sector (boot loader)를 발견하면 OS가 boot 과정을 시작하게 만들고

BIOS는 POSTing을 마친다. ⑪ 첫째 boot drive에 시스템 OS가 없으면 다음 순위의 boot drive에서 OS를 찾는다. ⑫ 둘째 boot drive를 포함하여 다른 drive에도 OS가 없으면 BIOS가 화면에

"No boot device availabel" 또는 "NO ROM BASIC-SYSTEM HALTED" 메시지를 보낸다.

▒ 기타

① BIOS에는 보안을 유지하기 위하여 시스템 관리자와 사용자를 위한 암호 기억 능력이 있고

virus가 시스템 디스크를 감염시키지 못하도록 예방할 수 있다. ② BIOS는 Plug and Play (PnP, P&P 등의 약칭도 사용) 기능을 갖추고 있어 PnP를 지원하는

하드웨어 장치, BIOS, 운영체계와 함께 설치한 장치를 자동 인식하고 설정하여 간편히 사용할

수 있도록 돕는다. 특별한 경우를 제외하고, PnP 기능을 이용하면 사용자가 복잡하게 자원 충돌

문제를 조절하거나 드라이버 설정을 하지 않더라도 BIOS와 OS가 스스로 알아서 해결한다. ③ 마더보드가 Health Monitoring을 지원할 경우, 시스템 케이스를 열지 않고도 BIOS에서

시스템 내부 온도, 프로세서 온도, 각종 cooling fan의 회전 속도, 각종 전압 공급 상태 등을

모니터링 할 수 있다. 또한 팬의 속도, 온도, 전압 등의 최저/최대 설정치를 직접 조절하여

위험한 상태가 되면 경보가 울리거나 시스템이 동작을 중단하도록 만들 수도 있다. ④ 마더보드가 지원할 경우, 모뎀이나 LAN을 이용하여 외부에서 원격 부팅하도록 조정할 수

있으며 마우스나 키보드로 시스템을 켤 수 있다.

1_3. BIOS 제작회사

① Award BIOS - 현재 가장 많이 보급되 있다. 버전 업 ( version up, BIOS 업그레이드 )주기가

빠르고 세부적인 조절이

가능하여 많은 메인보드 회사들이 선택한다. 우리나라에서는 가장 많이 사용되고있는

바이오스이다. ② AMI BIOS - 안정성을 중시하고 있다. POSTING ( Power On Self Testing ) 속도가 빠른

장점이 있다. 어워드 바이오스

다음으로 많이 사용된다.

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③ Pheonix BIOS - 일부 메이커 제품의 PC와 노트북용으로 주로 사용된다. 얼마전에 Award사와 합병되었다.

1_4. 바이오스 구성 부품

▒ 롬 바이오스

System BIOS를 직접 저장하고 있는 부품이다. 현재의 BIOS ROM은 흔히 "Flash BIOS"라고

부르는 EEPROM (Electrically-Erasable and Programmable ROM, 전기적으로 소거 및 재

입력이 가능한 ROM) chip을 사용하고 있어 BIOS를 신 버전으로 업그레이드할 때 ROM chip을

교환할 필요 없이 사용자가 BIOS update용 소프트웨어를 이용하여 편리하게 업그레이드를 할

수 있다.

▒ CMOS

사용자가 설정한 BIOS 변경 내용을 저장하는 곳이다. CMOS ( Complementary Metal Oxide Semiconductor ) 메모리는 일반 메모리와 달리 '비휘발성 메모리'(Non-Volatile Memory, NVRAM)이므로 전원을 차단하여도 저장한 내용이 사라지지 않는다. CMOS 메모리의 용량은

64 byte ~ 128 byte 정도이며, 일반 메모리처럼 재충전 ( refresh )을 하지 않으므로 전력

소비량이 극히 적다.

▒ 내장 배터리

CMOS 메모리는 마더보드에 내장한 배터리로부터 전력을 공급받고 있다. 현재 가장 많이

사용하고 있는 리튬 이온 건전지의 경우 2년에 1% 정도밖에 방전되지 않기 때문에 특별한

이유가 없는 한 십년정도 사용할 수 있다. 그러나 습기가 많은 곳에서 컴퓨터를 사용하거나 다른

곳으로 전류가 흐르는 등의 원인으로 인해 몇 년되지 않은 밧데리가 방전되는 경우가 있다.

1_5. 어워드 바이오스 업그레이드하는 방법

① 클린 부팅 디스켓을 만들고 바이오스와 업그레이드 유틸리티 프로그램을 복사한다. 특히

바이오스 업그레이드용 유틸리티 프로그램은 보드 기종에 따라 틀릴 수 있으니 해당 보드

제조사 홈페이지에서 다운받아 사용하는 것이 바람직하다. 윈도우용 도스등의 클린 부팅이 아닌 부팅 이외의 다른 용도의 파일이 함께 램에 올라가면

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바이오스 업그레이드에 실패할 수도 있다. (업그레이드용 파일은 함께 있어도 된다.) ※ 클린 부팅 : 부팅시 시스템파일 세개만을 사용하여 부팅하는것.

[ 바이오스 업그레이드를 위해 필요한 파일과 파일용도 ]

시스템 파일 : IO.SYS, MSDOS.SYS, COMMAND.COM : 도스로 부팅하기위한 프로그램들

바이오스 업그레이드프로그램 : "AMI2MB.COM", "af750.exe" : 그 외 메인보드회사에서

제공하는 업그레이드용 프로그램 : 업그레이드 프로그램은 달라질 수 있다

바이오스 데이터 파일 : LX96M20R.ROM, "p2bxv16.bin" : ROM , BIN 확장자 : 롬 바이오스

안에 새로 쓰여질 내용이 들어있는 실제의 파일

② 바이오스와 업그레이드 유틸리트 프로그램이 복사된 디스켓으로 부팅시킨 후 프롬프트가

나타나면 다음과 같이 입력하고 실행시킨다.

A:> af750.exe(업그레이드 유틸리티 프로그램명) p2bxv16.bin ③ 바이오스 유틸리티 프로그램이 실행되어 화면에 출력되면 기존 버전의 바이오스를

저장하겠는냐는 질문에 백업을 받아 두려면 "Y" 누르시고, 백업할 화일명을 입력하고(확장자까지 함께 입력 ;; **.OLD), 저장을 하지 않을 경우에는 "N"를 입력한다. 그리고 나면

계속 업그레이드을 진행하겠냐는 질문에 "Y"를 입력하면 BIOS UPGRADE가 진행된다.여기서 기존 바이오스 이미지를 디스켓에 복사해 두는 이유는 새로운 바이오스 업그레이드 작업

도중에 문제가 발생하는 경우 (바이오스 버그 혹은 바이오스 플래쉬롬 복사 실패) 기존

바이오스로 복원하기 위한 것이다. ④ 바이오스 업그레이드가 종료되면 키보드의 아무 키나 누르시면 다시 부팅이 된다.

⑤ 부팅이 되면 필요한 경우 CMOS BIOS SETUP으로 들어가 초기화된 항목이 있으면 다시

설정하면 된다.

2. 바이오스 셋업 (COMS Setup)

[ CMOS 초 기 메 뉴 ]

ROM PCI/ISA BIOS (XXXXXXXXX) CMOS SETUP UTILITY AWARD SOFTWARE,INC.

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STANDARD CMOS SETUP

기본적인 CMOS 셋업 메뉴이며, 시스템 날짜와 하드디스크 타입 같은 시스템 부팅에 필수적인

내용을 설정한다.BIOS FEATURES SETUP

Standard CMOS Setup보다 세부적인 내용을 설정할 수 있고 시스템 성능과 직결된 항목들이

많이 있는 메뉴이다.CHIPSET FEATURES SETUP

메인보드의 핵심 부품인 칩셋의 기능을 세부적으로 설정하는 메뉴로, 역시 시스템 성능과

직결된 항목이 많다. 다소 전문적인 지식을 요하는 설정이 많으니 초보자는 기본 설정값을 변경하지 않는 것이 좋다. POWER MANAGEMENT SEPUT

전원 관리와 관련된 설정 메뉴로 서스펜드, 하이버네이션 같은 전력 절약을 위한 다양한 설정을

지정할 수 있다. 어떤 작업의 종류에 따라서는 파워 관리를 설정해 놓은 것이 해로울 수도 있으며,또한 주변 장치의 특성과의 관계도 생각해야 한다. PNP/PCI CONFIGURATION

각종 플러그&플레이 장비와 PCI 주변장치에 대한 설정을 총괄하는 메뉴이다. PCI슬롯에만

해당되는 내용이고 ISA슬롯과는 무관하며 우선순위를 부여할 수 있다 그러나 일반적인 경우로

사용하는 편이 좋다.LOAD BIOS DEFAULTS

시스템 설정을 다양하게 변경했다가 문제가 생기면 다시 원상태로 복구해야 한다.BIOS 설정 사항을 시스템 출하 당시의 초기값으로 되돌려주는 명령이다. LOAD SETUP DEFAULTS

해당 시스템에 가장 적합한 설정값을 자동으로 맞추어주는 명령이다. 완벽하지는 않지만 문제가

생겼을 때 가장 간단하게 해결할 수 있는 방법이기도 하다. 바이오스 설정에 자신이 없다면 이

명령을 실행한 후 저장한다. INTERGRATED PERIPHERALS

각종 입출력장치들을 제어하는 메뉴이다.SUPERVISOR PASSWORD

CMOS 관리암호설정

USER PASSWORD

컴퓨터에 암호를 거는 항목으로 외부의 사용자가 자신의 컴퓨터에 사용하지 못하게 할 경우

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사용한다. 암호를 잊었을 경우 CMOS클리어점퍼를 이용해서 CMOS에 저장된 내용을 모두

지워야 한다. IDE HDD AUTO DETECTION

시스템에 장착된 IDE 방식 하드디스크의 용량과 종류를 선택할 수 있는 메뉴이다.IDE 혹은 E-IDE 방식의 하드디스크 타입을 자동으로 검색한 후 그 내용을 Standard CMOS Setup의 하드디스크 관련 설정에 저장한다. 자신이 사용하는 하드디스크의 실린더, 헤드, 트랙당 섹터 수등의 정보를 모른다면 이 항목을 이용하면 된다. 구형 하드디스크는 자동 인식

기능이 작동하지 않을 수도 있는데, 이러한 경우에는 하드 디스크 표면에 쓰여진 정보를 직접

Standard CMOS Setup에서 설정해 주어야 한다. HDD LOW LEVEL FORMAT

직접 물리적으로 하드의 섹터 실린더등을 모두 포맷하는 메뉴이다 포맷된 하드는 복구할 수

없다.SAVE & EXIT SETUP

바이오스 셋업을 통해 변경된 내용을 저장하고 빠져나올 때 사용하는 명령이다. EXIT WITHOUT SAVING

바이오스 셋업이 깔끔하게 종료되지 않았을 경우 변경된 데이터를 반영하지 않은 채 종료하는

명령이다.Time , Date , HardDiskType ...

메모리(MEMORY)

1. 메모리의 개요

RAM(Random Access Memory)-전기신호에 의해 기록 및 삭제가 무한정 가능한 휘발성

반도체를 의미한다. 마이크로 프로세서와 가장 밀접하게 연결되어 움직이는 장치로, 마이크로

프로세서와 함께 좁은 면적내에 가장 많은 회로가 들어있는 장치이다. 마이크로프로세서는 계산을 전담하는 장치이므로 일반적으로 자료는 RAM과 HDD등의

보조기억장치에 기록된다. 마이크로 프로세서는 사용될 자료를 일단 HDD 로부터 보다 고속의 RAM으로 옮겨놓고 필요한

자료를 장기간 보관할 필요가 있을때 다시 HDD로 옮겨진다. 메모리는 프로세서의 작업장 역할을 한다. 프로세서는 처리 능력은 있으나 기억 능력이

없으므로 메모리를 이용하여 작업 결과를 임시 저장한다.

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1-2. 메모리의 동작

- Address bus와 data bus 프로세서는 data, 계산 결과, 프로그램 명령들을 메모리에 저장하였다가 필요에 따라서

불러들여 사용한다. 프로세서는 메모리에 주소(address)를 배정한 다음 그 주소에 따라서 data를 저장하거나 저장한 data를 불러들인다. 프로세서와 메모리는 bus(물리적인 배선의 집합)로

연결되어 있다. 이 버스는 주소 버스(address bus)와 자료 버스(data bus)로 구성되어 있는데, 주소 버스를 통하여 프로세서는 메모리에 접속하며 자료 버스를 통하여 data를 전송한다.

- 메모리의 주소

메모리는 정보를 저장(write)하기 위하여 그리고 저장된 정보를 읽기(read) 위하여 바둑판과

같이 열(raw, 가로 줄)과 행(column, 세로 줄)으로 구성된 matrix(행렬) 구조의 주소(address)를 가지고 있다. 프로세서가 메모리에 있는 정보를 읽거나 메모리에 정보를 기록할 때는 먼저

가로줄에 신호(RAS, Row Address Strobe)를 보내고 나서 세로줄에 신호(CAS, Column Address Strobe)를 보내어 주소를 확인한다. 어떤 주소에 자료가 들어 있는지 아니면 비어

있는지는 CAS가 담당하며 CAS신호가 없어지면 그 주소에 다시 새로운 정보를 저장한다.

1-3. 메모리의 성능 표시

- Access Time RAM의 성능을 측정하는 기준 중에서 access time(호출 시간)이 있는데, 이것은 프로세서가

메모리의 특정 주소에 들어있는 자료를 호출하도록 명령을 내리고 그 명령이 실행되면서부터

자료가 실제로 프로세서에 도달하기까지에 소비되는 총시간을 나타낸다. 초기의 메모리는

속도가 느려서 access time이 100-120ns(nano second, 1/1,000,000,000 초)에

불과하였으나 EDO RAM은 40-70ns, 현재의 SDRAM은 6-10 ns로 전 보다 많이 빨라졌다. 인텔이 권장하는 PC-100 SDRAM의 access time은 6 ns 이하이다.

- Cycle Time RAM의 성능을 나타내는 또 다른 기준으로 cycle time이 있다. Cycle time은 메모리 data를

읽기 위하여 검색(access)한 시간부터 새로운 검색을 시작할 때까지 소비되는 시간을 말한다. 메모리 모듈에 적혀있는 메모리의 속도(Part 번호의 마지막두 자리) 표기는 Cycle Time(Access Time이 아님)을 나타내고 있다. Cycle time은 메모리의 동작 주파수(시스템

스피드)와 밀접한 관계에 있다. Cycle time이 10 ns인 것은 100MHz, 8 ns는 125 MHz, 7 ns

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는 143 MHz의 속도로 동작할 수 있다. 인텔이 권장하는 PC-100용 SDRAM의 cycle time은 8 ns(125 MHz용) 이하이다.

2. 메모리 패키지에 따른 분류

2-1. SIMM

- 30핀 SIMM 타입 메모리

30핀 SIMM은 모듈의 아래 부분을 따라서 얇은 금색의 30핀 열을 가지고 있으며, 각 핀들의

양면 모두 동일하게 전기적 으로 연결된다. 이 핀에서 모듈이 조절할 수 있는 데이터 양을

결정한다. 30핀 SIMM은 8비트 데이터 대역폭을 가지도록 설계되었으며, 이것은 인텔 286 프로세서에 맞추어진것이다. 즉 30핀 SIMM 2개를 설치해서 16비트의 대역폭을 가진다. 프로세서가 386, 486등 32비트로 발전함에 따라 30핀 SIMM은 증가하는 대역폭에 발맞추지

못해 병목현상을 가져왔다. 이런 이유로 30핀 SIMM이 제대로 동작하기 위해서는 한번에 4개씩

장착해야 했다. 이 설정 값은 비트가 도착하기 위한 모듈의 수(4)에 SIMM의 비트(8)를 곱해서

데이터 버스(8x4=32)에 맞추어 결정한 것이다.

[ 30핀 SIMM ]

- 72핀 SIMM 타입 메모리

30핀 SIMM은 486 까지 계속 사용되었으며 시장에서 매우 빨리 사라졌다. 그 이유는 30핀

SIMM이 16비트 대역폭만 지원 했기 때문이다. 펜티엄 프로세서가 출시가 되면서 프로세서

버스는 32비트에서 64비트로 발전하게 되었다. 이에 따라 메모리 역시 대역폭을 맞추어 주기

위해서 새로운 방법의 고안이 필요하게 되었다. 이렇게 해서 만들어진 것이 72핀 SIMM 이 다. 이 모듈램의 대역폭은 30핀 SIMM의 두 배로 쉽게 32비트 프로세서와 버스에 쉽게 사용할 수

있었다. 또한 72핀 SIMM 은EDO까지 지원했기 때문에 쉽게 펜티엄프로 계열까지 확장할 수

있었다. 72핀 SIMM은 30핀 SIMM보다 0.75인치 더 길며SIMM의 양쪽 끝에 노치(Notch)를

달아서 이전의 30핀 SIMM보다 쉽게 메인보드에 장착할 수 있다. 펜티엄 시스템 은 64비트

버스를 가지고 있기 때문에 뱅크당 32비트 72핀 SIMM을 쌍으로 메인보드에 설치해야 한다.72핀 SIMM은 핀수가 72개이며, 데이터버스는 총 32개 비트로 구성된다.

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[ 72핀 SIMM ]

 

2-2. DIMM

DIMM(Dual In line Memory Module)은 쉽게 생각해 양면의 SIMM이라고 보면 된다. 이것은

SIMM 에서 한쪽 면만 사용 하던 것을 양쪽 면을 다 사용한다. 또, DIMM은 SIMM과 달리 각

핀들이 완전히 독립적으로 개별적인 데이터를 전송한다 그 결과 DIMM은 모듈의 물리적인 크기

증가를 억제하면서 메모리 모듈의 밀도를 증가시켰다. SIMM처럼 DIMM도 다양한 형태와

크기를 가지고 있는데, 일반적으로 72핀, 144핀, 168핀을 사용한다. 메모리는 한 칩에 집적할 수 있는 메모리 셀의 최대 용량에 따라서 16MB, 64MB, 128MB, 256MB등 여러 종류가 있다. 일반적으로 72핀 DIMM(면당 36핀)은 데스크탑에 사용하며

노트북에는 SO(Small -Outline)DIMM이라는 하는 144핀을 사용한다. SO DIMM은 72핀

SIMM 계열로 절반정도의 공간을 차지하는데, 이것은 휴대용으로 사용하기 위한 것으로 메모 리

슬롯이 작을 경우 메인보드 설계시에 훨씬 더 많은 공간을 다른 영역으로 확보할 수 있는 이점이

있다.또 SO DIMM은 486같은 32비트 데이터 통로를 가진 시스템에서는 한 번에 한 개의

모듈로 업그레이드가 가능하다. 만약 펜티엄 이상의 64 비트 통로를 가진 시스템에서는 72핀

DIMM은 쌍으로 설치해야 한다. DIMM은 비디오 카드에서 비디오 메모리를 확장하기 위해 쓰이는 SDRAM 이나 SGRAM 확장용

메모리 모듈과 펜티엄 이 상의 데스크탑 시스템에서 메인 메모리로 사용하는 168(면당 84핀) DIMM등이 있다. 168핀 DIMM은 특별히 64비트의 데이 터버스를 지원하기 위한 것으로 최근에

와서 데스크탑과 서버 시스템에서 많이 사용하고 있다. 168핀 DIMM은 72비트이지만 64비트로 말할 때도 있다. 이것은 메모리의 용량을 결정하기

위해서 72비트를 64비트로 취급 하는 것이다. 예를 들면 4x72비트와 4x64비트는 동일하며

32MB이다. 72비트라고 하는 것은 DIMM에 8개의 비트를 추가해 서 데이터 버스 조절과

부분적인 비트 에러를 체크하는데 사용(패리티)하기 때문이다. DIMM의 가장 큰 장점은 64비트 대역폭(패리티포함 72비트)을 가지고 있다는 것과 펜티엄

보드에서 싱글로 사용할 수 있 다는 점이다.

[ 168핀 DIMM ] 현재 가장 보편적으로 많이 쓰이고 있는 램의 형태이다. DIMM은 펜티엄/펜티엄II 기반의 시스템

에서 사용하며 완벽 한 64비트의 데이터 버스를 가지고 있어서 64비트로 데이터를 전송할 수

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있다.

- SIMM과 DIMM의 메모리 뱅크 구성도

Type Pins Chips 배열 전체 메모리 크기

1 x 32SIMM 72 8 단면 4MB2 x 32SIMM 72 16 양면 8MB4 x 32SIMM 72 8 단면 16MB8 x 32SIMM 72 16 양면 32MB16 x 32SIMM 72 8 단면 64MB32 x 32SIMM 72 16 양면 128MB1 x 64DIMM 168 8 단면 8MB2 x 64DIMM 168 8 단면 16MB4 x 64DIMM 168 8 단면 32MB4 x 64DIMM 168 16 양면 32MB8 x 64DIMM 168 16 양면 64MB

26 x 64DIMM 168 16 양면 128MB 

3. 메모리 동작원리

모든 반도체 부품은 동작하기 위해 전원이 필요하며, 메모리칩도 마찬가지이다. 그래서 메모리

칩에는 전원(VCC)핀과 그라 운드(GND)핀이 마련되어 있다. 일반적으로 우리가 사용하고 있는

컴퓨터 내부 메모리칩은 거의 대부분 5V의 직류전원을 사용한다. 최근의 노트북컴퓨터에서는 배터리 소비를 줄여서 재충전을 하지 않고 좀더 오래 사용하기

위해서 3V/3.3V의 직 류전원을

사용하도록 하는 메모리 칩을 개발해서 사용하고 있지만 아직까지 우리가 사용하고 있는

일반적인 컴퓨터와는 거리가 있다. 메모리 칩에는 데이터 버스가 있는데, 여기서 버스라고 하는 것은 어떤 한 종류의 신호가 2개

이상의 단일 신호로 이루어졌을때 부르는 말이다. 가령 컴퓨터에서 데이터를 다룰 때는

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아스키코드를 만들어서 8개 단위로 처리한다. 이 때 비트에서 0에 서 비트7까지 8개의 신호가

있는데 8개 전체의 신호를 한꺼번에 처리하기 때문에 버스라는 용어를 사용하는 것이다. 메모리 칩에 데이터를 쓸 때나 읽을 때도 데이터 버스를 통해 한꺼번에 읽고 쓴다. 혹시

데이터를 읽을 때 사용하는 데이터

버스와 쓸때 사용하는 데이터 버스가 따로 있는 것이 아닐까 생각할 수도 있지만, 일반적으로

메모리에 있어서 데이터 버스는 한 가 지만 있다. 따라서 메모리칩에 데이터를 읽고 쓰는 경우는

동시에 일어나지 않는다. 데이터 버스는 어는 경우에서든 한 비트만으로 구성되기도 하고 4비트 / 8비트 / 16비트 / 32비트 등으로 여러 가지 있다.

