컴활 1급 필기 Ch1 열한 번째 단원, 시스템 버스와 포트임. CPU·메모리·장치 사이를 데이터가 고속도로로 오가는데, 이 고속도로가 버스임. 매년 1문제씩 출제되는 단원이고, 버스 3종(데이터·주소·제어) 의 역할 매칭과 PCIe 위치가 핵심임.
시스템 버스 3종 -- 누가 어디로 무엇을 보내나
CPU와 메모리·장치가 통신할 때 세 종류의 신호선을 통해 데이터를 주고받음.
데이터 버스 (Data Bus) -- 무엇
실제 데이터(값)가 오가는 통로. 32비트 CPU면 데이터 버스도 32비트, 64비트 CPU면 64비트. 데이터 버스 폭이 넓을수록 한 번에 더 많은 데이터를 옮길 수 있음.
- 방향: 양방향 (CPU ↔ 메모리)
- 용도: 실제 값 전달
주소 버스 (Address Bus) -- 어디
메모리의 어느 주소에 접근할지 알려주는 통로. CPU가 "0x1000번지의 데이터 줘"라고 할 때 0x1000이 주소 버스로 전달됨.
- 방향: 단방향 (CPU → 메모리)
- 용도: 주소 전달
주소 버스 폭이 주소 공간 크기를 결정함. 32비트 주소 버스면 2³² = 약 40억 = 4 GB까지 주소 지정 가능. 그래서 32비트 OS는 RAM을 4 GB 이상 못 쓰는 이유가 여기 있음.
제어 버스 (Control Bus) -- 어떻게
읽기/쓰기 신호, 인터럽트 신호, 클록 신호 같은 제어 신호가 오가는 통로.
- 방향: 양방향 (CPU ↔ 모든 장치)
- 용도: 동작 제어 신호 (Read/Write, Interrupt, Clock)
핵심: 데이터(무엇·양방향) / 주소(어디·단방향) / 제어(어떻게·양방향).
시스템 버스 vs 확장 버스
시스템 버스
CPU - 메모리 사이를 잇는 내부 고속 버스. 메인보드 기판에 깔려 있음. FSB(Front Side Bus)·메모리 버스 같은 이름으로 부름.
확장 버스
CPU와 주변 장치(그래픽 카드·사운드 카드 등) 사이를 잇는 버스. 옛 PCI·AGP에서 지금의 PCIe로 진화함.
PCIe -- 현대 PC의 확장 표준
PCIe(PCI Express)는 그래픽 카드·NVMe SSD·확장 카드를 메인보드에 꽂아 쓸 때 표준 인터페이스임. PCI(병렬) → PCIe(직렬)로 발전하면서 속도가 크게 빨라졌음.
PCIe는 레인(lane) 단위로 묶임. x1, x4, x8, x16 식으로 레인 수가 늘어날수록 속도가 비례 증가함.
PCIe 버전도 진화. PCIe 3.0 → 4.0 → 5.0 으로 갈수록 같은 레인당 속도가 2배씩 늘어남. 최신 PCIe 5.0 x4 NVMe SSD는 약 14 GB/s.
메인보드 포트와 슬롯
메인보드에 박힌 단자·슬롯들의 역할.
요즘 트렌드는 모든 게 PCIe 위에 올라타는 것. NVMe SSD가 M.2 슬롯에 꽂혀 PCIe 레인을 쓰고, 그래픽 카드도 PCIe, 네트워크·사운드도 PCIe 기반.
자주 나오는 시험 함정
1. 버스 방향
- "주소 버스는 양방향" → X. 단방향 (CPU → 메모리).
- "데이터 버스는 단방향" → X. 양방향.
2. 주소 버스 폭과 메모리
- "32비트 주소 버스로 8 GB RAM 지원" → X. 2³² = 4 GB가 최대.
- "주소 버스 폭은 RAM 용량과 무관" → X. 폭이 최대 메모리 주소 공간을 결정.
3. 데이터 버스 폭
- "64비트 CPU는 데이터 버스가 32비트" → X. 64비트.
4. PCIe
- "PCIe는 병렬 통신" → X. 직렬(Express = 직렬화).
- "PCIe x1과 x16은 같은 속도" → X. 레인 수에 비례 (16배 차이).
5. 시스템 버스 vs 확장 버스
- "그래픽 카드는 시스템 버스에 연결" → X. 확장 버스(PCIe).
- "RAM은 확장 버스에 연결" → X. RAM은 시스템 버스(메모리 버스).
한눈에 정리
다음 글: [Ch1-12] PC 유지보수 -- RAID 레벨, 디스크 단편화, 정전기 관리.
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