CPU 설계

전기전자

 

전자와 전기

컴퓨터는 현실에 실존하는 기계이기 때문에, 현실의 물리학 법칙 위에서 구현된다.

현대의 대부분의 상업용 컴퓨터는 전자와 전기의 물리법칙 위에서 작동하므로 CPU를 설계한다는 곳은 곧 전자기계를 설계한다는 것과 같다.

그로므로 우리는 필연적으로 그러한 물리법칙을 알고 있다면 여러가지 일을 할 수 있다.

전자

전자는 (-)전하를 지니는 질량을 가진 입자다.

전기

전기는 전자의 흐름에 의해서 발생하는 현상을 의미한다.

보통 전기의 속도는 빛의 속도라고 말하는데 이는 전자상에서의 '광자'가 서로 상호작용하는 속도를 의미한다. '중력'에도 속도가 있듯이, 전자끼리에도 서로 상호작용하는데에 '속도'가 있다.

흔히 말하는 전기의 '속도'는 전자간의 상호작용하는 속도이지 전자의 속도가 아니다.

흔히 이런 전기의 특성을 '물'에 비유해서 많이 표현한다.

전압

전하를 띄는 두 개체 사이의 전하의 차이를 의미한다.

A라는 전하와 B라는 전하가 있을 때.

A라는 전하의 전하가 +이고, B라는 전하의 전하가 -이면. 그 전하의 차이를 전위차라고 하고. 이것에 의해서 가해지는 힘을 일종의 '압력'으로서 생각해서 전압이라는 표현을 쓰기는 하지만, 확실하게는 "전위차"라고 말하는 것이 더 맞다.

전위차의 단위로는 V(Voltage)를 사용하고, 그 정의는 1J/1C 이다.

J은 에너지의 단위이고, C는 전하의 단위이다.

전기에서 Voltage는 보통 전기에너지로서 이해된다. 운동역학에서 N이라는 단위가 있듯이 말이다.

1J = 1 N * M 이듯이.

1J = 1 V * A * 1s (1Voltage의 전압으로  1Ampere의 전류가 1초동안 흐르는 때에 가지는 에너지)

 

 

참고

전자의 속도와 전기의 속도 : http://blog.daum.net/tangleguy/18222038

전달 지연 :https://en.wikipedia.org/wiki/Propagation_delay

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