3-1. 어드레스 버스와 어드레스

- 어드레스 버스

어떠한 메모리가 1KB의 용량을 가진다고 가정하자. 컴퓨터에서는 2의 십승 (=1024)으로 1K는

1024를 말한다. 어떤 메모리 칩이 1KB의 용량을 가진다는 것은 이처럼 1024개의 내용을 따로

동시에 저장 할 수 있다고 생각하는 것이다. 그렇다면 칩 내부에는 1024개의 서로 구분할 수

있는 영역이 필요하다. 그리고 이 영역을 일일이 분간하기 위해서는 외부에서 선택하도록 하는

신호가 필요하다. 이 역할을 하는 것이 바로 어드레스 버스이다. 1024KB 즉, 1KB의 각 영역을

분간해내는 것을 어드레싱이라고 하는데, 제대로 된 어드레싱을 하기 위해서는 모두 10개의 신

호핀이 필요하다. (2의 십승) 10개의 어드레스 핀에 주는 값이 0과 1의 두 가지 중에 하나이므로

조합을 해 보면 이 계산이 나온다. 보통 이러한 경우에는 A0,A1,A2...A9등으로 표기를 한다. 이것은 데이터 버스의 경우와

마찬가지로 항상 0부터 시작하는 것 에 유의해야 한다. 1KB 용량을 가진 메모리칩에는 이같은

10개의 핀으로 이루어진 어드레스 버스가 있게 되며, 1MB라면 20 개의 어드레스가 필요하다. 여기서 또 중요한 것은 읽기와 쓰기 동작을 지정하는 Read/Write 신호이다. 메모리 칩에는 데이

터와 어드레스 버스가 각각 하나씩 있기 때문에 이들을 통해 메모리에 데이터를 쓸 때와

데이터를 읽을 때의 구별이 필요하다. 그래야만 칩 내부에서 제대로 외부와 연결할 수 있기

때문이다. Read 신호가 메모리칩에 인가되면 메모리 칩 내부에 데이터를 쓰며, Write 신호를 주면

메모리에서 데이터를 읽는 동작을 한다. 칩 종류에 따라 한 개의 선만 가지고 읽고 쓰는 동작을

구분하기도 한다. 핀 이름을 R/W와 같이 표기하며 핀의 논리값이 High일 때는 칩에서 데이터를 읽어내는 동작을, Low 일때는 칩에 데이터를 써넣는 동작을 하는 것을 의미한다. 마지막으로 사용되는 것이 칩

선택 신호인 CE(Chip Enable) / CS(Chip Select) 신호이 다. 컴퓨터 내부에는 반드시 CPU가

존재하는데, 실제로는 동시에 모든 것과 연결되어 사용되지 않는다. 이 경우에 외부적으 로는

연결되어 있지만 메모리 칩 내부에서는 외부의 버스와 연결을 끊어서 CPU가 자신의 원하는

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메모리 칩에만 실제로연 결될 수 있도록 할 필요가 있다. 칩 선택 신호는 바로 이 경우 사용된다. CPU는 자신이 원하는 데이터가 있는 메모리 칩을 선택해서 데이터를 읽어오거나 쓰는 것이다.

- 어드레스

어드레스는 메모리 구별을 위해 사용하는 번지를 말하며, 프로세서는 메모리 내용을 사용할

경우 그 전부를 동시에 사용하 지 않는다. 프로세서의 종류와 사용방법에 따라 바이트, 워드 당

단위로 메모리에서 프로세서로 꺼내는 일과 프로세서에서 메모리로 쓰기를 하는데, 이 때문에

메모리에서 어떠한 바이트나 워드를 꺼내거나 쓰기를 하려면 어느 부분에 대해 행할지

프로세서가 알고 있어야 한다. 또, 어드레스로서 사용하는 번호는 단지 메모리 끝에서 열거한 번호가 된다. 메모리 한쪽 끝을 0으로 하고, 차례대로 1씩 증가하면서 번호를 매긴다. 왜 1이 아니고 0에서 시작하는 가에 대한

특별한 의미가 있는 것은 아니다. 단지 내부에서 그쪽이 훨씬 좋기 때문이다. 보통 시스템에서

어드레스로 사용할 번호는 양의 정수이지만 구형의 시스템에서는 마이너스 어드레스 를 가진

것도 있었다. ROM 베이직을 가진 PC가 바로 그것이다. 메모리와 프로세서 사이에는 2종류의 선이 있는데, 하나는 데이터를 전송하기 위한 선으로

데이터 버스(Data BUS)이며, 이 선을 통해서 프로세서에서 메모리로, 메모리에서 프로세서로

데이터가 전송된다. 또 하나는 어떤 메모리를 대상으로 하는가 를 나타내는 선으로

어드레스버스(Address BUS)라 부르며, 어드레스 버스는 데이터 버스와는 달리 프로세서에서

메모리로 일방통행을 한다. 어드레스는 PC내부에서 전화번호처럼 사용된다. 먼저 프로세서는

대상으로 할 메모리를 나타내는 번호를 2진수로 바꾼 후에 어드레스에 보낸다. 이것을 받는

것은 어드레스에 접속되어 있는 어드레스 디코더(Address Decoder)라 는 제어회로이다. 이것은 교환기와 같은 역할을 하는 회로로 보내오는 어드레스를 해독해서 어떤 메모리 LSI칩에

대상 메모리가 있는가를 결 정하며, 그 칩만을 사용 가능한 상태로 만든다.그 이후는 메모리용 LSI칩의 구성에 따라 다르지만 8비트 단위에서 데이터를 꺼낼 수 있는

칩이라면 그 출력을 데이터 버스에 보내서 프로세서가 꺼낼 수 있도록 하는데, 이것은

프로세서가 이해한다는 뜻이다.

3-2. 대기상태 (Wait State)

대기상태는 CPU의 속도가 주기억장치인 램의 속도에 비해서 너무 빠를 때 CPU 작동과 램의

억세스를 동기화시키기 위해 램의 억세스 중간에 CPU가 한 주기 더 기다리도록 하는 것을

말한다. 대기상태는 메모리의 속도문제를 해결한 것이 아니며 CPU가 메모리를 사용할 때

잠시동안 아무 것도 하지 않고 기다리고 있는 것이다. 같은 속도의 CPU를 이용하는 컴퓨터일지

라도 억세스 속도가 빠른 램을 쓰면 대기 상태가 필요 없으므로 대기상태가 발생하는 느린 램을

사용하는 것보다는 속도가

빠르다.

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대기 상태는 시스템 클럭을 메모리가 따라잡을 때까지 걸리는 시간으로, 일반적으로 0.1초 정도

소요되며, 만약 느린 메모리 칩을 사용한다면 3초가 걸릴 수도 있다. 이렇게 되면 램은 매 클럭

사이클마다 CPU가 원하는 만큼의 억세스를 할 수 없다.따라서 CPU는 동작함에 있어 램 억세스가 끝날 때까지 기다려야 하는데, 이것은 비록 극명히

드러나는 것은 아니지만 시스 템상의 일시적인 정지를 가져오게 되어 프로그램이 느리게 동작할

수도 있다. 동작방식을 보면 CPU에는 프로세서의 동작을 지연시킬 수 있는 핀이 외부에 있다. 이 핀에 신호를 주면 CPU는 한 사이클동안 아무 것도 하지 않고 기다리는데 이때 발생 하는

사이클을 대기 사이클이라고 한다. 286이 사용되던 시절에는 램이 CPU의 속도보다 빨랐으며, 386이 등장하면서 프로세서가

메모리의 속도를 넘어서게 되었는 데, 이 때는 한번의 대기상태만으로 충분히 CPU의 속도에

맞출 수 있었다. 그러나 프로세서의 고속화에 힘입어 486이상이 등장하면서 CPU는 훨씬 빠른

속도를 가지게 되었으며, 대기상태로 3사이클로 늘어났다. CPU가 1회의 명령을 수행하고 한 번

쉬면서 메모리를 읽는 것은 1 Wait, 두 번 쉬면 2 Wait라고 한다.

※ 클럭 속도에 따른 지속 시간

클럭속도(MHz) 지속시간(ns)

25 40

33 30

40 25

50 20

60 17

66 15

3-3. 메모리 타이밍 RAS, CAS

메모리 타이밍은 리프래시 레이트라고도 한다. 메모리는 전기적으로 유지되므로 반드시

연속적으로 재충전되어야 하는데, 메모리 타이밍은 메모리에서 한 번에 얼마나 많은 수의 ROW

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가 충전되는지에 따른다. 메모리 리프래시가 없다면 메모리 어 드레스에 저장해 둔 정보는 읽어

버린다. 일반적으로 노트북에서는 자가 리프래시 메모리를 사용한다. 이러한 메모리는 스스로

리프래시를 하는데, 이것은 CPU나 다른 디바이스들은 포함하지 않는 것을 의미하며, 파워를 덜

필요하게 된다. 이런 이유로 배터리 소모에 도움을 주기 때 문에 오랫동안 사용할 수 있다.

- RAS(Row Address Strobe) DRAM의 억세스시 번지지정을 위해서 사용하는 신호이다. 대부분의 DRAM은 전체 주소 버스를

두 부분으로 나누어 행(Row)과 열(Column) 주소를 받아들이는데, RAS는 행주소를 받아들일

때 사용되는 단자이다.

- CAS(Column Address Strobe) DRAM에 데이터를 쓸 것인지, 아니면 저장된 데이터를 읽을 것인지 결정하는 입력단자이다.

4. 메모리의 분류

4-1. RAM과 ROM

1. RAM (Random Access Memory) RAM은 읽기(read)와 쓰기(write)가 모두 가능한 메모리의 총칭이다. 전기가 공급될 때나

한시적으로 정보를 저장하며 휘발성이라 한다. RAM은 다시 시스템 메모리나 그래픽 메모리로

사용하는 DRAM(EDO RAM, SDRAM, RDRAM등)과 cache 메모리로 사용하는 SRAM으로

구분한다.

2. ROM (Read Only Memory) ROM은 읽기는 가능하나 쓰기는 불가능한 메모리를 말한다. 전기 공급이 없어도 정보를 상시

저장해 둘 수 있는 메모리로 비휘발성이라 한다. ROM은 메인보드 BIOS나 그래픽 BIOS용으로

많이 사용하며 -특별한 방법에 한하여 쓰기가 가능한 EPROM, EEPROM 등이 있다. ※ 참고: 플로피디스크나 하드디스크와 같은 장치 역시 정보를 저장하거나 검색할 수 있지만

이들은 메모리와 다르게 저장 장치(Storage device)로 분류한다.

- DRAM과 SRAM RAM은 적정수준의 전원 공급에 따라 도체가 되는 반도체의 성질을 이용하여 기록 및 소거가

가능하도록 만들어진 장치이다. RAM의 기본 소재가 되는 반도체의 경우 전원이 공급되는한

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지속적으로 자료가 유지되는 제품과 전원이 공급되더라도 시간이 지나면 방전되어 기록이

지워지는 두 종류의 제품이 있다. 전자를 SRAM이라하고 후자를 DRAM이라고 한다. RAM은 HDD 등의 보조기억장치와는 달리 전기 신호에 의해 기록하는 장치이므로 상대적으로

속도가 빠른 편이다. 기록 및 삭제 속도는 ns(10억 분의 1초)라는 단위로 나타낸다.

DRAM과 SRAM의 차이점

구 분 DRAM SRAM

리플래시와 충전 주기적 필요없다

액세스 주기 느리다 빠르다

회로구조 단순하다 복잡하다

칩 크기 작다 크다

가격 싸다 비싸다

용도 일반 메모리 캐쉬 메모리

4-2. DRAM (Dynamic RAM, 동적 RAM)

일정시간이 지나면 전원이 공급되더라도 저절로 기록이 사라져버리는 반도체를 소재로 사용한

RAM이다. DRAM의 경우 한번기록된 자료도 시간이 지나면 지워지기 때문에 일정한 간격으로

다시 기록해주는 작업을 반복해야만 한다. 기록된 자료가 지워지지 않도록 일정주기로 다시 기록해주는 작업을 refresh 라고 한다. DRAM은 capacitor(컨덴서)와 트랜지스터로 구성되어 있다. 컨덴서는 전기를 충전하고

트랜지스터는 컨덴서를 충전시키 거나 방전시키는 역할을 한다. DRAM은 메모리 직접 회로(IC) 내의 컨덴서에 정보를 저장한다. 이 충전기는 시간(약 2 ms) 이 지나면 자연 방전하므로 이를

방지하기 위하여 재충전(refresh, recharge) logic 회로를 가지고 있다. 이와 같이 Dynamic RAM은 항상 재충전을 해야하기 때문에 동적(dynamic) RAM이라고 부른다. DRAM이

재충전하는 순간을 wait state(대기 상태)라고 부르며 대기 상태에서는 프로세서가 메모리를

읽을 수 없다. DRAM은 그 종류에 따라서 wait state가 다르며 느린 것은 5회 빠른 것은 1회의

wait state를 가진다. DRAM은 항상 재충전을 해야 하므로 속도가 느린 대신에 단위 면적 당

저장 능력이 높은 특성을 가지고 있어 고용량이 필요한 주 메모리로 사용한다.

- DRAM의 종류

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① FPM RAM (Fast Page-Mode RAM) RAM 중에서 가장 오래된 형태로써 EDO RAM이 나타나기 이전까지의 모든 메모리가 바로 fast page-mode RAM이다. 그 당시 메모리라고는 이 한가지만 존재하였기 때문에 종류를 구분할

필요가 없었다. 따라서 특별히 FPR RAM이란 명칭 을사용하지 않았으며 단지 RAM 또는 DRAM이라고 불렀다. 최근에 와서 여러 가지 새로운 형태의 DRAM이 나타났기 때 문에 이들과

구분하기 위하여 FPM RAM이란 명칭을 사용하고 있다. FPM RAM은 초기에 120 ns의 access time으로 느리게 동작하였으나 점차 기술이 발전하여

60ns까지 빨라졌다. 그러나 60 ns FPM RAM이라고 해도 30 MHz의 bus speed가 한계여서

486 프로세서까지의 주 메모리로 사용할 뿐 펜티엄급 이 상의 시스템에서는 사용하지 않는다.

② EDO RAM (Extended Data Output DRAM) FPM RAM과 형태가 동일한 것이지만 프로세서가 메모리의 특정 주소를 호출할 때 그 근처에

있는 주소까지 함께 읽어 순차적 읽기 속도를 개선한 점이 다르다. EDO RAM은 메모리 주소

access를 매번 새롭게 갱신하는 대신, 앞서 access 했던 주소 근처에 머물러 있기 때문에

access 속도가 FPM RAM보다 40 % 정도 더 빠르다. EDO RAM은 bus speed가 66MHz 일 때

효율이 높아지므로 펜티엄 프로세서용 메모리로 많이 사용하였다. 초기에 70 ns, 나중에 50 ns 속도의 메모 리가 출시되었으며 전송률은 80 MB/s 정도이다. ③ BEDO RAM (Burst EDO RAM) BEDO RAM에 적용된 Burst 기술은 EDO DRAM의 access 속도를 더 빠르게 향상시키기

위하여 나타난 것으로써, data 를 큰 덩어리 형태로 전송하고서 이것을 잘게 나누어 연속적으로

폭발(burst)하듯 처리하는 기술이다. BEDO RAM은 EDO RAM과 SDRAM 사이에 잠시

등장하였다가 사라진 DRAM의 일종이다.

④ SDRAM (Syncronus DRAM) RAM의 모든 입출력 신호들을 100 MHz 이상의 속도로 bus speed와 동기화(synchronized, 시간을 맞춤)시킬 수 있으며 2 개의 메모리 page를 동시에 열 수도 있다. SDRAM은 인텔

430VX chipset이 지원하기 시작하여 현재의 모든 펜티엄 II 시스템의 주 메모리로 사용하고

있으며 그래픽 메모리로도 사용하고 있다. Access time은 6-12 ns이며 전송률은 133 MB/s 정도이다. 일반적인 구형 메모리들은 시스템 클럭과 비동기로 동작하지만 SDRAM은 동기

동작하므로 구형에 비 하여 새롭고 종류가 다른 RAM이다. SDRAM은 시스템 클럭과 연동하며

100 MHz 또는 그 이상의 메모리 bus 스피드에 서 access 당 1 클럭 사이클(0 wait state)이고

메모리 읽기/쓰기를 burst mode로 처리하도록 디자인하였다. SDRAM은 칩셋이 지원하면 시스

템 타이밍 5-1-1-1을 지원한다. SDRAM은 내부적으로 많은 성능 개선을 이루어 억세스 속도를

빠 르게 하였는데, 예를 들면 '내부 인터리빙'(시스템 메모리 모듈 내의 기억 장치 소자에 주소를

배정하는 방법의 일종으로, 연속적이 아닌, 일정한 수의 배수만큼 거리를 두고 주소를 배정하는

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기법) 기법은 절반의 모듈이 access(메모리의 정보 입출력)를 마칠 때 나머지 절반의 모듈이

access를 시작한다. SDRAM은 펜티엄 시스템 후반기부터 빠르게 새로운 메모리 표준으로 자리잡았는데, 그 이유는

이 메모리의 동기식 디자 인 기술이 높은 버스 스피드를 지원할 수 있었기 때문이다. 특히, FSB100MHz를 사용하는 펜티엄 II 프로세서 Deschutes 와 440BX 메인보드가 발표된

이후부터는 선택의 여지가 없이 SDRAM이 시스템 메모리의 주종을 이루었고 그래픽분야도 이

메모리를 주로 사용하였다.

⑤ SLDRAM산타클라라 대학 (Santa Clara University, 미국 캘리포니아) 내의 SCIzzL협회에서 개발한

새로운 SDRAM 표준으로써 bus speed를 더 높이고 명령, 주소, 타이밍을 패킷(packets, data의 작은 묶음들) 단위로 만들어 SDRAM의 성능을 개선 하였다. 아직 제품이 출시된 것은

아니지만, 이 기술을 사용하면 DRAM chip 디자인 개발 의존도가 낮아지며 고성능의 메모리를

싼 가격으로 생산할 수 있기 때문에 이상적이다.

⑥ RDRAM (Rambus DRAM)지금까지 발표된 메모리 중에서 특성이 가장 우수하여 차세대 multi-processor 시스템에 많이

쓰일 메모리이다. Rambus DRAM은 500-700 MB/s의 탁월한 전송률을 자랑하며 direct RDRAM(출시 예정)의 경우 1.5 MB/s(이론상 1.6 MB/s)에 이른다. 현재의 SDRAM이 133-200 MB/s인 것에 비하면 4 배나 빠른 것이다. 펜티엄 II uni-processor(single processor) 시스템에서 SDRAM은 충분히 그 역할을 수행하고 있지만, 향후 2 개 이상의 프로세서(multi-processor)를 사용하여 133 MHz 이상의 system bus speed로 동작시키는 시스템에서는

대역폭(bandwith)이 포화 상태가 되어 곤란 하다. RDRAM은 이와 같이 단일 프로세서보다

멀티프로세서 시스템에 적합한 메모리이다. 그러나 Rambus DRAM은 대 기시간 (latency)이

길어 이를 먼저 기술적으로 해결해야 하는 과제가 남아 있다. 램버스 DRAM은 시러스 로직

(Cirrus Logic)사의 그래픽 가속기 (Laguna chip)용 그래픽 메모리로, 또한 크로매틱

(Chromatic)사의 그래픽 가속기(MPact 23 DVD chip)용 그래픽 메모리로 두 차례 출시된

적이 있으나 불행하게 두 번 모두 인기를 얻지 못하였다. 1999년 초, 인텔 펜티엄 III 프로세서가 발표되면서부터 RDRAM은 시스템 메모리의 주종이 될

시기가 더욱 앞당겨지고 있 다. 133 MHz 이상의 높은 시스템 bus 스피드를 사용하는

시스템에서는 RDRAM 이외의 대안이 없기 때문이다. 1999년 9월에 인텔이 발표한 i820 메인보드 VC820 엔지니어링 버전에 128 MB 용량의

Rambus DRAM이 포함되어 있었 는데, 이것은 대역폭 400 MB/s의 초기형 RDRAM이다. 시스템 메모리용으로 제작한 RDRAM 모듈은 SDRAM과 외형이 비슷하지만 메모리 소켓의 홈(2 개의 홈이 있음) 위치가 다르기 때문에 SDRAM용 DIMM 소켓에 설치할 수 없으며 i820 메인보드의 RDRAM 전용 소켓에만 설치할 수가 있다.

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DRAM의 종류별 전송률 비교

메모리의 종류EDO RAM

EDO SDRAM

고속

SDRAMSGRAM

RDRAM(C/C)

RDRAM(Direct)

전송률(MB/s) 80 133 200 400 700

4-3. SRAM (Static RAM, 정적 RAM)

1. SRAM(Static RAM, 정적 RAM) 전원이 공급되는한 기록이 지속적으로 유지되는 반도체를 기본소재로 사용한다. DRAM 과는 달리 일정한 간격으로 다시 기록해주는 리프레시 작업이 필요없기 때문에 속도가

매우 빠르다.(5-20ns) 따라서 SRAM은 마이크로 프로세서와 DRAM사이에서 속도 편차를 줄여주는 역할을 하는 레벨2캐시나 마이크로 프로세서에 내장된 레벨1캐시와 같이 소량의 고성능 부품위주로 사용된다. DRAM은 끊임없이 재충전을 하므로 SRAM과 구조적으로 다르다. SRAM은 쓰기 명령이 있을

경우에만 재충전을 할 뿐, 평소에는 멈추어 있기 때문에 정적(static) RAM 이라고 부른다. SRAM은 DRAM보다 몇 배 더 빠르지만 고가여서 소량(512 KB 정도)을 cache(level 2 cache)용으로 사용 한다.

2. SRAM의 종류

① Async SRAM (Asynchronous SRAM, 비동기식 SRAM) 386 시절부터 L2 cache로 사용하기 시작하였다. 그 당시 DRAM의 속도는 100-120 ns인 것에

반하여 Async SRAM의 속도는 12/15/20 ns이므로 10 배나 빠르게 동작하였다. Aync SRAM은 시스템 clock과 다르게 동작(비동기식)하므로 프로세서가 이 L2 cache로부터 자료를 가져

(ba오려면 대기(wait) 시간이 필요하다. 대기 시간이 DRAM만큼 길지는 않으나 여전히

프로세서는 그 시간만큼을 기다려야 한다. 여하튼 DRAM에서 직접 data를 가져오는 것보다

빠르기 때문에 효과 가 있다.

② Synch SRAM(Synchronous Burst SRAM, 동기식 SRAM) 동기식 SRAM은 프로세서가 SRAM으로부터 자료를 가져오기 위하여 기다리지 않아도 되므로

비동기식에 비하여 더 빠 르게 동작한다. 그러나 bus speed가 66 MHz에 달하면 전송률이

급격하게 떨어지는 단점이 있어 펜티엄 시스템부터 사 용하지 않는다. 동기식 SRAM의 access 속도는 8.5-12 ns이다.

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③ PB SRAM (Pipelined Burst SRAM) 펜티엄 II 시스템을 비롯하여 현재 가장 많이 사용하고 있는 L2 cache 형태가 바로 PB SRAM이다. Burst기술과 Pipeline 기술을 이용하였으며 대기 시간이 없고 66 MHz 이상의 bus speed를 사용하는 시스템에서 빠르게 동작한다. 133 MHz bus speed에서 역시 문제없이

동작하며 access 속도는 4.5-8 ns이다.

- 그 외 RAM ① Enhnaced RAM(EDRAM) EDRAM은 DRAM과 메인보드에 L2캐시에 사용되는 SRAM를 대신해서 사용한다. 일반적으로

35 ns의 DRAM 안에 15 ns 의 SRAM 256바이트가 들어있으며, 내장된 SRAM으로 인해 한

번에 256바이트에 달하는 페이지 메모리를 유지한다. EDRAM은 15ns 정도의 억세스 속도를

가지며, L2캐시는 SIC 칩에서 대신한다. 일반적으로 시스템 성능은 40%정도 증가 하며, EDRAM은 각각의 쓰기 통로를 별도로 가지고 있다.

② VRAM VRAM은 특히 VGA 카드와 같이 비디오 회로에 사용하도록 만든 칩으로 컴퓨터의 비디오

회로쪽 뿐 아니라 디지털 효과 를 가지는 TV에서도 VRAM을 사용하기도 한다. 앞서 설명한 램의

특징은 일반적인 메모리에 해당되며 VRAM에는 알맞 지 않다. 일반 램과 VRAM이 다른 점은

동시에 읽고 쓰는 동작을 할 수 있는지의 여부로 일반 램은 어드레스 버스와 데 이터버스가 한

시점에서 한 가지의 동작밖에는 할 수 없지만, VRAM은 데이터를 칩 안에 쓰는 동안 다른

쪽으로는 데이 터를 읽어낼 수 있다. 이러한 특징 때문에 VRAM(Dual-Port RAM)이라고 하며

훨씬 더 부드러운 그래픽을 제공한다.

③ Shadow RAM 롬 바이오스를 사용하는 프로그램을 작성하고자 한다면 롬 바이오스는 100 ns ∼ 200 ns 정도의 느린 EPROM에 기록되 어서 프로그램의 속도를 저하시키는 현상을 가진다. 예를 들어

주메모리나 캐시메모리가 70ns로 사용중인 프로그램에서 200ns의 롬 바이오스를 불러들이면

마치 경주차가 경운기의 속도에 맞추어 느려지는 결과와 같다. 사용자들은 이러한 현 상을

방지하기 위해서 바이오스의 쉐도우를 사용한다. 바이오스 쉐도우는 롬 바이오스 기능의 일부를 주 메모리 내에 옮겨놓은 것을 말하는데, CPU가

롬 바이오스를 부르면 주 메모리에 옮겨진 바이오스 루틴이 바로 실행되므로 시스템의 전체적인

속도를 향상시켜 준다. 이 기능은 286 이상의 PC 에서 사용된다.

④ SGRAM(Synchronous Graphic RAM) SGRAM은 비디오카드에서 사용된다. 메모리의 기본동작은 SDRAM과 같지만 추가적으로 블록

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쓰기(Block Write)라는 기능이 추가되었다. 블록 쓰기 모드를 이용하면 비디오 메모리의 일정

영역에 같은 데이터를 기록할 수 있으며, 이것은 특정한 그래픽 효과나 동작에 유용하다.

⑤ FIFO(Fisrt-in-First-Out) FIFO는 어드레스버스가 없는 메모리지만 데이터 버스는 2개를 가지고 있다. 한 쪽 데이터

버스는 읽기 전용 입력 데이터 버스이며, 다른 한 쪽은 읽기 전용 출력 데이터 버스이다. 입력

데이터 버스에서 데이터를 쓰면 이 데이터는 칩 내부에서 바로 앞에 입력되었던 데이터의 바로

뒤에 놓이게 된다. 그 다음 입력되는 데이터는 다시 그 밑에 놓이게 되어, 먼저 들어 간데이터가

먼저 나오는 순서로 데이터가 읽혀진다. 입력과 출력 데이터 버스는 서로 동시에 사용될 수도

있으며, 만약 입력된 것이 다 읽혀지고 더 이상 입력데이터가 없으면 출력 쪽으로 FIFO-Empty 신호가 발생하여 더 읽는 것을 방지한 다.반대로 입력 데이터 버스에서 계속 데이터를 넣는데

출력 쪽에서 읽는 속도가 느리거나, 읽지 않으면 메모리칩이 가 득차서 FIFO-full신호가

발생한다. 이러한 FIFO는 서로 속도가 다른 두 시스템의 인터페이스에서 주로 사용되며, PC에

서는 비디오 칩셋이나 RS-232C 인터페이스 칩 내부에서 사용된다.

5. 캐쉬(cache) 메모리

메모리의 속도는 하드디스크 드라이브보다 월등하게 빠르지만, 프로세서의 처리 속도를

감당하기에는 느리다. 10 ns 속도의 SDRAM이라고 할지라도 프로세서가 메모리와 동작 속도

(timing)를 맞추려면 10회(7-1-1-1)의 clock cycle을 대기해야 한다. 시스템 메모리와

프로세서의 속도차를 보상하기 위한 방법으로 시스템 메모리보다 속도가 더 빠른 cache 메모리를 사용하고 있다. Cache용 메모리로 사용하는 SRAM(Static RAM)은 DRAM과 달리

특성상 refreshing(재충전)을 할 필요가 없고 5 ns 내외의 빠른 속도로 동작하여 프로세서의

대기 timing을 6회(3-1-1-1) 정도로 단축할 수가 있다. 그러나 가격이 높아서 소량 (128-512 KB 내외)만 사용한다.

- Cache 메모리의 종류

① L1 cache (Level 1 cache, Primary cache, 1차 캐쉬) 메모리

L1 cache는 프로세서 core에 내장된 cache 메모리로써 컴퓨터의 메모리 중에서 가장

작고가장 빠른 것이 특징이다. 인텔 프로세서의 L1 cache는 486DX부터 8 KB를 사용하기

시작하였으며 펜티엄 및 펜티엄프로 프로세서는 instruction용 8 KB와 data용 8 KB로 나누어

16 KB를 내장하고 펜티엄 II 프로세서는 용량을 두 배로 늘려 32(16+16) KB를 L2 cache로

사용하고 있다.

② L2 cache (Level 2 cache, Secondary cache, 2차 캐쉬) 메모리

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L2 cache는 시스템에 따라서 프로세서 die에 내장한 것(Celeron 300A/333, 128 KB on-die )과 카트리지에 내장한 것 (펜티엄 II, 512 KB off-die) 그리고 메인보드에 설치하는 것(펜티엄, 512 KB on-board) 등 여러 형태로 존재하며 아예 L2 cache가 없는 것(Celeron 266/300)도 있다. L2 cache의 속도는 L1 cache와 주 메모리의 중간 정도이다. L2 cache는

예 측 기술(prediction technology)을 사용하여 처리 속도를 높이는데, 캐쉬 적중률(cache hit rate)이 높으면 그만큼 속도가 빨라진다.

- L2 cache와 주 메모리의 시스템 타이밍

메모리는 프로세서보다 속도가 훨씬 느리기 때문에 프로세서는 자신이 원하는 정보를 메모리가

마련할 때까지 기다려야만 한다. 이처럼 프로세서가 메모리로부터 전송될 자료를 기다리며 할

일 없이 쉬는 clock cycle(또는 tick)을 "wait state"(대기 상태)라고 한다. 칩셋은 대기 시간을

가급적 줄여야 하므로, 프로세서가 L2 cache나 주 메모리의 전송 속도에 맞출 수 있을 정도로

wait cycle을 집어 넣는다. 주 메모리와 L2 cache의 속도가 빠르면 빠를수록 wait state 를

줄일 수가 있으며 wait state가 적으면 그만큼 시스템 성능이 향상된다. 현대의 시스템은 32 byte "lines"(행)를 L2 cache에 저장 할 수 있다. 이는 1회에 32 bytes의

정보를 L2 캐쉬로부터 읽거나 L2 캐쉬에 쓸 수 있다는 뜻이다. 반면, 주 메모리는 1회에 8 bytes(64 bits = 8 bytes)를 읽을 수 있다. 따라서 주 메모리를 4회(4회 x 8 bytes = 32 bytes) 읽거나 씀으로써 L2 캐쉬에 1회의 "entry"(등록)를 마치는 것이다. 4회의 읽기나

쓰기에서 처 음 한 번만 주 메모리에 마련된 주소 정보(address information)를 읽으면 나머지

세 번의 읽기나 쓰기를 할 때는 주소들을 읽기 위하여 다시 접속(access)할 필요가 없게 된다. 왜냐하면 그 주소들이 첫 번째와 연속하여 있기 때문이다. 이처럼 네 번 접속해야 할 것을 단 한

번으로 줄이면 처리 속도가 대폭 빨라진다. 첫 번째 주 메모리 위치를 접속하기 위하여 지연되는

시간을 "latency time"(대기 시간)라고 한다. 펜티엄 시스템의 BIOS를 설정할 때 이와 같은

항목을 볼 수 있을 것이다.

- Cache 계층

컴퓨터 시스템의 저장 장치는 그 속도에 따라서 상위 계층과 하위 계층으로 분류할 수 있으며

상위 계층이 하위 계층을 caching하여 시스템의 성능을 향상시킨다. Cache 계층 중 최상위에

있는 것은 Level 1(L1) cache이고 최하위에는 디스크 장치들(하드디스크, CD-ROM 등)이

있다.

- Cache 계층

Level 1 cache : Level 2 cache, 시스템 메모리, 디스크 장치를 캐쉬한다. Level 2 cache : 시스템 메모리, 디스크 장치를 캐쉬한다. 시스템 메모리 : 디스크 장치(하드디스크, CD-ROM 등)를 캐쉬한다.

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프로세서가 어떤 정보나 data를 찾을 때는 우선적으로 L1 cache부터 검색한다. 만약 그곳에서

원하는 정보가 있으면 시간 지연 없이 프로세서와 같은 속도로 즉시 처리할 수 있다. L1 cache에 정보가 없으면 프로세서는 L2 cache를 검색하기 시작 하며 그곳에도 없다면 시스템

메모리를 검색한다. 시스템 메모리조차 원하는 정보를 가지고 있지 않다면 디스크 장치(하드

디스크)를 검색한다. 정보를 상위 계층에서 발견할수록 프로세서의 처리 속도가 빨라지고 하위

계층으로 내려갈수록 그만큼 프로세서의 대기 시간은 길어진다.

- Disk Cache 시스템 메모리를 cache로 이용하여 하드디스크의 성능을 향상시키는 기술이다. L1 cache, L2 cache, 시스템 메모리 등은 비록 속도가 다르긴 하여도 모두 반도체를 사용한 장치들이므로 그

차이가 적은 편이지만, 하드디스크는 메모리 장치에 비 하여 상당히 느리다. Disk cache는 자주

사용하는 하드디스크 정보를 메모리에 저장하여 두었다가 프로세서가 필요할 때 직접

제공하거나 빠르게 디스크를 검색할 수 있도록 돕는 역할을 한다. Disk Cache는 여러 가지 방법으로 사용된다. 우선, 하드디스크(또는 CD-ROM) 드라이브 내에

소량(256 KB - 1 MB)의 메 모리를 내장한 'buffer'(cache 역할을 하는 메모리)가 있고 disk controller에 메모리(2-8 MB)를 내장한 hardware cache가 있으며 OS가 cache 전용

프로그램으로 지원하는 software cache(예: MS-DOS의 Smartdrv.exe, 시스템 메모리의

일부를 disk cache로 사용)가 있다.

6. 시스템 메모리

1. 정의

마이크로 프로세서가 처리할 data 및 처리한 data를 잠시 저장하기 위하여 사용하는 반도체

장치를 시스템 메모리라고 한다. 시스템 메모리로 쓰이는 반도체 메모리의 종류는 DRAM이다. DRAM은 SRAM보다 속도가 느리고 전원 공급이 차단되면 기 억하고 있던 내용이 사라지는

단점이 있는 반면 생산 가격이 저렴한 장점이 있어 시스템 메모리용으로 적합하다. System Memory 는 마이크로 프로세서가 일하는 작업 공간이다. 우리가 공부를 할 때는 책, 사전, 참고서, 공책, 필기도구 등을 책상 위에 올려놓고 필요에 따라 사용하는 것처럼, 마이크로

프로세서 역시 필요한 프로그램들을 시스템 메모리에 올려 두고 빠르게 실행하거나 결과를

저장한다. 시스템 메모리를 '주 (main) 메모리'라고도 부른다.

2.. 시스템 메모리를 사용하는 이유

프로세서가 시스템 메모리를 작업용 공간으로 사용하는 것은 사실이지만, 메모리는

임시기억장치일 뿐이고 종국적으로는 영구기억장치인 디스크에 작업 결과를 저장한다. 그렇다면 시스템 메모리를 없애고 디스크에 직접 저장하는 편이 더 안전하 고 빠르지 않을까?

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메모리에 저장한 정보는 정전이 되었을 때 모두 사라지므로 위험할 뿐 아니라 메모리를

구입하기 위하여 지출하는 금액도 적지 않기 때문에 이론상으로는 디스크에 직접 저장하는 편이

안전하고 경제적이며 능률적이다. 그렇다면 왜 메모리를 사용하는 것일까? 그 이유는 디스크

드라이브의 속도가 느리기 때문이다. 시스템 메모리와 디스크의 Access time을 비교해 보면, 현재 시스템 메모리로 많이 쓰이는

SDRAM의 access time이 6-10 ns(nano second) 내외이고 하드디스크 드라이브(5,400 RPM)의 access time은 10 ms(milli second) 내외이므로 메모리가 1,000 배 이상 빠르다. 만약, 메모리 없이 하드디스크만으로 시스템을 운영한다면 대단히 (상상을 초월할 정도의) 느린

속도로 동작할 것이다. 프로 세서는 시스템이 부팅할 때 OS kernel, shell, device driver 따위의 프로세서가 늘 사용하는 프로그램들을 하드디스크에서 불러들여 시스템이 동작을

중단할 때까지 메모리에 올려두고 사용한다. 응용프로그램을 사용할 때 역시 실행 파일이나

작업 중인 자료 파일을 메모리에 올려두고 사용하지만 OS나 드라이버와 달리 작업이 끝나면

메모리에서 다시 제거하여 다른 프로 그램을 사용할 수 있도록 비운다. 결국 메모리는 느린

하드디스크의 속도를 보상하기 위한 역할을 하고 있는 셈이다. 만약, 하드디스크의 속도가 메모리만큼 빠르게 동작한다면 메모리를 사용할 필요가 없어질 것이

그리고 하드디스크처럼 영 구저장 능력이 있으며 가격 대 용량비가 탁월할 뿐 아니라 캐쉬나

메모리보다 속도가 더 빠른 새로운 저장 매체가 개발된다 면 메모리, 캐쉬, 하드디스크, 이 모든

것들이 사라지고 그 대신 새로운 저장 매체로 대체할 수 있을 것이다.

- PC-133 시스템을 위한 차세대 메모리들

1. PC-133 시스템을 위한 차세대 메모리들

1999년 10월말에 발표한 인텔 Coppermine (펜티엄 III 733 MHz) 프로세서를 시작으로

시스템 버스 스피드 133 MHz 시대 (PC-133)가 출범함으로써 PC-100 시대까지 주류를 이루던

SDRAM이 퇴역하고 새로운 시스템 메모리 주역으로 Rambus DRAM (DRDRAM)과 SLDRAM이 힘겨루기를 시작하였다. 과연 인텔 / 램버스 계열의 DRDRAM이 이길 것인지, 아니면 20 gang으로 조직된 SLDRAM 컨소시엄 그룹이 이길 것인지는 예측하기 어렵다. 쉽게 생각하면

프로세서 생산 1위 제작사인 인텔 계열이 우세할 듯 보이지만, DRDRAM은 프로세서 발표

이후에도 엔지니어링 버전 밖에 아직 모습을 보이지 않고 있으 며 가격 또한 비현실적으로 높게

형성되어 있다. 한편, SLDRAM은 SDRAM의 기술을 전승, 발전시키어 기술적으로 생산 및

공급이 유리해 보이지만 본 모습을 드러내지 않은 상태라서 승패를 판단하기 어려운 상황이다.

2. DRDRAM (Direct Rambus DRAM) SDRAM을 대체할 2가지 컴퓨터 표준 가운데 하나는 Direct Rambus DRAM 또는 DRDRAM (공식적으로는 단지 'Rambus DRAM' 또는 'RDRAM'이라고 함)이고 다른 하나는 SLDRAM이다. 일반 SDRAM의 디자인을 기초로 진화시킨 DDR SDRAM 이나 SLDRAM과는 달리,

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DRDRAM의 디자인은 가히 혁명적이라 할 수 있다. DRDRAM은 전통적인 메모리

서브시스템이라 기보다는 마치 프로세서의 내부 bus처럼 동작한다. 이것을 Direct Rambus Channel이라고 부르는데, 400 MHz clock rate 의 고속 16-bit bus이다. DDR SDRAM과

같이, 클럭의 상승 에지와 하강 에지(edge) 양쪽에서 전송(transfer)하므로 유효한 이론상

대역폭(bandwidth)은 채널 당 약 1.6 GB/s 이다. 이것은 현재의 메모리 bus가 넓은 64-bit 를

사용하는 것과 전혀 다른 방법이다. 이 방법은 채널이 좁아 대역폭이 감소하므로 역효과인

것처럼 보이지만, 채널이 좁아도 전송 속도는 훨씬 빠 르며 대역폭을 늘리면 더욱 속도가 빨라질

것이다. SDRAM처럼, DRDRAM도 시스템이 기동할 때 메인보드에게 DRDRAM 모듈의 특성을

알리는 Serial Presence Detect (SPD, 직렬 존재 검출?) chip을 사용한다. DRDRAM은

Rambus사에 소유권 이 있으며 RIMM (Rambus Inline Memory Module)이라고 부르는

특별한 형태의 모듈을 사용하도록 디자인했다.

- RIMM Module 펜티엄 II용 메모리 모듈로 사용하던 SDRAM의 DIMM form factor와 다르게, DRDRAM은

RIMM form factor를 사용한다. RIMM 모듈은 표준 DIMM form factor를 따르지만, DIMM과

pin 호환성은 없다. RIMM 모듈의 구조는 Direct Rambus Channel의 전기적인 요구 조건들을

기초로 만든 것인데, clock rate는 400 MHz의 고속 bus 속도로 동작하지만 data rate 클럭의

양끝을 모두 사용하므로 800 MHz로 동작한다. 2 byte(16 bit) 폭의 single data channel은

초 당 최대 1.6 Giga Bytes를 전송할 수 있다. 800 MHz dual data channel에서 최대

대역폭은 3.2 GB/s이다. 이 bus는 높은 신호보전 을 유지하기 위하여 전송선특성을 사용한다. PC 데스크탑 메인보 드는 3 개까지의 RIMM module을 설치할 수 있다. Rambus Channel은

전송이 한계에 도달할 만큼 컨트롤러에서부터각 RIMM module에 이르기까지 Channel 흐름을

확장시킨다. 보드에 내장한 SPD(Serial Presence Detect) PROM chip은 컴퓨터의 전원을 켤

때 시스템 프로세서에 초기 정보를 제공하기 위한 목적으로 사용한다. 이 기술은 모든 Direct Ram-bus RDRAM 제작 파트너들이 가지각색의 DRAM 장치들을 생산할 때 상호 호환성을

보장한다.

3. SLDRAM (Synchronous-Link DRAM) SLDRAM (Synchronous-Link DRAM)은 DRDRAM 표준과 함께 경쟁할 새로운 표준이다. 이

새 기술은 SLDRAM 컨소시엄 (consortium,협회)이 개발하였는데, 이 컨소시엄은 차세대 표준

고속 PC 메모리로 SDRAM 기술을 이용하기 위하여 20개의 메이저 컴퓨터 산업 제작회사들이

그룹을 만든 것이다. DRDRAM은 완전하게 새로운 구조를 사용하였으나, SLDRAM은 SDRAM의 기술을 진화시킨 디자인으로써 메모리 서브시스템의 성능을 크게 개선하였다. 초기의

SLDRAM 제원은 200 MHz 클럭 속도에서 64-bit bus로 동작한다. DDR SDRAM과 같이, 각

클럭 사이클에서 2배로 전송하기 때문에 유효한 동작 속도 는 400 MHz 이다. 이에 따라 이론상

총 대역폭은 약 3.2 GB/s 에 달하여 DRDRAM의 두 배이다. 결정적으로, SLDRAM 은 개방

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표준이어서 원하면 누구든지 로열티 없이 사용할 수가 있다.

4. DDR SDRAM (Double Data Rate SDRAM) 보통의 SDRAM과 기능이 비슷하지만, 클럭 사이클의 상승 에지와 하강 에지(edge), 양쪽에

모두 data를 전송하므로 사이클 당 data 전송을 두 배로 할 수 있어 메모리 대역폭을 두 배로

늘린 것이다. 클럭 신호는 각 사이클마다 '0'에서 시작하여 '1' 이 되고 다시 '0'으로 변화한다; '0'에서 '1'로 변하는 것을 'rising edge'라고 부르며 '1'에서 '0'으로 변하는 것을 'falling edge'라고 한다. 보통은 이 두 가지 가운데 한가지만 사용하여 data를 전송한다. 이와같이 상승

/ 하강 에지를 모두 사용 하는 기술은 AGP 기술에도 사용하고 있다.

DRAM 종류FPMRAM(DRAM)

EDO RAM SDRAMDDR

SDRAMSLDRAM

DRDRAM

Access Time

120 - 60ns 70 - 50ns 12 - 6ns

동작속도 30MHz 60 -66MHz66 -

100MHz133-200MHz 400MHz 800MHz

전송률 50MB/s 80MHz133-

200MB/s400 MB/s 3.2GB

1.6GB/s3.2GB/s

MPU/FSB386 -

486/FSB20 - 33MHz

Pentium/FSB

60 - 66MHz

Pentium2/FSB60 -

100MHz이상

Pentium3/FSB

133MHz 이상

Pentium3/FSB

133MHz 이상

Pentium3/FSB

133MHz 이상

Package 30pin SIMM 72pin SIMM168pin DIMM

DIMM DIMM RIMM

Data Bus 8bit 32bit 64bit 64bit 64bit 16bit

- 시스템 메모리와 Bank

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프로세서가 필요로 하는 메모리의 최소 구성 단위를 뱅크(bank)라고 한다. 하나의 뱅크를

구성하는 bit 수는 프로세서의 종류 에 따라서 다르다. 486 프로세서는 32 bit의 시스템 bus를

사용하므로 32bit가 하나의 뱅크가 되고 펜티엄과 펜티엄 II 프로세 서는 64 bit의 시스템 bus를

사용하므로 64 bit의 메모리가 하나의 뱅크가 된다. 따라서 펜티엄 프로세서를 사용하는

메인보드 에는 72 핀 SIMM 타입(32 bit) 메모리 2 개를 설치하거나 DIMM 타입(64 bit) 메모리

1 개를 설치하고 펜티엄 II 시스템은 168 핀 DIMM 타입 64 bit 메모리 1 개를 설치하여 하나의

뱅크를 이룬다.

- 시스템 메모리의 성능

처리 속도가 빠른 프로세서라도 메모리의 용량이 부족하면 컴퓨터 전체의 처리 속도가

느려진다. 그 이유는 프로세서가 작업 해야 할 프로그램이나 자료들을 메모리에 모두 올려놓지

못할 경우 그 나머지를 하드디스크에서 찾아 읽고 작업한 결과를 하 드디스크에 직접 쓰기

때문이다. 메모리에 비하여 하드디스크의 처리 속도는 상당히 느리기 때문에 결국 프로세서의

작업 속도가 느려지는 것이다. 그래픽카드(Graphic Card)

1. 그래픽카드의 작동 원리

1-1. 그래픽카드의 구성 및 칩셋

≫ 그래픽카드의 구성

그래픽카드의 구성은 크게 칩셋, 렘덱(RAMDAC), 비디오 메모리로 구성 되어 있다. 그래픽카드의 그밖에 버스, 피처 커넥터, 모니터 커넥터 등으로 구성되어 있다.

그래픽카드의 메인 칩셋은 컴퓨터에서의 마이크로 프로세서가 차지 하는 비중과 같다고

할정도로 중요한 역할을 담당하는

부품이다. IBM PC에서 마이크로 프로세서와 함께 가장 많은 기술 개발과 변화를 거쳐온

부품이기도 하다. 차이가 있다면

마이크로 프로세서의 경우에는 인텔에 의해서 기술이 개발되어 왔지만, 그래픽 카드의 메인

칩셋은 각 제조 회사별로 독자적인 기술을 개발해 왔다는 점이다.

≫ 그래픽 카드의 칩셋의 역할

1) 모니터 화면안정

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2)비디오 메모리에 대한 주소 할당 작업(해상도 표현) 3)텍스트 모드와 그래픽 모드의 분리 표현

4)부가 기능 - 그래픽 가속기능(2D/3D 가속기의 내장) 그래픽 카드의 메인 칩셋은 그래픽 카드 ROM-BIOS, GUI 칩과 기타 등의 몇가지 칩은 통칭해서

일컫는다. 그래픽 카드 ROM-BIOS는 메인 보드의 ROM-BIOS처럼 그리픽 카드의 기본 기능들 , 즉 그래픽

카드의 작동과 비디오 메모리에 대한 자료의 읽고 쓰기를 담당하는 칩이다. 그래픽 ROM-BIOS는 그래픽 카드가 작동 하기 위해 최소한의 그래픽 카드 ROM-BIOS에 내장된다. ROM-BIOS도 일종의 프로그램이므로, 기술 발전에 따라서 수정할 필요가 있다. 그래픽 카드 ROM-BIOS도 일종의 프로그램이므로, 기술발전에 따라서 수정할 필요가 있다. 따라서 최근의 그래픽 카드 ROM-BIOS는 플래시 메모리를 사용하여 추후에 기록된 내용을

수정할 수 있도록 되어 있다. GUI 칩은 640*480 등의 해상도에서 화면을 구성한 각각의 점에 대해 좌표에 따라 일련번호를

붙이고, 이를 관리하는 기능을 주로 담당 한다. 그래픽 카드의 각종 부가 기능들, 2D/3D가속기와 같은 그래픽 가속기능 등은 호두 GUI칩에 내장되어 있다. 그래픽 카드의 성능을

결정하는 핵심부품이라고 볼수 있다.

≫ 램댁(RAMDAC)그래픽 카드의 해상도의 좌표 값에 맞추어 점의 위치와 색상을 나타 내는 역할은 담당하게 된다. 따라서 모니터의 화면 위에 표시 되는 점을 나타 내려면, 640*480 해상도의화면 위에 표시

되는 점을 나타 내려면, 640*480해상도의 화면을 구성하는 각 점의 위치와 점이 나타 내는

색상에 대한 정보가 각각 필요하게 된다. 각 점의 위치에 대한 정보는 보통 메인 칩셋이 좌표 값(1,1)인 점에서부터 차례로 일 RAMDAC이 담당한다.램댁은 보통 2진수 값으로 주어지는 색상 정보를 실제 색상에 대응시켜 모니터로 보내는 역할은

담당 하는 칩이다.

≫ 램댁의 작동원리

그래픽 카드와 모니터에서 색상은 일정한 숫자와 일체 색상을 1대1로 대응시켜 표시 하게 된다. 예를 들어 8Bit 값으로는 2^8=256이므로 총 256개의 서로 다른 숫자를 나타낼수 있다. 따라서 0~255까지의 숫자와 실제 색상을 다음과 같이 대응시키면, 다음과 같이 256개의 서로

다른 색상을 표현할 수 있게 되는 것이다. 따라서 16BIT 값의 경우 2^16=65536, 24Bit=16777216개의 색상을 표시 할수 있게 된다. 즉, 많은 색상을 표현하기 위해서는 보다 많은 용량이 필요하다는 이야기 이다. 램댁에서는 실제 색상에 대한 정보가 마치 그림 물감 파레트와 같은 형태로 기록되어 있다. 따라서 램댁은 2진수로 표현된 각 색상에 대해서 이미 기록되어 있는 색상 파레트로 바꾸는

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역할만을 담당한다. 그래픽카드의 메인 칩셋이 화면의 각 점이 기록된 위치를 램댁이 각 점의

색상을 표시 하는 역할은 각각 분담하고 있는 것이다.

1-3. 그래픽카드의 메모리

마이크로 프로세서가 연산 작업을 수행 하기 위한 작업 공간으로서 RAM이 필요하듯 그래픽

카드에서도 작업 공간으로 RAM이 필요하다. 모니터에 나타나는 화면은 사용자에게는 그림으로

보이지만, 실제로는 마이크로 프로세서가 계산한 2진수 수치이다. 그래픽 카드는 이러한 2진수

수치를 점의 형태로 RAM에 배열하여 그림의 형태로 만든후, 최종적으로 모니터로 보내게 된다.마이크로 프로세서의 작업 공간이 되는 DRAM과 구분하기 위해, 그래픽 카드의 작업 공간이

되는 RMA을 비디오 메모리(Video Memory)라고 부른다. 비디오 메모리는 마이크로

프로세서가 작업한 결과를 그림 형태로 배열 한는 작업 공간이므로, 대개 DRAM보다 다루는

자료의 용령이 크고 입출력 작업이 잦다. 따라서 비디오 메모리의 작동 속도는 일반적으로

DRAM보다 속도가 빠른 것을 사용 한다.

≫ 해상도와 필요한 그래픽 램의 용량

그래픽카드가 하나의 화소(점)를 표현하기 위해서는 원틱적으로 (가로좌표, 세로좌표, 색상) 형태의 값이 필요하다. 하지만 가로좌표와 세로좌표 값은 기본적으로 마이크로 프로세서와 그래픽 카드의 메인 칩셋에

의해서 임의로 매겨지기 때문에 별도의 값을 저장할 필요가 없다. 따라서 한 개의 화소를

표현하기 위해서는 화소의 색상에 대한 값만 있으면 된다. 한 개의 화소를 표현하기 위해 필요한 용량은 1BIT이다. 1BIT는 0과 1의 두가지 값이 므로, 흑과 백의 두가지 색상을 대응 시킬수 있게 된다. 4BIT는 2^4=16이므로 총 16개의 색상을 표시할수 있다. 같은 방식으로 계산하면 다음과 같은 색상을 표현하는데 필요한 용양을 계산할수 있다.

bit 계산 방법 표현 가능한 색

1 2 2색

8 2^8 256색

16 2^16 65536색

24 2^24 1670만 색

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흔히 8BIT, 16BIT, 24BIT 색상이라고 하는 연유이다.특히 24Bit 색상은 트루 칼라(True Color)라고 부르는데, 지구상에 존재 하는 모든 색을 표현할

수 있는 색의 수는 24Bit와 동일하면, CPU에서 계산의 편의를 위해서 사용한다. 640*480 해상도라고 하면, 가로방향으로 640개, 세로 방향으로 480개의 화소가 있다. 색상 값을 곱하면 해상도와 색상을 표현하는데 필요한 비디오 메모리를 계산 할수 있다.

해상도 해상도 계산 필요한 비디오 메모리

640*480*256 640*480*1Byte 307200Byte

800*600*65536 800*600*2Byte 960000Byte

1024*768*1670만

1024*768*3Byte 2359296Bte=2.25MB

1028*1024*1670만

1280*1024*3Byte

3932160Byte=3.75MB

따라서 4MB의비디오 메모리를 장착한 그래픽 카드라면 이론적으로 최대 1028*1024*1670만

색상이 해상도를 표현할 수 있음을 알 수 있다.

1-4. 텍스트 모드와 그래픽 모드

≫ 텍스트 모드

컴퓨터는 기초 환경 설정이나 각종 에러메시지를 나타내기 위해서 최소한의 문자와 작동

프로그램 등을 BIOS에 저장하고 있다. 이들은 컴퓨터를 올바르게 작동 시키기 위한 최소한의

프로그램이기 때문에 OS나 응용 프로그램, 하드웨어의 종류와는 전혀 무관하게 작동해야만

한다. 이러한 기초환경설정이나 에러 메시지를 나타내는 화면을 텍스트 모드라고 한다. 텍스트

모드는 컴퓨터의 가장 기초가 되는 화면이기 때문에, 몹시 간단한 구조를 갖고 있다. 우선

텍스트 모드에서 사용할수 있는 문자의 수는 8bit=2^8=256, 숫자, 알파벳, 일부 특수 문자

등을 포함 하여 총 256개에 불과 하다. IBM PC는 본래 업무용을 목적으로 만들어 졌기 때문에, 그래픽보다는 문자의 처리가 우선되어 설계되었고, 그 기본이 되는 화면이 바로 텍스트

모드이다.

- 텍스트 모드의 원리

텍스트 모드는 740*400 해상도 즉 740*400=29600개의 점으로 구성된 화면이다.

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이 화면을 가로 25행 세로 80열, 즉 25*80=2000, 총 2000개의 작은 구역으로 불할 하여 각

구역에 1개의 글자만을 나타내게 만든 것이다. 텍스트 모드에서는 이러한 분할된 구역

단위만으로 문자를 나타 낸다. 따라서 텍스트 모드에서 각각의 분할된 구역은 그래픽모드에서의

점(화소)과 같은 최소 표현 단위가 된다. 그래픽 모드라면 640*480해상도일 경우, 640*480=307200, 총 307200개의 점이 최소

표현단위가 된다. 반면 텍스트 모드는 2000개의 분할된 구역이 최소 표현단위가 되는 것이다. 상식적으로 비교를 해 보아도 최소표현단위가 적은텍스트 모드가 153배나 빠르다

(307200/200=약153). 그래픽 모드에서 점이 각각 다른 빛을 발하듯이, 텍스트 모드에서 각

구역은 각 글자를 표현하는 것이다. 텍스트 모드의 각 구역에서 표현 가능한 문자는 ASCII 8BIT문자, 총256개 뿐이면, 그문자는 모두 BIOS에 기록되어 있다. 텍스트 모드의 각 구역은 원칙적으로 공백을 의미 하며, 분할된 각 구역의위치에 대한 정보 또한

BIOS 에 기록되어 있다. 텍스트 모든는 어떤 계산이나 연산 없이 단순히 BIOS에 저장된 문자를

단순히 분할 구역에 표시 하는 형태를 띠는 것이다.

- 최소표현 구역과 바이오스

텍스트 모드에서 문자를 표현하는 최소단위는 720*400의 해상도를 25*80=2000, 즉 2000개로 나눈 각각의 분할 구역이다. 720*400해상도를 2000개로 쪼갤경우, 각 분할 구역 할 개이

크기는 9*16 해상도가 된다. 9*16=144이므로 텍스트 모드는 가로 9 세로 16 총 144개의

점으로 한개의 글자를 표현한다. 9*16이라는 숫자에서 쉽게 알수 있듯이 텍스트 모드의 글자는

긴 형태를 띠게 된다. BIOS에는 이런 값이 ASCII 규격으로 저장되어 있다. 따라서 텍스트 모드에서는 단순히 BIOS에

저장된 값을 불러 오기만 하면 6*19해상도의 분할 구역 내에 글자가 표시 된다. 본래 모든 화면은 점으로 표시 되므로 720*400해상도인 텍스트 모드는 720*400=28800개의

계산을 해야만 한다. 하지만 텍스트 모드는 6*19 해상도의 분할 구역 내에 글자가 표시 된다. 본래 모든 화면은 점으로 표시 되므로, 720*400 해상도인 텍스트 모드는 720*400=28800개의 계산을 해야만 한다. 하지만 텍스트 모드는 6*19해상도의 글자 표현을 위한 계산 값이

이미 BIOS에 저장되어 있기 때문에, 화면을 6*19해상도로 쪼갠 2000개에 대한 계산만

처리하면 된다. 텍스트 모드가 그래픽 모드보다 속도가 월등히 빠른 이유이다.

- 텍스트모드에서 한글 표현

텍스트 모드에서 기본 단위로 사용하는 6*19해상도는 가로보다 세로가 긴 형태이다. 이런 화면

비율은 IBM PC가 영문과 숫자를 기본으로 해서 만들어 졌기 때문이다. 반면 한글의 경우에는

정사각형 모양의 해상도일 때 글자를 가장 예쁘게 표현 할 수 있다. 앞의 그림에서도 1과 A는

비교적 예쁘게 보이는 반면, ‘가’라는 한글은 어딘가 어색하게 보인다.만일 구조가 한글보다

더복잡한 한자나 일본문자인 히라가나 등을 표시 하려면 9*16 해상도로는 부족하다. 결정적으로 한글 BIOS에 내장되어 있지 않다는 문제가 있다. 따라서 IBM PC의 텍스트 모드에서

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한글을 구현하려면 한글이 내장된 별도의 ROM을 장착하거나 , 그래픽 모드를 사용하여 한글을

그림으로 표현 해야만 한다. 현재는 후자가 선호되는 추세이며, 초창기의 소프트 웨어 한글 ‘

도깨비’나 마이크로 소프트 윈도우에 내장된 MS-BIOS등의 프로그램들을 그래픽 모드에서

한글을 그려주는 프로그램들이다.

≫ 그래픽 모드

그래픽 모드는 화면 전체에 점을 찍어 표현하는 방식을 의미한다. 따라서 그래픽

모드에서화면을 구성하는 최소 단위는 각각의 점(화소)이다. 그래픽 모드에서는 글씨, 숫자, 특수 기호, 그림 등의 모든 것을 표현할 때 수십내지 수백 개의 점을 합쳐 한개로 만들게 된다. 만일 ‘가’라는 흰색 배경은 검은 색 글자를 표현한다고 가정하면, 글씨를 구상하는 부분만이 검은

색 점이고, 나머지 배경은 모두 흰색으로 표시 하게 되는 것이다. 그래픽 모드에서는 두개 이상의 점(화소)을 조합함으로써 모든 문자와 특수기호, 숫자, 수식, 그림 등이 표현 가능하다. 하지만, 그래픽 모드로 문자나 그림을 표현하려면 전체 화면의 점을

사용해서 표현해야만 하므로, CPU가 처리 해야할 계산이 많아진다. 그래픽 모드는 해상도를

높일 수록 점의 숫자도 많아 지므로 컴퓨터의 처리속도도 더욱 늦어지게 된다. CPU가 모니터

화면에 점을 찍는 작업 자체는 힘든 것이 아니다. 다양한 색상의 점을 화면에 표시하는 역할은

그래픽 카드와 메인 보드의 고유업무이기 때문에 마이크로 프로세서에는 거의 부담을 주지

않는다. 일반적으로 텍스트 모드에서는 글자 한개를 나타 내려면 8BIT의 자료만 있으면 충분하다. 반면, 그래픽 모드에서는 글자 한 개를 나타 내기 위해서 적어도 9*16, 즉 144BIT의 자료가 필요하게

된다. 즉 마이크로 프로세서는 화면에 점을 찍는 것이 힘든게 아니라. 그래픽 모드에서는

계산해야할 자료의 분량이 늘어나기 때문에 힘이 드는 것이다.

2. 그래픽카드의 전송방식

2-1. CGA EGA VGA 방식

≫ CGA(Color Graphics Adaphter) 1981년 IBM이 최초의 PC를 발표하면서 발표한 그래픽 카드가 바로 CGA(Color Graphics Adapter) 이다. 최초의 컬러 그래픽 카드라고 할수 있는 CGA는 총 16가지 색상 중 320*200 해상도에서 4색, 640*200 해상도에서 2색만을 표현할 수 있었다. CGA는 컬러 그래픽을 표시

할수 있었지만 , 해상도가 너무 낮았다.

≫ EGA 1984년 IBM이 CGA의 참패를 만회하기 위해 개발한 그래픽 카드가 바로 EGA(Enhaned

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Graphics Adapter)이다. EGA는 640*350 해상도에 총 64개 색상중에서 16개 색상을 골라 쓸수 있었다. CGA에 비하면 상당히 해상도가 높고, 표시 가능한 색상수가 많지만 여전히 미흡한 수준이었다. 단순한 해상도는 여전히 허큘리스가 높았기 때문에 역시 높은 호흥을 얻지 못했다.

≫ VGA 1987년 IBM이 자사 386 모델인 PS/2와 함께 발표한 그래픽 카드가 바로 VGA(Video Graphics Array adapter)이다. 최초의 VGA는 메인보드에 내장된 형태였지만, 호환업체들에 의해서 나중에 별도의 카드 형태로

개발되었다. 현재 전 세계

그래픽카드의 기반을 이룬는 전설적인 그래픽 카드이다. VGA는 MCA, CGA, EGA등의 하위

그래픽 카드의 해상도를 100%완벽히 지원하며, 기본 256KB의 비디오 메모리를 장착하여

720*400해상도의 컬러 텍스트 모드와 320*200*256, 640*480*16 해상도의 그래픽 모드를

표현할 수 있었다. 이처럼 강력한 성능으로 인해서 VGA는 곧 전 세계 그래픽 카드의 표준이

되었다.

≫ 슈퍼 VGA 슈퍼 VGA는 기존 VGA는 비디오 메모리의 증가에 의해서 표시 가능한 해상도가

800*600*256, 1024*768*16 해상도 이상으로 높아 졌으나 , 사용된 기본 기술은 VGA와

크게 다르다. 슈퍼 VGA는 VESA의 주도에 의해 개발된 제품으로 IBM이 발표한 공식 그래픽

마드가 아니다. 따라서 그래픽 카드 제조업체마다 고해상도를 나타내기 위해 사용된 기술이

서로 다르기 때문에, 상당 기간 동안 업계표준에서 이 심각한 호환성 문제에 시달리게 되었다.

2-2. ISA, PCI AGP 방식

ISA 버스는 컴퓨터에서 병목 현상을 일으키는 대표적인 자료 전송통로이다. 표준 16BIT ISA버스는 8Mhz의 속도로 자료를 전송할 때 마이크로 프로세서나 다른 주변장치에 비하면 아주

느린 속도이다. 표준 16BIT ISA버스의 자료 전송 속도는 다음과 같이 계산한다. ISA 버스 속도 8Mhz * 16BIT 자료 전송속도 = 128M BIT =16MB/Sec 즉 16BIT ISA버스의 최대 자료 전송속도는 1초당 16MB가 된다. 이제 ISA 버스의 전송 속도와

표준 VGA의 해상도를 비교해보자. VGA 그래픽 카드의 표준 해상도는 640*480*16색상이다. 따라서 VGA의 표준해상도르 표현하기 위해 필요한 저장 용량은 다음과 같이 계산할 수 있다.

VGA 표준 해상도 640*480 16색상

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필요자료 용량

150KB

즉 VGA의 표준 해상도를 표현하기 위해서는 150KB의 용량이 필요하다. ISA버스는 1초에

1638KB(16MB)의 자료를 전송할 수 있기 때문에 16384/150=109, 즉 VGA 표준 해상도

용량의 자료를 1초 동안에 109번 전송할 수 있는 것이다. 따라서 VGA이하의 그래픽카드에서는

ISA버스의 전송 용량이 문제가 되지 않았다. 반면 기존 VGA해상도와 색상 표현 능력을 대폭

확장한 수퍼 VGA의 경우를 생각해 보자. 슈퍼 VGA에서 흔히 사용하는 1024*768*16.7M 해상도의 경우에는 다음과 같이 필요한 저장 용량을 구할수 있다. 즉 1024*768*16.7M 해상도의 그림을 표현하기 위해서는 최소 2.25MB의 용량이 필요한 것이다. ISA버스는 1초에 16MB를 전송하 수 있기 때문에 16/2.25=7.1 즉 1024*768*16.7M 해상도 용령의 자료를 불과 7회 정도 밖에 전송할수 없게 된다. 마이크로 프로세서는 1초 동안에 7회 정도만 그래픽 카드로부터 자료를 읽을 수 있다는

이야기이다. 그래픽 프로그램이 1초동안에도 수십회 이상 마이크로 프로세서와 자료를 주고 받느다는 것을

고려하면, 고해상도의 그래픽을 처리하기에는 ISA버스의 전송속도가 너무 느리다느 것을 쉽게

알 수 있다.

≫ ISA(Indutry Standard Architecture) 1981년 IBM PC의 등장과 함께 표준자료 입출력 통로로 등장하는 것은 바로 ISA 버스이다. ISA 버스는 8MHZ의 속도로 등작 하며, 최초의 것은 8BIT의 자료 전송 통로를 갖고 있었다. 16BIT 컴퓨터인 IBM PC가 8BIT ISA 버스를 사용하는 데에는 나름대로 이유가 있다. IBM PC이전에 시장을 석권한 컴퓨터는 애플 8BIT 컴퓨터 였다. 따라서 당시 모든컴퓨터 칩들은

8BIT용으로 만들어 졌기 때문에, 처음 등장한 16BIT용 칩은 제조 원가가 상대적으로 비쌀 수

밖에 없었다. 따라서 주변 기기 업체들은 제품의 제조 원가를 낮추기 위해서 16BIT 칩 대신, 8BIT용 칩을 사용해서 주변기기를 만들었다. IBM 오리지널 PC에 사용된 인텔 8088 마이크로 프로세서도 내부적으로는 16BIT로 자료를

처리 하지만, 외부적으로는 8BIT로 작동하는 제품이 었다. 후일 인텔이 완벽한 16BIT마이크로

프로세서인 80286을 발표한 이후에야 비로소 16BIT ISA버스가 등장하게 되었다. 16BIT ISA 버스는 자료 전송 통로만을 16BIT ISA 버스는 자료 전송 통로만을 16BIT로 늘린

제품으로, 8BIT ISA용 주변기기를 그대로 슬롯에 꽂아 사용할수 없다. ISA 버스가 8MHZ의

속도로 작동하는 이유는 IBM오리지널 PC에 사용된 마이크로 프로세서가 8 MHZ의 속도로 동작

했기 때문이다. 즉 주변기기를 전송하는 버스 속도가 마이크로 프로세서보다 빠른 속도로

동작했기 때문이다. 즉 주변기기를 전송하는 버스 속도가 마이크로 프로세서보다 빠른 속도로

동작할 필요가 없었던 것이다. 기술의 발달과 함께 마이크로 프로세서의작동 속도가 16,25,33HZ 등으로 차차 높아 졌음에도

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불구 하고 ISA버스는 여전히 8MHZ의 느린 속도로 작동했다. 속도를 8MHZ이상으로 높일 경우

기존 8MHZ 속도에서 사용하던 주변기기를 전혀 사용할 수 없게 되기 때문이 었다. ISA버스의

8MHZ 전송속도는 오랜 시간동안 병목 현상을 일으키는 주된 요인이 되었다.

≫ MEA(Micro Channel Architecture) MCA버스는 IBM이 1987년 자사 386컴퓨터인 PS/2 모델과 함께 발표한 32 BIT버스이다. MCA버스는 자료 연결 통로를 32BIT로 늘렸으며, 버스의 구조 자체가 기존 ISA버스와 전혀

다르다. 따라서 MCA버스 슬롯에는 기존 ISA버스용 주변기기를 꽂아서 사용할 수 없으며, ISA버스 슬롯을 추가로 장착할 수도 없다. 결국 MCA용 주변기기르 별도로 구입 해야만 한다. MCA버스는 메인보드에 MCA 방식 주변기기를 두개 이상 연결할 경우, 각가의 주변기기의 전송을

조절 하는 Micro Channel이라는 장치가 부착되어 있다는 것이 특징이다.Micro Channel은 각가의 주변기기가 최적의 속도로 작동하도록 조절하는 일종의 관리자이다. 단순히 작동 원리만 놓고 보면, 후일의 PCI버스와 상당히 유사한 형태를 띠고 있음을 알수 있다. 다만, MCA버스는 메인보드를 거쳐서 마이크로 프로세서에 연결되므로 ISA 버스 보다 약간

높은 10MHz의 전송속도 한계를 갖는다는 점이 다르다. MCA버스는 기존 ISA버스와 호환성이

전혀 없는 패쇄구조인 데다가 가격대비 성능이 그대지 높지 않았기 때문에 , 결국 사장되는

운명을 맞았다.

≫ E-ISA E-ISA버스란 IBM의 MCA에 대항하기 위해서 컴팩등 IBM PC호환업체 9개사의 주도로 만들어진

32BIT 버스이다. E-ISA 버스는 그 이름에 이루어 지작 할수 있듯이 기존 16BIT ISA버스를 단

순히 32BIT로 확장시킨 규격이다. E-ISA 버스는 ISA버스와 100% 환벽히 호환되므로, 기존 ISA눈 주변기기를 E-ISA 버스슬롯에

꽂아 사용할수 있다. E-ISA 버스 슬롯은 외관상으로는 ISA버TM 슬롯과 완전히 동일하며, 자료 전송을 위한 핀의

숫자가 ISA용 보다 많을 뿐이다. E-ISA버스는 이전 ISA와의 호환성을 강조한 구조상의 문제로

인해, 버스 전송속도가 ISA와 동일한 8MHz로 제한된다. 따라서 E-ISA는 32BIT버스이에도 불구 하고, 최대 자료 전송 속도를 32MB로 16BIT ISA 버스

보다 두배 정도 향상된 수준에 그치고 있다. E-ISA는 MCA보다는 성공한 편이었지만, 역시

가격대비 성능이 낮아 실패한 버스로 평가받고 있다.

≫ VESA Local BUS 슈퍼 VGA가 지속적으로 그래픽카드 시장을 장악하면서, ISA버스의 느린 전송속도는 컴퓨터

전체의 속도를 떨어뜨리는 심각한 문제가 되었다. 기존 MCA와 E-ISA보다 월등한 전송속도를

갖으면서도 가격이 훨씬 저렴한 버스가 필요했다. MCA나 E-ISA버스가 32bit임에도 불구하고 8MHz의 느린 속도로 작동하는 것은 바로,

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메인보드의 칩셋을 거쳐서 마이크로 프로세서에 자료를 전송하는 구조를 갖기 때문이다. 당시

IBM PC호환기종의 메인보드는 기본적으로 1981년 발표된 IBM 오리지널 PC의 메인보드의

구조를 그대로 쓰이고 있다. 따라서 메인보드의 지시를 거쳐서 마이크로 프로세서에 접근하는

한은 결코 8MHz의 ISA버스 전송속도를 벗어날 수 없었다. VESA 로컬버스는 기존 16bit ISA 버스 슬롯에 추가로 16bit의 또 다른 슬롯을 더한 형태를

갖는 32bit 버스이다. 즉, 16Bit ISA + 16Bit = 32Bit 형태로 한 개의 슬롯이 구성되는 것이다. 16Bit ISA 슬롯이 8Bit + 8Bit의 형태로 구성되므로, VESA 로컬버스는 세 개의 슬롯을 하나로

합친 형태가 된다. 따라서 VESA 로컬버스는 기존 8Bit, 16Bit ISA 버스와 100% 완벽히

호환된다. VESA 로컬버스는 메인보드를 거치지 않고, 마이크로 프로세서와 직접 연결된다. 로컬버스라는 이름도 여기에서 유래했다. 따라서 VESA 로컬버스는 최대 33MHz 까지 마이크로 프로세서의 클록속도와 동일한 속도로

동작한다. 따라서 VESA 로컬버스는 기존 ISA 버스보다 8배, MCA나 E-ISA보다 8배나 빠른

전송속도를 갖는다. VESA 로컬버스는 마이크로 프로세서에 직접 연결되므로 마이크로 프로세서에 많은 부담을

주어, 3개 이상의 VESA 로컬버스를 연결할 수 없다는 점이 단점으로 꼽힌다. 하지만, VESA 로컬버스는 기존 ISA 버스와 그 구조가 비슷하여, 기존 메인보드를 약간만 수정하는 정도로도

쉽게 만들 수 있다. VESA 로컬버스는 가격대비 성능이 우수하여, 486시스템 급 에서

애용되었다. VESA 로컬버스 : 33MHz 자료전송통로 : 32Bit ∴ 자료전송속도 : 33MHz × 32Bit = 1056M Bit = 132MB/sec

≫ PCI(Peripheral Component Interconnect) VESA 로컬버스의 문제는 버스가 마이크로 프로세서와 직접 연결되어, 마이크로 프로세서에

많은 부담을 준다는 점이다. 이러한 문제로 인해서 VESA 로컬버스는 최대 3개까지만

메인보드에 장착할 수 있다. 또한 2개의 VESA 로컬버스를 사용할 경우, 1개의 VESA 로컬버스를 사용할 때보다 작업효율이 크게 떨어진다. 인텔이 제안한 PCI(Peripheral Component Interconnect)버스는 VESA 로컬버스가 갖는

여러 가지 단점들을 근본적으로 해결한 32Bit 버스이다. PCI버스는 마이크로 프로세서와 PCI 슬롯 사이에서 자료의 전송을 중개하는 칩셋을 두고, 이를 통해서 자료를 전송하는 방식이다. PCI슬롯은 기존 ISA슬롯과는 모양과 구조가 완전히 틀리며, 마이크로 프로세서와 슬롯 사이에

관리자를 둔다는 점에서 IBM의 MCA 버스와 흡사하다. 하지만, PCI버스는 MCA와는 달리 ISA, E-ISA, VESA등의 다른 버스 슬롯을 함께 장착할 수 있다. 따라서 PCI―ISA, PCI E-ISA, PCI―VESA 형태로 메인보드를 구성할 수도 있다. PCI 슬롯과 마이크로 프로세서를 중개하는 PCI 칩셋은 기존 메인보드의 칩셋과는 달리, 각 PCI슬롯의 자료 입출력을 지능적으로 관리한다. 따라서 PCI 슬롯을 여러 개 연결하더라도 마이크로

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프로세서에는 거의 부담을 주지 않으며, 각각의 PCI 슬롯은 서로에게 영향을 미치지 않고

독자적으로 동작한다. PCI 버스는 마이크로 프로세서의 클록속도와 무관하게 최대 33MHz까지의 속도로 동작한다. PCI 슬롯은 한 개의 메인보드에 최대 10개까지 설치할 수도 있다. PCI 버스는 그 성능과 안정성을 인정받아 비 IBM PC 계열인 애플 매킨토시 컴퓨터에도 채택되어

사용되고 있다. PCI 버스 : 33MHz 자료 전송통로 : 32Bit ∴ 자료전송속도 : 33MHz × 32Bit = 1056M Bit = 132MB/sec

≫ AGP(Accelerated Graphic Port) PCI버스는 최고 132MB/sec라는 높은 전송속도를 갖기 때문에, 적어도 버스의 병목현상은

완전히 해결했다고 할 수 있다. 하지만, 3D 가속기 그래픽카드를 사용할 경우에는 PCI 버스조차도 견딜 수 없을 정도로 자료가 폭주하게 된다. 640×480×24Bit 해상도의 벡터

그래픽 게임을 표현할 경우를 가정해보자. 버추어 파이터와 같은 벡터 그래픽 게임은 1초에 30～60번 화면이 바뀌므로, 1초간 전송해야만 할 자료의 분량을 계산할 수 있다. 해상도 : 640×480×24Bit 좌표값 : 가로, 세로, 높이 각 2Byte 화면갱신 : 30회/sec ∴ 1초당 자료 전송분량 = 640 × 480 × 3Byte × (30회/sec) × 2 × 2 × 2 = 221184000Byte ≒ 211MB

즉, 1초 동안 211MB의 자료를 전송해야만 한다. 이러한 수치는 PCI 버스의 전송속도 132MB / sec를 훨씬 뛰어넘는 것이다. 따라서 3D 가속기를 사용하여 벡터 그래픽을 사용할 경우에는

PCI버스에서도 병목현상이 발생하게 된다. 인텔의 AGP(Accelerated Graphic Port) 버스는 기존 PCI 버스보다도 전송속도를 대폭

향상시킨 버스이다. AGP버스는 그래픽카드를 직접 마이크로 프로세서와 연결시켜 자료를

전송하는 방식을 사용한다. 단순히 원리만 놓고 보면 VESA 로컬버스와 비슷하다. AGP버스는

VESA로컬버스와 마찬가지로 마이크로 프로세서와 직접 연결되므로, 마이크로 프로세서에

부담을 주어 2개 이상을 장착할 수 없다. 하지만, VESA 로컬버스가 33MHz로 클록속도가 제한

받는 것과는 달리 AGP 버스는 최대 66MHz의 속도로 동작하며, 최대 64Bit 버스라는 점에서

차이가 있다. 즉, 펜티엄 계열 마이크로 프로세서의 외부 클록속도 및 외부 버스와 동일한

구조를 갖는 것이다. 따라서 AGP는 기존 PCI 버스보다 최대 4배의 전송능력을 갖고 있다. PCI 버스 : 33MHz × 32Bit = 132MB / sec AGP 버스 : 66MHz × 64Bit = 528MB / sec AGP버스의 전송속도인 528MB는 마이크로 프로세서와 RAM의 자료를 주고받는 속도와

동일하다. 따라서 AGP 버스로 전송할 수 없는 자료는 펜티엄 마이크로 프로세서가 처리할 수

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없다고 보아도 무방하다. AGP버스는 순전히 3D 가속기 그래픽카드를 위해서 개발된 것이므로, 메인보드에는 슬롯 한 개만을 장착한다. 현재 AGP용 3D 가속기 그래픽카드는 33MHz, 64Bit로 작동하는 제품과 66MHz, 64Bit로

동작하는 두 가지 종류가 있다. PCI버스의 전송속도 132MB / sec를 기준으로, 전자를

‘AGP×2', 후자를 ’AGP×4'라고 분리해서 부른다. 현재 시판중인 그래픽 카드들은 대부분

AGP×2 제품이다.

AGP × 2 : 33MHz × 64Bit = 264MB /sec AGP × 4 : 66MHz × 64Bit = 528MB /sec

≫ 확장슬롯

PCI 버스는 최대 133MB /sec 의 고속전송이 가능하고, 서로 다른 PCI 슬롯이 동시에 작동가능

(=Bus Mastering)하여 업계표준으로 자리잡았다. 하지만 UDMA-66, 100등의

고속하드디스크 전송규약, Ultra 160 SCSI, IEEE 1394, USB 2.0 등의 고속 주변장치 규격이

잇달아 등장하면서 PCI의 자료전송 폭은 이미 한계에 이른 상황이다. 따라서 업계에서는 현재의

32Bit PCI 슬롯을 대체하는 차세대 확장 슬롯의 연구를 진행중이지만, 아직 표준이 정립되지는

않은 상황이다. 차세대 확장슬롯 몇 가지를 소개한다.

≫ PCI 2.1 표준 PCI규격은 33MHz 클록, 32Bit로 작동하므로, 1초에 최대 133MB를 전송할 수 있다.(=33MHz×32Bit, 133MB) PCI 2.1이란 기존 PCI의 구조를 그대로 유지하면서, 더블엣지

클록킹 기술을 적용하여 자료 전송속도만을 두 배로 높인 규격이다. 따라서 PCI 2.1은

이론적으로 최대 266MB /sec의 자료 전송 폭을 갖는다. PCI 2.1 규격을 지원하는 메인보드는

많이 보급되었음에도 불구하고, PCI 2.1용 주변기기를 찾아보기가 매우 힘들다는 것이

문제이다.

≫ 64Bit PCI 64Bit PCI 버스는 단순히 32Bit PCI 버스의 폭을 두 배로 넓힌 것이다. 64Bit PCI 슬롯은 기존

32Bit PCI 슬롯 옆쪽에 조그마한 슬롯이 추가로 붙은 모습을 하고 있다. 따라서 PCI 2.1 규격과

상 하위 100%호환된다. 32Bit PCI 주변기기를 64Bit PCI 슬롯에서 사용 가능한 것은

물론이고, 역으로 64Bit 전용 PCI주변기기를 32Bit PCI 슬롯에서 사용하는 것도 가능하다(성능상의 제약은 있음). 64Bit PCI 버스는 최대 533MB /sec의 고속 전송을 지원한다. (=64Bit × 33MHz × 2). 아답텍의 Ultra 160 SCSI 호스트 카드 ― AHA-29160, 39160 시리즈 등에

채택되었다.

≫ PCI-X

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PCI-X는 기존 64Bit PCI버스를 고속으로 개량한 것으로, 정통 PCI 계보를 잇는 규격이다. 기존

64Bit PCI 버스의 클록속도를 두 배(=133MHz)로 확장함으로써, 최대 1066MB /sec의

고속전송을 지원한다. 이러한 수치는 AGP 4배속의 속도와 비슷한 수준으로, 향후 메인보드의

표준 주변장치 버스로써 채택될 것으로 보인다.

1. 사운드카드의 개요

1-1. 소리(sound)란?: 공기와 같은 기체 또는 액체 고체등이 서로 마찰하며 발생하는 진동(떨림)을 말하며 이 소리가

사람의 고막을 자극하여 소리라는 것을 들을 수가 있다.

1-2. 사운드카드의 기능

1) 음악 재생 기능

2) 녹음 기능

3) MIDI기능의 내장

IBM-PC에서 사용할 수 있었던 사운드카드의 효시는 에드립 카드이다. 이 사운드 카드의 발표로

PC에서 출력되는 소리는

내장 스피커의 한계를 넘어서 원음에 가까운 소리를 만들 수 있게 되었다. 에드립 카드 9개의 채널을 가지고 있어 동시에 여러 가지 음이 나올 수 있었으며, 낮은 주파수와

높은 주파수의 영역을 구분

하여 스테레오로 음악을 즐길 수 있었다. 그 뒤 크리에이티브사에서 나온 사운드블러스터는

음성기능과 미디(MIDI) 지원 기능을 추가하여 사람들 사이의 폭넓은 지지를 얻었다. 요즘의 사운드카드는 거의 모든 종류의 음악을 출력할 수 있는 기능을 가지고 있다. CD-ROM드라이브를 통한 일반 음악CD의 재생, WAV등의 컴퓨터에 녹음된 소리, IMS, ROL, NOB, GYB, MOD, S3M등 음원을 사용하는 각종 노래 화일의 연주가 가능하다. 요즘 사운드카드는 단순한 음악을 듣는 수준에서 벗어나서 멀티미디어의 각종 음향을 제공하기

위한 WAV의 녹음 기능 및 MIDI와 같은 전문 음악을 제작하기까지 많은 기능을 가지고 있는데, 그 중 특히 소리의 녹음 기능은 외부에서 입력되는 소리나 혹은 마이크, CD등에서 입력되는

소리를 WAV 파일로 녹음이 가능하다. 최근에는 16비트 스테레오와 44.1KHz의 CD음반

수준으로 음악을 녹음하여 이를 편집하고 윈도우나 멀티미디어 프리젠테이션 제작에 응용하고

있다. 요즘 시중에서 선보이고 있는 제품중 사운드블라스터의 AWE32, AWE64같은 경우는

사운드카드이면서 전자 악기의 표준 규격인 MIDI의 음원(音原)칩을 내장하고 있다.MIDI를 일반

사운드카드의 기능과 비교한다면 사운드카드가 전자음의 합성을 통하여 듣고자 하는 소리를

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만들어 내는 형식이라면 MIDI는 신디사이저와 같은 전자악기 제조 회사들이 전자악기에 대한

표준 규격으로 여기서는 주로 MIDI음원이라는 각종 악기의

소리를 담고 있는 음원칩을 사용함으로서 실제 악기와 거의 비슷한 소리를 들려주고 있다. MIDI는 전문음악의 제작자들과 아티스트 사이에서 사용되는 장비였으나 FM이라 불려지는 일반

사운드 카드의 소리가 다분히 전자적인 음향인데 비하여, 우리가 듣는 대부분의 POP혹은

대중가요는 MIDI라는 규격을 따르는 전자악기로 만들어지는 것으로 소리가 매우 현실에

가깝다. 같은 음악을 컴퓨터에서 연주하거나 게임의 효과음을 MIDI로 듣는 다면 더욱 실감나는

소리를 감상할 수 있다. 이런 이유로 최근의 제품들은 MIDI기능을 내장하고 있다.

2. 사운드 카드의 구성

: 컴퓨터가 사운드를 낼 수 있도록 다양한 음원 칩을 장착하고 음원의 처리에 필요한 프로세서

(DSP)와 그 외 추가되는 기능을 처리하는 칩들과 외부기기와의 연결에 필요한 단자들을 부착한

카드를 보통 사운드 카드라고 부른다.

2-1. 사운드 칩셋

: 사운드 카드의 주요 부품중의 하나인 사운드칩은 아래의 목록중 DSP나 음원칩이나 특정

효과등을 구현하는데 필요한 기능을 하나로 통합한 칩셋이며, 크리에이티브, Yamaha, EMU, Ensoniq, Trident, ESS 등의 여러 회사에서 개발되고 있다.이들 칩이 하는 역할은 주어진 파라미터에 의해 음을 생성하는 것이다. 이중에서 EMU의 경우

전문가용의 신디사이저 등에도 채용되는 칩이다.

2-2. ADC/DAC : ADC(Analog to Digital Conveter)와 DAC(Digital to Analog Converter)는 사운드

카드에서 필수적인 부품이다. 이 부품을 얼마나 좋은 것을 사용했느냐에 따라 사운드 카드의 음질이 달라지게 된다. 사운드

카드내의 DSP는 디지털 신호만을 처리할 수 있기 때문에 DAC와 ADC가 있어야만 디지털 또는

아날로그 신호로 출력 할 수가 있다.

* ADC는 사운드카드에 입력된 아날로그 신호를 디지털 신호로 바꾸어 주는 역할을 하며, DAC는 사운드 카드의 디지털 신호를 외부 스피커등에서 출력할 수 있도록 아날로그 신호로

바꾸어주는 역할을 하게된다. 사운드 카드는 오디오 CD에서 사용하는 16비트를 기준으로

사용하는데 (초기에는 8비트 사운드 카드도 있었다.) 외부 출력을 위한 DAC는 20비트 제품을

사용하기도 한다. * DAC는 디지털 신호(bit)를, 끊김없이 연속되는 아날로그 신호로 변경해주는 과정, 또는

장치를 말한다.

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예를 들면 모뎀에서 이루어지는 작업을 들 수 있는데, 컴퓨터 데이터(bit: 디지털)를 전화선을

통해 전송할 수 있도록 오디오 주파수 톤으로 바꾼다. 이러한 기능을 수행하는 회로가 바로 DAC이다. 디지털 신로만을 처리할 수 있는 컴퓨터가 아날로그 신호를 처리할 수 있게 도와주는것이

사운드 카드의 역활이므로 사운드 카드에는 반드시 DAC이 필요하다.

사운드 카드에서 DAC를 거치지 않고 직접 디지털 신호를 출력하기도 하는데 S/PDIF라는

단자를 이용한다. S/PDIF는 Sony와 Phlips의 디지털 시그널 규격으로서 디지털 장비의 표준 규격으로 사용되고

있다. 이 경우 외장 DAC를 통하여 스피커에 연결하게 되며, 사운드 카드와 컴퓨터 내부에서

발생하는 잡음을 줄이기 위해서 아날로그로 변환하는 작업을 외부의 장비에서 처리하도록 만든

규격이다. S/PDIF - (Sony/Philips Digital Interface)는 표준audio transfer file format이다. 이것은

보통 DAT 또는 음성처리장치(audio processing device)와 같은 디지털 오디오 장치에서 볼

수 있다. 이것은 신호의 질을 떨어뜨리는 아날로그 방식으로의 변환없이 파일 형태로 음성의

전송을 가능하게 한다. 광출력이란 S/PDIF를 통한 전기적인 디지털 신호를 빛을 이용한 디지털 신호로 출력 하는 것을

말한다. 광출력의 이용은 MD나 DAT 같은 디지털 기기에서 주로 사용하며, CD-ROM 플레이어 등에서

광출력을 직접 지원하는 제품들이 있다. 국내의 경우 MD 매니아들에 의해서 광출력의 요구가

확대되고 있으며, S/PDIF에 광출력을 위한 TOS 링크를 직접 장착하는 매니아들도 있는

실정이다. 훈테크, 중도전자, 제이씨현 등에서 광출력 브래킷을 발매하고 있다. 그중에서 훈테크와 중도

전자의 제품은 S/PDIF 단자를 직접 이용하는 방법이기 때문에 여느 카드에서도 사용이

가능하지만, 제이씨현이 발매하는 Creative Labs의 광출력 브래킷은 사운드 블래스터 Live/ 밸류 모델의 보드상의 확장 커넥터를 통해서 연결하는 애드온 보드 방식이다

2-3. DSP (digital signal processor) : 본래 DSP(Digital Signal Processing)란 데이터 처리의 정확성과 신뢰도를 높이기 위한

다양한 기술들을 지칭하는 말이지만 근래의 사운드 카드에 있는 DSP는 기존의 사운드 카드에

있던 여려기능을 통합해서 소리에 변형을 가하고 각종 효과(effect)를 집어넣는 기능까지 추가되었고 DSP라는 명칭보다는 사운드 칩셋 또는 단순히 음원칩으로

불리기도 한다. DSP는 기본적으로, 디지털 신호의 레벨이나 상태를 정화하거나 규격화하는

작용을 한다.

2-4. CD-ROM 인터페이스

: 초창기의 사운드카드는 AT-BUS방식의 CD-ROM을 추가할 수 있는 커넥터가 달려있다. ATA

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규격의 인터페이스는 하드디스크만을 위한 전송방식이었으므로 CD-ROM을 사용하기 위해서는

별도의 인터페이스카드를 빈 슬롯에 장착하거나 사운드카드에서 지원하는 인터페이스를

이용했다. EIDE방식에는 CD-ROM을 같이 사용할 수 있으므로 최근의 사운드 카드들은

지원하지 않는 기능이다..

2-5. 오디오 케이블 커넥터 (CD-IN or AUDIO-IN) : CD-ROM의 오디오 케이블을 오디오 케이블 커넥터에 연결해야만 음악CD를 들을 수 있다. 특별한 확장 카드의 경우 사운드 믹싱을 하기 위한 단자로서 사운드 카드의 CD-In을 사용하는

경우도 있다.

2-6. 조이스틱 커넥터

: 별도의 게임카드를 추가하지 않아도 조익스틱을 사용할 수 있도록 사운드 카드에서 지원하는

기능이다.

2-7. 미디 커넥터

: 미디 장비에서 컴퓨터로 입력할 때 사용하는 커넥터이다.

2-8. 라인 인(Line In) 단자

: 다양한 외부 장치로부터 입력을 받기 위한 단자로, CD플레이어,카세트 플레이어등에서

출력되는 사운드를 컴퓨터로 받아들이기 위해 필요한 단자이다.

2-9. 라인 아웃(Line Out) / 스피커 아웃 단자

: 둘 다 스피커나 헤드폰 앰프등과 연결하기 위한 단자로, 라인 아웃 단자는 증폭을 하지 않으며

스피커 아웃단자는 증폭을

해서 출력한다. 자체에 증폭기능이 없는 스피커나 헤드폰은 스피커 아웃단자에 연결하고 증폭

기능이 있는 앰프나 스피커는 라인 아웃 단자에 연결하는 것이 좋다. 최근에는 음질 저하 등의

이유로 사운드 카드 자체에 앰프(증폭기능)를 내장하지 않고 있다.

2-10. MIC 단자

: 음성과 같은 주변 환경의 소리를 컴퓨터 내부로 입력하기 위해 마이크를 연결하는 단자이다.

3. 음원

3-1 음원의 정의

: 컴퓨터는 기본적으로 소리와 같은 진동을 만들어 내는 기능을 가지고 있지 않다. 따라서

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소리를 만들어 내는데 필요한 기본적인 소스(원본)이 필요하고 그것을 변형하고 가공할 수 있는

칩이 필요하게 된다. 이럴때 사용되는 것이 바로 음원칩이다.음원칩에는 스피커를 통해 소리를 내보낼 때 사용될 소리(음원)들이 들어 있다.

3-2. 음원의 종류

1) AM 음원

: 특정 주파수를 상하의 높낮이를 변화시켜 음을 표현하는 방식. 진폭의 높고 낮음으로 음의

차이를 표시하는 방식이므로 낮은 주파수로도 소리를 나타낼 수 있다.

2) FM 음원

: 특정 주파수를 높낮이가 아닌 좌우(주파수)를 변형시켜 소리를 표현하므로 간섭이나 잡음이

끼어들 가능성이 줄어든다.사용하는 주파수는 AM에 비해 높은 주파수를 사용한다. YMF262M(OPL3) YMF3812(OPL2)

3) PCM 음원

: 아날로그 형태의 소리를 디지털(0과1)의 형태로 바꾸어 저장해 놓은 음원을 말한다. 음원으로

만들고자 하는 소리를 일정한 시간 간격으로 나눠서 각 구간별 진폭의 크기를 Bit단위로 변환해

저장한다.

4) ADPCM 음원

: 기본적으로 PCM과 같은 규격이지만 PCM방식이 많은 용량을 차지한다는 단점을 보완하기

위해 사용한다. 일정 간격으로 파장을 나누는 것이므로 변화되는 값만을 저장해서 용량을

줄인다. PCM (1,8) (1.-2) (1,3) (1,-5) (1,4) (1,-1) ..... ADPCM (1,1) -10 +5 -8 +9 -5

5) MIDI 음원

: 보통 MIDI악기는 진짜 악기에서 연주되는 음을 내부에 녹음해두고, 외부에 장착된 키보드를

눌러서 소리를 낸다. 이런 방식은 MIDI를 이용해 작곡을 하거나 연주를 하는 사람들에게는

편리할지 모르지만 비전문가가 쓰기는 어려운 것이 사실이다. 따라서 악기의 연주음을 샘플링해서 사운드카드에 롬을 장착하고 저장해 둔다면 고가의 연주

장비나 사용법을 모른다고 해도 프로그램을 이용해 작곡이나 편곡과 같은 작업을 할 수가 있게

된다.

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MIDI 음원이란 컴퓨터 내부, 또는 외부에 장착할 수 있도록 만들어진 것을 말한다. 기존 MIDI악기처럼 키보드를 통해서 연주하는 것이 아니라 프로그램상에서 연주하는 것이 가능해진다. 소리의 발성과 관련된 부분은 MIDI음원, 연주 기능은 컴퓨터가 각각 역활을 분담하는 구조를

갖는다. 따라서 MIDI악기가 아니라 MIDI음원이라고 부르는 것이다. 참고

< MIDI란? > :디지털 형태의 악기를 통해 소리를 입출력 할 때의 규약 즉 약속 같은 것이다. 디지털 악기의

연주나 작곡을 위해 다양한 악기의 소리를 샘플링하여 저장해 두고 필요에 따라 사용하게

되는데 초기에는 제조회사마다 다른 악기음이 연주되거나 녹음 방식이나 음질에 차이가 커지는

문제점이 발생하게 된다. 이런 문제를 해결하기 위해서는 규격의 통일이 필요했고 제조회사들이

모여 만든 규약이 바로 MIDI(Musical Instrument of Digital Interface)이다. 규격

< GM, GS > : MIDI규격은 원래 일본의 롤랜드사에 의해 마련되었지만 MIDI장비를 여러 회사에서 만들어

내면서 위와 같은 문제가 발생했다. 문제를 해결하기위해 여러 업체들이 모여 세계표준 규격이

만들어 졌는데 이 때 만들어진 규격이 GM이다. GS는 GM규격에 몇개의 악기가 추가되는 정도의 차이가 있을 뿐이다. MIDI를 일반

사운드카드의 기능과 비교한다면 사운드카드가 전자음의 합성을 통하여 듣고자 하는 소리를

만들어 내는 형식이라면 MIDI는 신디사이저와 같은 전자악기제조회사들이 전자악기에 대한

표준 규격으로 여기서는 주로 MIDI음원이라는 각종악기의 소리를 담고 있는 음원칩을

사용하므로서 실제의 악기와 거의 같은 소리를 들려주고 있다. MIDI는 전문 음악의 제작자들과

아티스트 사이에서 사용되는 장비였으나 FM이라고 불려지는 일반 사운드카드의 소리가 다분히

전자적인 음향인데 비하여, 우리가 듣는 대부분의 POP혹은 대중가요는 MIDI라는 규격을

따르는 전자악기로 만들어지는 것으로 소리가 매우 현실에 가깝다. 같은 음악을 컴퓨터에서

연주하거나 게임의 효과음을 MIDI로 듣는 다면 더욱 실감나는 소리를 감상할 수 있다. 이런

이유로 최근의 제품들은 MIDI기능을 내장하여 소리의 질을 고급화시키고 있는 것이다.

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파일시스템과 운영체제

1-1 파일시스템이란?

파일시스템은 데이터의 최소 단위인 파일이 하드디스크, CD-ROM등의 저장매체에 저장되는

방식을 말한다. 운영체제는 디스크 상에 파일들을 저장하는데 파일시스템은 여기에 필요한

규칙을 세우고 정한 규칙에 의해 저장하게한다.

< 소프트웨어와 물리적인 저장매체의 연결역할을 하는 파일시스템>

파일시스템의 방식에는 FAT,NTFS,EXT2등 여러 가지가 있고 각 파일시스템은 고유의 구조를

가지며 이 구조에 따라 기능과 성능에 차이를 보일 수 있다. 예를 들면 NTFS방식은 각 파일마다

보안설정을 할 수 있어서 네트웍 상에서 해킹의 위험이 적고 FAT방식은 그러한 기능이 전혀

없어서 네트웍이나 인터넷 상에서 해킹의 위험이 매우크고 개인의 일상 업무용등의 보안이

중요하지 않은 용도로 사용하기에 적당하다. FAT방식은 마이크로소프트사가 도스 시절에

만들어서 지금까지 사용되고 있는 대표적인 파일시스템이며 FAT방식으로 구성된

하드디스크에는 윈도우95,98,ME 등의 운영체제가 설치될 수 있다.

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MASTER BOOT RECORD BOOT RECORD FAT1(실제파일의 위치정보)FAT2(FAT1의 복사본) 루트 디렉토리

데이터 저장영역

< FAT 방식 파일시스템의 구조>

위의 구조에서 IBM PC에서는 MBR영역은 운영체제에 관계없이 공통적으로 존재하는 부분이며

하드디스크의 제일 첫 부분에 위치한다. MBR 다음의 부분 부터는 파일시스템에 따라서 그 구조가 다른 형태를 가진다. MBR에 대한

세부사항은 “5. 마스터부트레코드 영역의 구조와 FDISK/MBR에 대한 설명” 편에서 자세하게

다룬다.

1-2 파일시스템의 종류

지구상에 존재하는 파일시스템은 수십가지가 있으며 개인이 취미로 만든 것도 있다.또한 하나의 파일시스템 이라도 버전에 따라서 기능과 성능이 다른점에도 유의 하여야 한다.

1-2-1 FAT(FILE ALLOCATION TABLE)방식

하드디스크의 한 부분에 FAT이라고 하는 하드디스크안에 저장되어 있는 파일의 실제위치와

크기, 이름 등의 정보를 기록한 테이블을 이용해서 파일을 호출하고 저장하는 방식이다.

FAT16방식과 이를 개선한 FAT32방식, FAT32방식과 함께 사용되며 긴 파일이름을 지원하는

VFAT(VIRTUAL FILE ALLOCATION TABLE)이란 파일시스템도 있다.

≫ FAT12플로피디스크에서 사용되고있는 파일시스템이며 디스켓공간에 2^12(2의 12승)=4096개의

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섹터(파일저장의 최소공간)를 가질 수 있으며 최대용량은 4096×512(1개섹터의 용량)=약

2MB이며 섹터8개를 하나의 최소저장공간으로 묶을 경우 약 16MB 까지 최대 저장용량으로

지정할 수 있다. FAT12방식을 사용하는 플로피디스켓은 저장용량이 작기 때문에 하드디스크와는 달리 공간을

나눌 필요가 없으므로 MBR영역이 필요하지 않다.

부트레코드

FAT1FAT2루트디렉토리

데이터 저장영역

≫ FAT16MS-DOS에서 사용하는 파일시스템으로 윈도우95 ORIGINAL 버전까지 사용된 파일시스템이다.FAT16방식은 2^16(2의 16승)=65536개의 섹터를 가질 수 있으므로 약 30MB를 하나의 방

(파티션)으로 만들 수 있다. 여기에서 섹터를 최대한 64개를 하나로 묶어서(=클러스터) 사용하면 65536×64×512=약 2GB 의 공간을 하나의 파티션으로 사용 할 수 있다. 만일 10GB용량의 하드디스크를 가지고 있다면 파티션을 5개로 분할해야만 전체공간을 모두

사용 할 수 있고

1클러스터는 64×512 byte=32KB가 되고 파일 한 개는 무조건 클러스터 하나 이상의 공간을

하기 때문에 1KB크기를 가진 파일도 32KB공간 한 개를 차지하며 나머지 31KB는 낭비되는

공간으로 남게되며 남은 공간에는 다른 파일을 함께 넣을 수 없게 약속되어 있어서 FAT16방식의 최대 단점은 2GB마다 파티션을 나누어야 한다는 점과 공간의 낭비가 매우 심하다는

것이다.

≫ FAT32윈도우95 OSR2버전부터 채택된 FAT32는 FAT16방식의 한계를 극복하기 위해 2^32(2의 32승)개의 섹터나 클러스터 수를 지정 할 수 있다. 한섹터를 한 클러스터로 지정해서 사용하더라도

한 파티션의 최대양을 2TB(2000GB)까지 지정 할 수 있으며 클러스터 공간의 낭비도

최소한으로 줄일 수 있다.FAT32방식의 주소지정방식은 2^28(2의 28승)(실제 주소지정가능량)×2^4(2의 4승)(예비)으로 이루어진다.단점으로는 클러스터를 이용하는 방식은 읽거나 기록할 때 FAT에 가서 위치정보를 확인해서

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실제 위치로 이동하는 방식이므로 ACCESS 시간이 많이 걸리며 FAT 영역이 손상되면 실제의

정상적인 파일도 사용을 못하고 여러 개의 클러스터로 구성된 용량이 큰 파일은 각 클러스터

간의 링크가 손상되어도 해당파일을 사용 할 수 없게 되는 단점이 있다. 또한 각 디렉토리나

파일에 사용권한을 줄 수가 없으므로 여럿이 함께 사용하는 운영체제에는 부적절한

파일시스템이다.

  FAT12 FAT16 FAT32 사용매체 플로피디스크 소용량 하드디스크 대용량 하드디스크

주소지정방식 12 bits 16 bits 32 bits 최대 주소 지정갯수 4,086 65,526 ~268,435,456 1개클러스터 용량 0.5 KB to 4 KB 2 KB to 32 KB 4 KB to 32 KB 1개 파티션 최대량 16,736,256 2,147,123,200 약 2^41

≫. NTFS(NEW TECHNOLOGY FILE SYSTEM)

≫ 구조

NTFS는 FAT방식을 토태로 HPFS라는 OS/2 라는 운영체제를 위한 파일시스템의 장점을

접목시켜 만든 파일시스템으로 FAT방식에서는 할 수 없던 파일과 디렉토리 에 보안설정을

가능하게 한 파일시스템이다. NTFS의 구조는 FAT방식과 다른 형태를 가지고 있다.

MBR(마스터부트레코드) PBS(파티션부트섹터)

MFT(마스터파일테이블)

데이터저장공간

MTF복사본

데이터저장공간

<NTFS의 대략적인 구조>

- MBR : NTFS에 해당하지 않은 부분. IBM PC의 하드디스크의 첫 섹터. 파티션에 대한 정보와

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부팅에 관여하는 실행코드를 포함하고 있다.- PBS : BOOT FILE 이라고도 한다. 부팅하는 과정중에 NT가 시작될 수 있도록 NT BOOTSTRAP CODE가 존재한다. 또한 NTFS 파티션내의 섹터, 클러스터등의 설정에 관한

정보를 포함하며 MFT의 실제위치정보를 가지고있다.- MTF : NTFS상의 디렉토리를 포함한 모든 파일은 MTF에 기록을 가지고 있다. MTF에는 16가지의 관련사항을 기록하고 있으며 이 다음부터 데이터가 기록된다. - 기타 : 파티션 내의 임의의 위치에 파일들에 대한 여러가지 정보가 존재한다.

≫ NTFS의 특징

NTFS는 FAT방식과 비교해서 보다 우수한 여러가지 기능이 사용되고 있다. 그중 가장 대표적인 사항들에 대해 알아본다. 1. 저널링 - 갑작스런 에러로부터 복구하는 기능

2. 파일보안의 세밀한 설정기능

3. 결함에 대한 향상된 복구기능(결함허용)4. 향상된 파일 압축기능

5. FAT32의 지원(윈도우2000 부터)6. 사용자별 디스크 할당기능(윈도우2000 부터)7. 분산 링크 추적(윈도우2000 부터) - 링크가 손상시에 자동 복구

2. 섹터(sector)와 클러스터(cluster)

≫ 섹터의 개념

하드디스크에 데이터를 저장하는 최소단위가 섹터이다. 물질의 마지막 형태가 원자인 것과 같이

데이터의 최소형태는 파일이며 이 파일은 섹터라는 곳에 저장된다. IBM호환 컴퓨터에 사용되는 하드디스크의 섹터는 512byte의 정보를 저장 할 수가 있다. 즉

영문자 512자를 섹터 하나에 기록할 수가 있다.섹터에는 데이터를 저장 할 수 있는 공간 이외의 영역이 존재한다. 이 부분은 운영체제나

프로그램이 볼 수 없는 영역이며 주로 하드디스크 콘트롤러가 하드디스크를 작동시키는데

필요한 것들이다.

- ID정보(ID information) : 섹터번호, 위치에 대한 정보인데 디스크 상에서 섹터의 위치를 확인하기 위한 정보이다.

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- 동기화 필드(synchronization fields) : 하드디스크 컨트롤러가 섹터를 읽기동작에 필요한 가이드 역할을 하는 부분.

- 데이터 영역

: 데이터 저장공간(512 byte)

- ECC: 데이터의 무결성을 검사하기 위한 에러정정코드가 존재하는 부분.

- 빈공간(gabs) : 섹터사이를 구분해주는 빈 공간.

≫ 클러스터(cluster)

섹터를 일정 단위로 묶어 놓은 것을 클러스터라 한다. 도스에서 사용하는 파일시스템인 FAT16 방식에서 인식할 수 있는 주소를 섹터마다 배정하게

되면 배정가능한 주소의 수가 모자라서 하드디스크 용량 인식에 문제가 생기게 되어서

고육지책으로 고안해 낸 방법이 섹터를

여러 개 묶어서 주소 한 개를 배정해서 인식 할 수 있는 용량을 더 크게 확장시킨 방식이다.1 2 3 4 5 6 7 8

 1섹터=1클러스터

 2섹터=1클러스터

 4섹터=1클러스터

 8섹터=1클러스터

3. FAT16/FAT32와 클러스터와의 관계 이해하기

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☞ FAT16과 FAT32 방식의 기본 개념에 대해서는 파일시스템과 운영체제와의 관계 부분을

참고하기 바란다.

프로그램의 최소단위인 파일은 파일저장의 최소단위인 클러스터에 저장되는데 한 개의 파일은

한 개의 클러스터 이상의 공간에 저장된다.파일 한 개의 크기가 클러스터의 크기보다 작을 때 그 클러스터의 남는 공간은 다른 파일이 함께

저장 될 수 없기 때문에 공간의 낭비가 심해지게 되고 파일은 크고 클러스터는 매우 작게 포맷이

되었을 경우 한 파일이 차지하게 되는 클러스터의 수가 많아지게 되어 그 파일을 읽어들이는

속도가 느려지게 되고 클러스터 간의 링크가 손상될 확률이 높아지게 된다.FAT16과 FAT32의 차이는 근본적으로 하드디스크의 클러스터에 얼마나 많은 주소를 지정할 수

있느냐의 차이다. FAT16은 2의16승(2^16)=65536개의 주소를 클러스터에 붙일 수 있고 (실제로는65536-10개) FAT32는 2^28 + 2^4=약 4억개 정도의 주소를 지정 할 수있다.

클러스터당

섹터수와 용량인식가능한 파티션의 최대용량

1 ×512=512 512 × 65536=32MB 2 × 512=1024 1024 × 65536=64MB 4 × 512=2048 2048 × 65536=128MB 8 × 512=4096 4096 × 65536=256MB 16 × 512=8192 8192 × 65536=512MB 32 × 512=16384 16384 × 65536=1024MB 64 × 512=32768 32768 × 65536=2048MB

<FAT16 방식에서의 섹터/클러스터/파티션의 관계>

위의 표에서 보면 FAT16방식에서는 섹터64개를 클러스터 1개로 묶으면 한 파티션의

최대용량이 2GB가 된다. 만일 8GB용량의 하드디스크를 FAT16방식으로 포맷하게 되면 파티션을 네개로 나누어야

하드디스크전체를 사용 할 수 있다. 이때 한 개 클러스터의 크기도 과도하게 크므로(32KB) 낭비되는 공간이 심하면 30%에 이를 수도 있다.

크기가 1KB인

문서파일한개남는 공간 여기엔 다른 파일을 함께 저장 할 수 없다

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<1클러스터=64섹터 일때의 파일의 크기가 적을수록 공간의 낭비가 심해진다>

FAT16방식의 단점을 보완하기 위해 윈도우95 OSR2부터 FAT32를 지원하기 시작했다. FAT32에서는 클러스터의 크기에 따른 공간의 낭비와 데이터검색속도와의 효율성을 고려해서 1클러스터=4096byte(8개섹터)를 기본값으로 사용한다. 각 클러스트를 인식 할 수 있는

주소수도 충분해서 8GB의 하드디스크를 단일파티션으로 사용 할 수 있다.

FAT16 FAT32

파티션 클러스터 파티션 클러스터 권장 클러스터 크기

128MB 2KB 260MB 512B 512B256MB 4KB 260MB~8GB 512B, 1, 2, 4KB 4KB512MB 8KB 8GB~16GB 4, 8KB 8KB

1G 16KB 16~32GB 8, 16KB 16KB2G 32KB 32GB 16, 32KB 32KB

<클러스터별 지원용량의 비교>

FAT32에서는 8GB이상의 하드디스크를 8섹터=1클러스터가 기본값으로 되어있다.

4. 마스터부트영역의 구조와 FDISK/MBR에 대한 설명

≫ MBR이란?MBR이란 하드디스크로 부팅하기위한 정보와 파티션 분할 정보 부팅에 사용되는 실제 파티션

(ACTIVE PARTITION)에 대한 정보가 저장된 곳으로 하드디스크의 제일 바깥쪽에 위치한

공간으로(절대섹터0(Cylinder 0, Head 0, Sector 1), 크기:1sector(512byte)) 하드

디스크로 들어오는 관문이 되는 곳이다.

≫ MBR이 하는 일

1. 부트파티션(active partition)을 파티션 테이블에서 찾는다.

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2. 부트파티션의 시작섹터를 찾는다.3. 부트파티션내의 부트섹터(boot record)복사본을 메모리로 로드시킨다.4. 부트섹터의 실행코드의 전송을 중간에서 콘트롤한다.

만일 MBR이 위의 기능들을 완전히 끝마치지 못하면 다음 중 하나의 메세지를 화면에 표시하고

시스템이 정지하게 된다.Invalid partition table.Error loading operating system.Missing operating system.

※ 플로피디스크나 LS-120, Zip 디스크 등은 MBR이 존재하지 않는다. 위의 이동식 저장매체의

첫번째 섹터는 부트섹터 부터 시작한다.

※ 하드디스크가 두개이상 정착된 시스템에서 모든 하드디스크에 MBR이 존재하지만

실행영역으로 지정된 파티션 (active partition)이 포함된 하드디스크의 MBR만 사용된다.

5. FDISK로 파티션 분할하기

≫ FDISK의 특징

FDISK를 이용하여 파티션을 나누는 방법에 대한 자세한 설명이나 요령에 대해서는 많은

하드웨어 서적과 관련 홈페이지에

잘 나와 있다. 야후나 네이버에서 FDISK로 검색하면 수십군데의 홈페이지에서 자세하게

설명되어 있다.플로피 디스켓은 FDISK로 파티션을 나누지 않는다. 저장공간이 너무 작아서 파티션을 나눌

필요가 없기 때문이다. 그래서

플로피 디스켓은 MBR이란 영역이 존재하지 않으며 부트섹터, FAT, 루트디렉토리, 데이터

저장영역으로 구성되어 있다.부트섹터만 있어도 도스와 같은 운영체제는 얼마든지 부팅이 가능하다.FDISK는 하드디스크로 부팅하게 하고 공간을 분할하는 프로그램인 것이다.FDISK를 정확하게 사용하려면 기본영역, 확장영역, 논리드라이브의 개념을 정확히 이해해야

한다. MBR의 파티션테이블에

기록되는 정보는 기본영역과 확장영역에 대한 정보 뿐이다. 논리드라이브에 대한 정보는 실제

논리드라이브의 시작되는 부분까지 가야 알 수 있다. 또한 논리드라이브는 C드라이브에

해당하는 기본영역하고는 아무런 관련이 없다. 오직 확장영역만이

논리드라이브가 인식 할 수 있는 상위 영역인 것이다. 논리드라이브는 확장영역을 항상 100%로

생각 하며 기본영역이 몇 %

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이든 상관없이 논리드라이브는 확장영역의 몇 %라는 식으로만 분할된다. 이러한 이유로 FDISK를 처음 접하는 사용자가 여기서 헤메는 경우가 많다. C 드라이브가 30%, 확장영역이 70%인

경우 논리드라이브인 D드라이브를 나머지 전체로 설정하고

싶을 때 100%로 설정해야 확장영역(70%)의 전체를 D드라이브로 설정해 사용 할 수 있다.

≫ FDISK를 실행시키는 이유

1. MBR의 생성

MBR이 없는 하드디스크에서 FDISK를 실행시키면 새로운 MBR을 만들어 준다.MBR은 IBM호환PC에서 하드디스크로 부팅하기 위해 꼭 필요한 부분이다.2. 파티션의 분할

하드디스크의 공간을 여러 개로 분할 할 수 있다.파티션 분할의 장점은 데이터를 효율적으로 관리 할 수 있고 하나의 하드디스크에 두개 이상의

운영체제를 설치하여 선택적

으로 사용 할 수 있다.3. MBR의 편집

이미 만들어 놓은 파티션의 크기를 변경하기 위해서는 FDISK를 실행하면 된다. FDISK로 파티션크기를 변경하면 MBR의 파티션테이블의 값이 변경된다.결국 FDISK는 MBR을 편집하는 도구로서의 역할을 한다.

≫ FDISK의 단점과 제한사항

FDISK는 마이크로소프트가 도스 시절에 만든 도구이며 버전이 계속 높아졌다. 하지만 이제는

더 이상의 업그레이드는 없을

것으로 보인다. FDISK는 하드디스크를 FAT방식으로 사용하기위해 사용되는 도구이다. FAT방식은 도스, 윈도우3.1, 95, 98, ME를 사용 할 수 있는 파일시스템이며 이들 운영체제는

이제는 마이크로소프트가 더 이상 지원하고 싶어하지 않는 운영체제들이기도 하다. 이들을

보완한 윈도우2000, XP가 마이크로소프트의 주력상품이기 때문이며 파일시스템은 FAT방식이

아닌 NTFS방식을 사용하기에 적당하도록 디자인되어 있으므로 FAT방식의 파일시스템을

만드는 FDISK를 더 이상 지원할 이유가 없기 때문이다.

1. FAT방식의 파일시스템만 생성 할 수 있다.FDISK는 NTFS방식이나 유닉스계열 운영체제가 사용하는 파일시스템은 만들 수가 없다.리눅스의 FDISK로는 FAT과 NTFS를 포함하여 백여가지 방식의 파일시스템을 만들어 줄 수 있는

것과 비교하면 매우 제한적인 도구인 것이다.

2. 다른종류의 파일시스템(NTFS, 리눅스의 EXT2 등)을 지울 때 제대로 지워지지 않는다.

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이것은 FAT방식 자체가 가지는 단점이기도 하다. FAT방식은 다른 방식의 파일시스템을

인식하지 못하는 특성이 있으며 FDISK를 이용하여 다른 방식의 파일시스템을 지우려고 할 때

NON DOS 파티션을 제대로 인식하지 못하는 경향이 있다.이 때는 CLEARHDD등의 유틸리티나 다른 파티션 관리도구를 사용해야 한다.

3. 파티션테이블을 효율적으로 활용하지 못한다.FDISK를 이용하면 MBR의 파티션 테이블 공간 네개 중에 두개만 사용하여 파티션을 나눈다.하나는 기본영역이고 하나는 확장영역으로 이용한다. 이는 윈도우95, 98, ME의 배타성과

관련이 있는데이들 운영체제는 무조건 C:\(기본영역)에만 설치되도록 디자인 되어 있다. 이들

운영체제가 설치된 컴퓨터에서 다른 운영체제와 함께 사용하도록 배려를 전혀 하지 않겠다는

의미이기도 하다. 윈도우2000, XP나 리눅스의 FDISK를 이용하면 확장영역을 만들지 않아도

기본영역으로 파티션을 네개까지 만들 수 있다.

4. FDISK를 이용하여 파티션 크기를 변경하면 기존의 파티션의 데이터는 모두 지워진다.POWER QUEST사가 만든 파티션 매직을 이용하면 기존 파티션의 데이터를 그대로 유지하면서

자유롭게 파티션의 크기를 조절 할 수 있다.

≫ 그래도 FDISK의 원리를 이해해야 하는 이유

FDISK의 원리를 자세히 이해하는 것은 파일시스템의 원리를 이해하는 것이다. FAT방식 보다 훨씬 복잡한 구조를 가진 NTFS는 없던 것을 갑자기 만들어 낸 혁신적인

파일시스템이 아니다. 기존에 이미 존재하고 있는 FAT방식과 HPFS방식(IBM의 PS/2 컴퓨터의

운영체제인 OS2가 사용하던 파일시스템)의 장점을 개선하여 만든 파일시스템이다. 하나의

파일시스템을 정확하게 이해하게 되면 그보다 좀더 복잡한 파일시스템도 쉽게 이해 할 수

있으며 또한 컴퓨터 고장의 상당히 많은 부분을 쉽게 수리 할 수 있는 기본기를 다지는

과정이기도 하다.

6. FDISK의 알려지지 않은 옵션

≫ FDISK /MBRMBR영역의 파티션테이블(64 BYTE)을 제외한 나머지 부분을 새로 작성 해 준다. MBR의

실행코드 부분이 바이러스나 전기적인 이유등으로 손상을 입게 되면 하드디스크로 부팅이

안된다. 이때 이 명령을 실행시켜 정상적인 코드로 복구 시키는 도구로 사용된다. 그러나

파티션테이블이 손상된 경우에는 아무런 효과가 없으며 멀티 부팅을 하고 있는 경우엔 MBR에

기록된 멀티부팅 관련 정보를 잃어 버리게 되므로 절대 사용하면 안된다(CNC권장사항).

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≫ FDISK /X하드디스크를 LBA방식이 아닌 방식으로 파티션을 만들 때 사용하거나 하드디스크에

문제가있을 때 사용한다.

≫ FDISK /PRI기본영역을 만든다. 이 명령으로 만든 기본영역은 자동으로 ACTIVE(부팅 파티션)로 설정된다.FDISK /PRI:<용량> <디스크번호><용량>이 하드디스크의 전체용량보다 크면 전체용량이 모드 기본영역으로 설정된다.

≫ FDISK /PRIOFDISK /PRI와 같은명령이지만 하드디스크 용량에 관계없이 FAT16 방식으로 설정된다.

≫ FDISK /EXT확장영역을 만든다.

FDISK /EXT:<용량> <디스크번호><용량>이 남은공간보다 큰 값이면 남은 공간 전부를 확장영역으로 설정한다.

≫ FDISK /LOG논리드라이브를 만든다. 이 옵션은 항상 /EXT와 함께 사용해야 한다.FDISK /EXT:<용량> <디스크번호> /LOG:<용량>이때 /LOG의 용량은 /EXT의 용량과 같거나 작아야 한다.

≫ FDISK /LOGOFDISK /LOG와 같은명령이지만 하드디스크 용량에 관계없이 FAT16 방식으로 설정된다.≫ FDISK /FPRMTFDISK 시작시 대용량 지원 관련 메시지를 보여주지 않고 바로 시작하게 하며 하드디스크의

용량이 512MB보다 작아도 FAT32 방식으로 파티션을 만들 수 있다.

≫ FDISK /QFDISK로 파티션설정을 변경한 후에 재부팅을 시키지 않고 FDISK를 종료 시킬 때 사용한다.

≫ FDISK /ACTOK파티션 분할 작업시 드라이브 무결성 검사를 실시하지 않게 한다. FDISK를 빨리 끝낼 수 있게

한다. 그러나 하드디스크의 상태를 정확히 알고 있을 경우에만 사용해야 한다(CNC권장사항).

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≫ FDISK /CMBR/MBR과 같은 명령이지만 하드디스크가 여러 개일 때 사용한다.FDISK /CMBR <디스크번호>

7. FDISK가 안되는 경우

FDISK의 사용법을 배우는데 걸리는 시간은 30분에서 두시간 정도면 충분하다. 그러나 FDISK가

실행되지 않을 때 문제를 해결하는 방법을 배우려면 과연 얼마나 걸릴까?

1. FDISK.EXE가 손상된 경우

파일의 손상은 흔히 볼 수 있는 오류이다. 설치시디나 윈도우에서 손상되지 않은 파일로 바꿔서

다시 시도하면 된다.

2. 파일시스템이 손상된 경우

FDISK.EXE가 어떤 일을 하는 건물이라면 파일시스템은 그 건물이 서 있을 수 있게 하는

대지이다. 파일시스템이 손상되면 그 위치에 있는 파일도 함께 손상된다. SCANDISK를

실행시켜 본다.

3. IDE케이블 손상

우리가 사용하는 IDE케이블은 철저한 품질검사를 거쳐서 나온 제품이 아니다. 컴퓨터 부품 중

고장율이 높은 부품이다.

4. 하드디스크나 플로피디스켓 자체손상도 점검 해 본다.하드디스크는 제조회사에서 제공하는 진단 프로그램을 이용하고 플로피 디스켓은 데이터의

인식여부를 확인한다.

5. 하드디스크 컨트롤러의 손상

포스트 카드로 진단한다. 미약한 손상은 진단을 더 어렵게 만드는 경향이 있다.

6. 바이오스의 일부 손상

소프트웨어와 하드디스크 사이엔 바이오스가 보이지 않는 부분에서 일을 해준다.

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7. 바이오스의 잘못된 설정

VIRUS WARNING이 ENABLE되어 있으면 FDISK에서 설정한 내용을 MBR에 기록할 때 경고가

울리면서 기록을 못하게 한다.하지만 논리드라이브의 내용만 변경 할 때는 적용되지 않는다.

8. 전원공급기의 성능저하

전원공급기의 성능저하는 많은 오류의 원인이 된다.

9. 누전

누전이 심한 컴퓨터는 FDISK 실행시 오류를 생기게 할 수 있다.

10.기타바이러스, 발열문제, 질이 나쁜 전기, 노이즈, 자기의 영향,진동 등은 FDISK 실행시 오류의

원인이 될 수 있다.

8. FDISK로 파티션 나누기 실습

컴퓨터에서도 하드 디스크에 방을 만드는 전문 프로그램이 있다. 이 프로그램중 윈도우 95또는

98과 같은 운영체제에서 사용하는 프로그램이 FDISK이다. 간단하게 실행 대화 상자를 통해

FDISK라 입력하면 실행할 수 있다.

조심해야 할 것은 이 FDISK라는 프로그램은 방을 쉽게 만들어 사용할 수 있도록 해주는 유용한

프로그램이지만, 방을 삭제할 수 도 있는 프로그램이기 때문에 조심스럽게 사용해야 한다. 하드

디스크에 방을 만드는 일을 빼고는 할 일이 없는(?) 프로그램이지만 모든 것은 기초가

중요하다고 하듯 FDISK의 사용이 중요하다 할 수 있겠다

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‘DOS 분할영역 또는 논리 DOS 드라이브’ 지정 메뉴가 나타난다. 먼저 기본 DOS 분할 영역을

설정해 준다. 메뉴의 이름이 어렵지만 윈도우에서 인식할 수 있도록 방을 지정한다고 생각하기

바란다. 즉 윈도우에서 하드 디스크에 방을 나누는 방법은 먼저 하드디스크 모두를 임시로 큰

방을 하나 만들어 둔다.(기본 DOS 분할영역) 여기서 방을 더 나누고 싶다면 이 큰방을 또

나누어 준다.(확장 DOS 분할영역) 두개의 방 크기의 비율은 사용자 마음대로 할 수 있다. 여기서 또 방을 나누고 싶을 떄에는 확장 DOS 분할 영역의 방을 계속 나누어 사용하게 된다.(확장 DOS 분할영역에 논리 DOS 드라이브 지정) 이해가 되셨다면 계속 진행한다. 모른다 해도

강좌를 보면서 하드 디스크를 나누는 작업을 진행하다 보면 쉽게 알 수 있을 것이다. (1)을 누른

후 (ENTER)를 누른다.

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드라이브의 무결성 검사 화면이 나타난다.

이번에 방을 만드는 작업은 하드 디스크를 커다란 방 하나로 만든 다고 하였다. 그러므로 기본

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DOS 분할 영역만 사용하면 된다. (Y)를 누른 후 (ENTER)를 누른다.

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변경된 하드 디스크를 사용하기 위해서는 시스템을 다시 시작해야 한다는 메시지가 나온다. (ESC)키를 눌러 윈도우로 돌아오면 시스템을 다시 시작한다.

- 파티션이 2개이상인 경우에는 (N)선택

기본 DOS 분할 영역을 최대 크기로 사용하겠느냐는 메시지가 나타나면 (N)을 입력한 후

(ENTER)를 누른다. 최대 크기로 사용하지 않고 방을 두 개로 나누기 때문이다. 

다시 디스크의 무결성 검사(문제가 있는지 유무 체크 작업이다.)가 진행된다.

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먼저 선택된 방의 크기를 %로 입력하는 화면이 나온다. 사용자가 마음대로 정해 주는 것이다. 반반씩 써도 상관없고 방 크기가 차이 있어도 된다. 필자는 60%라 입력한 후 (ENTER)를

누른다.

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기본 DOS 분할 영역이 지정되었다. (ESC)키를 누른다

확장 DOS 분할 영역(나머지 한 개의 방)을 지정할 차례다. (2)를 누른 후 (ENTER)를 누른다

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무결성 검사가 이전 처럼 진행 된 후 분할 영역의 크기를 지정하는 화면이 나타난다. 필자는

이전 방의 크기를 60%로 지정하였으므로 나머지 크기인 40%를 입력한 후 (ENTER)를 누른다

확장 DOS 분할 영역이 지정되었다. 실제적으로 두 번째 방을 나누는 것은 이제 부터다. (ESC)를 누른다.

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논리 분할 영역을 지정하기 위한 무결성 검사가 진행 된 후 확장 DOS 분할 영역(2번째 방)을

지정한 곳을 모두 쓰겠는지 묻는 메시지 화면이 나타난다. 100%를 입력한 후 (ENTER)를

누른다.

두 번째로 만들어진 방을 모두 쓸 수 있도록 기록 되었다. (ESC)를 눌러 메인 메뉴로 나오면

이전 작업과 같이 시스템을 다시 시작해야 한다.

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특히 파티션이란 작업은 운영체제가 하드디스크를 사용하기 위해 판막이 공사를 하는 것인데 이

판막이 공사가 운영체제마다 다르다. 각각의 운영체제는 서로 다른 파일 시스템을 사용하기

때문에 파티션을 설정할 때는 각 운영체제마다 다른 방법을 이용해야 한다.하드디스크가 하나라도 2개 이상의 드라이브로 분할할 수 있다. 물리적인 하드디스크의 숫자가

논리적인 드라이브의 숫자를 의미하지는 않는다. 가장 많이 사용되는 2개의 드라이브로

파티션을 분할하는 방법에 대해 알아본다. 우선 파티션을 설정하기 위해서는 먼저 Fdisk를

실행해야 하며 이 작업은 도스에서 수행해야 한다

FAT로 파티션을 설정할 때는 FDISK라는 프로그램을 이용한다. 윈도우 98의 경우 CD로 부팅을

지원하지 않는다. 그러므로 부팅 디스켓을 이용해서 부팅을 한 후에 파티션을 설정하고 윈도를

설치해야 한다. 파티션을 설정하지 않으면 어떤 운영체제든 설치가 불가능하다.

FAT32 기능을 사용할 것인지 묻는 메시지가 나타나면 'Y'를 입력하고 엔터를 누른다. 참고로

OSR2와 윈도 98은 FAT32를 지원하지만 도스와 윈도 95는 FAT32를 지원하지 않는다. 그리고

NT도 FAT32를 지원하지 않으므로 혹시 NT도 함께 설치해서 사용하려면 FAT16으로 파티션을

설정해야 한다. FAT16으로 파티션을 설정하려면 'N'를 입력한다.

101

100% 완료된 후 하드디스크를 하나의 드라이브로 설정할 것인지 묻는 메시지가 나타난다. 'N'을 입력하고 엔터를 누른다. 만일 'Y'를 누르면 하나의 하드디스크를 통째로 C 드라이브

하나로만 사용하게 된다. 여러 개의 드라이브로 나누지 않고 하나의 드라이브로만 사용하려면

'Y'를 누른다. 이 영역을 가리켜 기본 도스 분할영역이라고 한다

드라이브 무결성을 검사하는 메시지가 나타난다.Fdisk를 이용해서 우선 기본 도스 분할영역을

설정해야 한다. 하드디스크로 부팅하기 위해서는 반드시 하나의 기본 도스 분할영역은

준비되어야 한다. 기본 도스 분할영역은 C 드라이브로 설정이 되며 여러 대의 하드디스크가

있다고 하더라도 하나의 기본 도스 분할영역만 있으면 된다.

'70%'를 입력하고 엔터를 누른다. %를 입력하지 않으면 입력한 용량대로 드라이브가 설정된다. 설정된 용량은 C 드라이브의 용량이다.

액티브로 설정할 드라이브인 C 드라이브를 활성화하기 위해 '1'을 입력하고 엔터를 누른다. 드라이브가 액티브로 설정되어야 부팅이 가능하다. 하나의 하드디스크만 사용하는 경우에는

자동으로 파티션이 설정될 때 C 드라이브가 액티브 설정된다. 그러므로 별도로 해줄 필요가

없다. 하지만 두 개 이상의 드라이브로 파티션을 나눌 때는 액티브 설정을 별도로 해야 한다.

부팅은 플로피디스크와 하드디스크 드라이브 뿐만 아니라 CD-ROM, ZIP 드라이브 등으로도

가능하다. 부팅이 가능한 CD가 있다면 CMOS SETUP에서 부팅 순서를 바꾼 후 CD로 부팅해도

된다.

부팅 디스켓 만들기

부팅 디스켓은 일종의 상비약과도 같은 존재이다. 컴퓨터를 사용하는 사용자에게 부팅 디스켓은

필수적인 상비약이다. 컴퓨터가 갑자기 부팅이 되지 않거나 바이러스에 걸렸을 때 부팅

디스켓은 오류를 해결할 수 있는 유일한 수단이다. 컴퓨터의 고장은 대부분 하드웨어적인

오류보다는 소프트웨어적인 오류이다. 이러한 오류를 해결하려면 드라이버가 필요한 것이

아니라 부팅 디스켓이 필수적이다. 부팅 디스켓은 윈도우에서 자동적으로 생성해주지만 구미에 맞는 부팅 디스켓을 만들려면

도스에서 작성하는 방법을 알고 있어야 한다. 부팅 디스켓을 만드는 것은 컴퓨터 사용자에겐

윈도우 사용법보다 더 중요한 내용일 수 있다. 부팅 디스켓을 효율적으로 만드는 방법을

알아보자. 부팅 디스켓을 만들기 위해서는 부팅이 되는 컴퓨터와 3.5인치 디스켓에 필요하다. 부팅은

플로피디스크와 하드디스크 드라이브 뿐만 아니라 CD-ROM, ZIP

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드라이브 등으로도 가능하다. 부팅이 가능한 CD가 있다면 CMOS SETUP에서 부팅 순서를 바꾼

후 CD로 부팅해도 된다. 다음 작업은 윈도우에서도 가능하지만 도스를 기준으로 한다.

윈도우 사용자는 도스모드로 부팅하거나 윈도우의 MS-DOS 아이콘을 실행해서 도스 모드

창에서 해도 된다. 다음 작업은 물론 정상적으로 부팅이 되는 윈도우 95/98 운영체제가 설치된

컴퓨터에서 실행하도록 한다.

① 컴퓨터를 켠 후 3.5인치 디스켓을 드라이브('A' 드라이브로 가정)에 삽입한다. ② format a: /s를 입력하고 엔터를 누른다. 포맷할 디스켓을 넣으라는 메시지가 나타나면

엔터를 누른다. 포맷이 진행된다.

Tip 시스템 파일 복사

시스템 파일을 복사하는 명령어는 'sys'입니다. \'sys a:\'를 이용하면 A 드라이브의 디스켓에

부팅될 수 있도록 시스템 파일을 복사할 수 있다. 혹은 포맷과 동시에 시스템 파일이

복사되도록 할 때 사용하는 'format a: /s' 명령어를 이용해도 된다. '/s'는 시스템 파일 복사를

위한 옵션이다.

③ 잠시 후 포맷이 끝나면 볼륨 레이블 명을 입력하는 메시지가 나타난다. 'boot'라고 입력한 후 엔터를 누른다. 레이브 명은 입력하지 않아도 된다. ④ 포맷한 디스켓에 대한 정보가 나타난다. 다른 디스크를 포맷하겠냐는 메시지가 나타나면

'n'을 입력하고 엔터를 누른다. 부팅 디스켓이 탄생되었다.부팅 디스켓에는 세 가지 파일이 복사된다. 'IO.SYS', 'MSDOS.SYS', 'COMMAND.COM'의 세가지 파일이다. 이 세가지 파일만 있으면 디스켓으로 부팅이

가능하지만 추가적으로 몇 가지 파일을 복사하는 것이 좋다. 그래야 나중에 시스템에 문제가

발생했을 때 부팅 디스켓을 이용해 수리를 할 수 있다.

① 윈도우에서 도스창을 열거나 도스로 부팅한 후 'windows/command' 디렉토리로 이동한다. ② 'copy fdisk.exe a:'를 입력하고 엔터를 누른다. 파티션 설정을 위한 유틸리티를 복사한다.

Tip FAT32를 위한 Fdisk

윈도우 98이나 OSR2 이상의 운영체제에 있는 \'fdisk.exe\' 파일은 FAT32를 지원한다. FAT16은 단일 드라이브로는 2GB 이상의 용량을 인식하지 못한다. 예를 들어 6GB 하드디스크를

구입했다면 FAT16으로 파티션을 설정하면 2GB, 2GB, 2GB 세 개로 드라이브를 설정해야

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한다. 반면 FAT32로 파티션을 설정하면 6GB 모두를 하나의 드라이브로 설정할 수 있다. 그러므로 윈도우 98을 설치하려고 한다면 반드시 윈도우 98 시스템에 저장된 'fdisk.exe'를

복사하도록 한다.

④ 이와 같은 방법으로 'chkdsk.exe', 'scandisk.exe', 'format.com', 'sys.com' 등의 파일을

복사한다. 복사된 파일은 A 드라이브로 이동한 후 'dir' 이라는 명령어로 확인할 수 있다.

Tip 윈도우 98의 부팅 디스켓

윈도우에서는 제어판의 프로그램 추가/제거에서 \'시동 디스크\' 메뉴를 이용해 부팅 디스켓을

제작할 수 있다. 특히 윈도우 98에서 이러한 방법으로 부팅 디스켓을 제작하면 CD-ROM 드라이브도 자동으로 인식하는 부팅 디스켓을 만들 수 있다. 하지만 가급적 도스에서 위 작업을

해야 어떤 컴퓨터에서라도 손쉽게 부팅 디스켓을 만들 수 있는 능력을 쌓을 수 있다.

CD-ROM 드라이브는 도스에서 반드시 드라이버를 설치해야 인식이 가능합니다. CD-ROM을

구입할 때 함께 제공된 디스켓을 이용하면 손쉽게 드라이버를 설치할 수 있습니다. 하지만

디스켓을 분실했거나 파손된 경우에는 직접 CD-ROM 드라이브의 드라이버를 설치해야 합니다.

CD-ROM 드라이버 파일을 복사한다.

CD-ROM 드라이브를 인식시키는 도스 드라이버는 CD-ROM 드라이브마다 약간씩 다르다. 이

드라이버 파일은 PC통신의 공개 자료실이나 제조업체를 통해서 구하도록 한다. 대개 LG 제품은

'gscdrom.sys', 삼성은 'sscdrom.sys'의 파일 이름을 가진다. 다음 파일들을 디스켓에 저장한

후 'C:\' 드라이브에 복사하도록 한다.

① CD-ROM 드라이버 파일 다운로드하기 : LG CD-ROM, 삼성 CD-ROM

② MSCDEX.EXE : Windows\Command 디렉토리에서 제공된다. ③ 드라이버 파일과 MSCDEX.EXE 파일을 'C:\'에 복사한다. CD-ROM 드라이브를 구입할 때

제공된 디스켓에 역시 이 두 가지 파일이 있으니 이 파일을 직접 복사해도 된다.

Tip 윈도우 98의 시동 디스크

윈도우 98의 시동 디스크 작성을 이용해 부팅 디스켓을 제작하면 자동으로 CD-ROM

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드라이브를 인식할 수 있는 드라이버가 디스켓에 설치된다. 이 드라이버는 대부분의 CD-ROM 드라이브를 모델에 상관없이 인식할 수 있다. 드라이버 파일을 구하기 어렵다면

윈도우 98의 시동 디스크를 이용한다.

초기화 파일을 생성한다.

도스에서 CD-ROM 드라이버를 설치하기 위해서는 도스의 초기화 파일인 'config.sys'와

'autoexec.bat' 파일을 편집해야 한다. 이 두 파일에 다음과 같은 내용을 기입해서 CD-ROM 드라이브를 인식할 수 있는 드라이버를 설치할 수 있다.

① 하드디스크로 부팅한 후 'C:\>' 프람프트에서 다음 명령을 실행한다.

② 'copy con autoexec.bat'를 입력하고 엔터를 누른다. 'mscdex.exe /d:mscd000'을 입력하고 엔터를 누른다. 'Ctrl'를 누른 상태에서 'Z'키를 누른다. 엔터를 누른다. AUTOEXEC.BAT 파일이 생성되었다. ③ 'copy con config.sys'를 입력하고 엔터를 누른다. 'device=gscdrom.sys /d:mscd000'을 입력하고 엔터를 누른다. gscdrom.sys는 LG CD-ROM 드라이브의 드라이버 이름이다. 각 CD-ROM 드라이브마다

다르므로 시스템에 설치된 CD-ROM 드라이브에 맞는 드라이버 파일의 이름을 기입하도록 한다.

'Ctrl'를 누른 상태에서 'Z'키를 누른다. 엔터를 누른다. ④ CD-ROM 드라이버 파일이

설치되었다. 재부팅을 하면 CD-ROM 드라이브가 인식된다.

Tip 초기화 파일의 편집

초기화 파일이 하드디스크에 없다면 위의 방법을 이용해 초기화 파일을 생성하면서 내용을

작성할 수 있다. 하지만 이미 초기화 파일이 있는 경우라면 'edit.exe' 파일을 이용해

편집해야 한다. 'edit.exe'는 'Windows\command' 디렉토리에서 복사해야 한다.

하드디스크의 인식모드

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CHS (NORMAL)하드디스크의 섹터와 실린더의 실제 주소위치에 대응해서 데이터를 찾는 방식이다. 단점으로는

제일 안쪽 실린더와 최외곽

실린더의 면적이 다른데도 불구하고 같은 수의 섹터를 가져야 한다. 이 모드는 하드디스크의

용량을 최대 528MB까지 인식할 수 있다. 현재는 이 방식으로 작동하는 하드디스크는 생산되고

있지 않다.

LARGECHS방식의 한계를 극복하기 위해 CHS의 값을 바이오스가 허용하는 최대값까지 늘려 사용하는

방식이다. 이 방법은 하드디스크의 용량을 최대 8GB까지 인식시킬 수 있으나 LBA방식에 밀려 초기에

사용되다 지금은 사용 되지 않고 있다.

LBACHS방식의 제한인 528MB인식제한의 한계를 극복하기 위해 하드디스크의 주소 지정방식을

실제위치에 의한 방식이 아닌

가상으로 지정하는 방식을 사용하고 실제위치는 바이오스가 번역해서 운영체제나 소프트웨어가

인식할 수 있게 한 방식으로 이 방식은 바이오스가 정확히 지원해 주어야 제대로 사용 할 수 있다.

2. 하드디스크의 인식제한

504MB or 528MB바이오스에서 인식할 수 있는 하드디스크 파라미터의 최대값을 다음과 같이 정했다. (CHS)

Cylinder Head Sector 섹터한개의 용량 인식할 수 있는 최대 용량

1023 16 63 512KB504MB(1MB=1024KB)528MB(1MB=1000KB)

CHS방식의 인식의 한계를 해결하기 위해 등장한 방식이 LBA, LARGE 방식이다.

2. 1GB

과거의 일부 바이오스는 CMOS램안에 하드디스크의 실린더의 최대용량을 12비트밖에 기록할

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수 없었다. 여기서 생긴 인식

제한으로서 이 값은 다음과 같다.

Cylinder Head Sector 섹터한개의 용량 인식할 수 있는 최대 용량

4095 16 63 512KB 2.1GB

이러한 구형 메인보드에 2.1GB 보다 큰 하드디스크를 장착하면 부팅이 중단되거나 일부

메인보드에서 429MB로 인식하는 현상을 보인다.

3. 2GB

PHOENIX 바이오스 버전 4.03과 4.04에서 발생했던 버그로서 시모스 셋업시에 3.277GB보다

큰 용량의 하드디스크를 인식시키면 시스템이 멈춰 버리는 현상을 보인다.

4. 2GBLARGE 방식의 하드디스크는 헤드 수를 배수로 증가시켜 인식제한을 해결하는 방법으로

사용되나 도스와 윈도우95는 헤드

수를 16으로만 인식하게 되어 있어서 생긴 인식제한.

Cylinder Head Sector 섹터한개의 용량 인식할 수 있는 최대 용량

8192 16 63 512KB 4227858432 byte

5. 9GB

LARGE방식에서 하드디스크 인식의 최대값을 다음과 같이 바이오스에게 인식시킨

메인보드에서 발생하는 인식제한.

Cylinder Head Sector 섹터한개의 용량 인식할 수 있는 최대 용량

1024 240 63 512KB 7927234560 byte

6.4GB

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CHS방식의 인식제한을 해결하기 위해 도입된 방식으로 하드디스크 인식의 최대값을 다음과

같이 사용하게 되었다.(LBA방식)

Cylinder Head Sector 섹터한개의 용량 인식할 수 있는 최대 용량

1024 255 63 512KB 8422686720 byte

33.8GB

하드디스크 인식의 최대값을 다음처럼 사용하는 메인보드에서의 하드디스크 인식제한.

Cylinder Head Sector 섹터한개의 용량 인식할 수 있는 최대 용량

65536 16 63 512KB 33.8GB

64GB

윈도우95/98/98SE에서 하드디스크 용량이 64GB이거나 이보다 큰 경우 FDISK가 실행이

안된다. FDISK는 디스크의 용량을

계산할 때 내부적으로 16비트로 계산하는데 이때 비트 오버플로우가 발생하는 버그가 있다.70GB의 하드디스크를 FDISK에서 6GB로 인식한다. 마이크로소프트에서 패치를 다운로드 해서

해결.

137GB

ATA 규격에 의해 발생하는 인식제한이다. ATA규격에 의한 하드디스크 인식의 최대값은 다음과

같다.

Cylinder Head Sector 섹터한개의 용량 인식할 수 있는 최대 용량

65536 16 255 512KB 137GB

단일 하드디스크의 용량으로는 비교적 최근에 이정도 용량에 가까운 하드디스크가 판매되기

시작되고 있고 가까운 장래에 이 용량의 인식제한이 일반화 될 전망이다.

3. 일반적인 해결방법

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1. 많은 인식제한이 바이오스에서 정확하게 인식하지 못해 생긴 제한사항이므로 이 경우

바이오스 업그레이드로 해결이 가능하다. 2. 해당 하드디스크 제조회사에서 제공하는 하드디스크 인식프로그램을 사용해서도 인식이

안되는 문제를 해결 할 수 있다.이 경우 하드디스크를 포맷하면 인식프로그램을 다시 설치해야 하는 경우도 있다.3. 메인보드 제조회사의 패치를 이용해 해결해야 하는 경우도 있다

용량 단위

메모리나 하드디스크와 같은 저장 매체들의 용량을 표시할 때는 byte를 기준으로 하여 그

크기를 나타낸다.

   1 byte = 2^0 byte   1 KB = 2^10 bytes = 1,024 bytes   1 MB = 2^20 bytes = 1,024 KB = 1,048,576 bytes   1 GB = 2^30 bytes = 1,024 MB = 1,073,741,824 bytes   1 TB = 2^40 bytes = 1,024 GB = 1,099,511,627,776 bytes

참고: 10진법에서의 1 K는 1,000이다. 그러나 컴퓨터는 2진법을 사용하므로 1 K는 1,024이다. 이 두 가지 계산법에 의한 결과는 분명히 다르지만 그 차이는 2.4 %로 근소하기 때문에 2진법에서의 1 K가 10진법의 1 KB와 같이 대략 1,000을 의미한다고 생각하여도 무방하다.

 ◆ KB와 Kb의 차이

컴퓨터에서의 용량 표시는 대부분 byte를 기준으로 하지만 경우에 따라서 bit를 사용할 때가

있다. KB는 Kilo Byte를 의미하며 Kb는 Kilo bit를 의미한다. 1 KB는 1,024 byte이고 1 Kb는

128 byte이다. Kb의 의미를 강조하기 위하여 KBit, Kbit, MBit와 같이 표기할 수도 있다.

 ◆ 주파수 단위 Hz (Hertz, 헤르츠)

Hz는 주파수(Frequency)나 진동수의 단위이다. 1 Hz는 1 초에 1 회의 회전이나 진동을

나타낸다. 다른 예로, 300 MHz 프로세서는 1초 동안 300,000,000 회의 clock cycle로

동작한다. Cycle(사이클) 역시 Hz와 마찬가지로 회전 수를 나타내는 단위이긴 하나 국제적

협약에 의하여 Hz를 표준 단위로 사용하고 있다.

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 ◆ 회전속도 단위 RPM (Rotation Per Minute)

모터로 구동하는 회전체(하드디스크 드라이브, CD-ROM 드라이브, 냉각 팬 등)가 1 분 동안

회전하는 횟수를 나타내는 단위이다. 5400 RPM의 HDD는 하드디스크가 1분에 5,400 번

회전함을 의미한다.

 ◆ 전송률 단위 BPS (Baud Per Second, Bit Per Second, Byte Per Second)

컴퓨터 전송률은 1 초 동안에 전송한 정보의 양을 bit 단위로 표시한다.  BPS는 상황에 따라서 다르게 해석할 수 있다. BPS가 통신에서의 전송률을 표기할 때는

Baud(보오) Per Second나 Bit Per Second를 의미하지만, bus 전송률은 일반적으로 Byte Per Second를 의미한다. 따라서 BPS 단위가 나타나면 정확히 어떤 의미를 나타내는지를

확인할 필요가 있다. BPS는 경우에 따라서 bps의 소문자로 표기한다.

 * B/s (Byte Per second)BPS, bps 이외에 B/s 표기법을 많이 사용한다. 예를 들자면, Ultra ATA 컨트롤러의 최대

전송률을 33 MB/s와 같이 표기한다.

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