개인 클라우드 용도부터 카메라,게임기까지 활용하기에 따라 다양하게 사용될 수 있는 라즈베리 파이에 

대해 알아보겠습니다.

라즈베리 파이 (Raspberry Pi) 란?

 라즈베리 파이(Raspberry Pi)는 영국 잉글랜드의 라즈베리 파이 재단에서 컴퓨터 교육을 위해 

개발되었습니다. (이 편지는 영국에서 시작되어.. 처럼 지겹게 듣는 설명)

쉽게 생각하면 저렴한 미니 컴퓨터라고 생각하시면 됩니다. 

(24시간 내내 켜놔도 전기세도 저렴하게 나옵니다.)

라즈베리 파이 모델 종류

 라즈베리 파이는 2019년 1월 기준으로 모델 종류가 아래와 같습니다.

• 라즈베리파이 1 A
• 라즈베리파이 1 A+
• 라즈베리파이 2 B
• 라즈베리파이 3 B
• 라즈베리파이 3 B+
• 라즈베리파이 zero W (W는 Wireless 의 약자로 와이파이와 블루투스만 지원한다는 의미입니다.)

최신버전은 라즈베리 파이3 B+ 이고 당연히 숫자가 올라갈수록 최신이며, +가 붙은게 더 최신입니다.

라즈베리 파이 제로 버전은 보급형 버전이며 사양이나 크기가 다른 모델 보다 상대적으로 작고 

가격이 더 저렴합니다. 

제로 모델을 제외하고는 가격이 비슷하기 때문에 최신 버전으로 구입하시는게 좋습니다.

라즈베리 파이3 B+ 구성 및 스펙

 현재를 기준으로 라즈베리 파이의 가장 최신버전인 라즈베리 파이3 B+ 모델을 기준으로 설명하겠습니다.

라즈베리 파이3 B+ 모델의 구성은 다음과 같습니다.

출처 : http://www.eleparts.co.kr/goods/view?no=5980692&src=raspberrypi

기본적으로 컴퓨터로 사용하기 위한 CPU 와 모니터연결을 위한 HDMI 포트, 키보드나 마우스 연결을 위한 USB 2.0 포트 (4개 까지 연결 가능) , 통신을 위한 블루투스, 와이파이 모듈 및 LAN 포트 를 갖추고 있습니다. 그외 용도에 따라 사용할 수 있도록 다양한 포트 및 커넥터 등을 제공합니다.

라즈베리파이 공식 홈페이지의 라즈베리파이3 B+ 스펙은 다음과 같습니다.

• 칩셋(System-on-chip) :  Broadcom BCM2837B0
• CPU : Cortex-A53 (ARMv8) 64-bit @ 1.4GHz
• RAM : 1GB LPDDR2 SDRAM
• 무선 : 2.4GHz and 5GHz IEEE 802.11.b/g/n/ac wireless LAN, Bluetooth 4.2
• 유선 : Gigabit Ethernet over USB 2.0 (maximum throughput 300 Mbps)
• 영상 : Full-size HDMI / DSI display port (touchscreen display)
• 음성 : 4-pole stereo output
• USB : 4 USB 2.0 ports
• 카메라 :  CSI camera port
• SD카드 :  Micro SD port
• 전원 : 5V/2.5A DC power input
• GPIO :  Extended 40-pin GPIO header

라즈베리 파이 구입

우리가 보통 컴퓨터(노트북) 이나 스마트폰을 구매할 때 아마 가장 많이 듣는게 램(RAM) 사양이 아닐까 합니다.

보통 다다익램 이라고 램 용량이 높을수록 좋다는 말이 있죠!

도대체 램이란 무엇이길래 높으면 좋은지, 나에게 알맞은 램은 무엇인지 선택하기 위해서라도 

램에 대해 알아보도록 하겠습니다,

1. 램(RAM)이란?

 램의 사전적 의미부터 살펴보겠습니다. 

램은 Random Access memory 의 줄임말로 데이터를 읽거나 기억시킬 수 있는 메모리 입니다. 

컴퓨터의 주기억장치라고도 하죠.  일종의 저장소라고 생각하시면 될 것 같습니다.

그런데 왜 Random Access 라는 이름이 붙었을까요? 

결론부터 알려드리자면 램에 저장된 어느 데이터든 접근 시간이 동일하기 때문입니다. 

예를들어 아래 그림과 같이 램(RAM)이 마을( 데이터를 저장할 수 있는 공간)이라면 각 집은 데이터라고 볼 수 있습니다. 

그리고 각 집마다는 중복되지 않는 고유한 주소값을 가지고 있어 언제든지 집을 찾아 갈 수 있습니다. 

( 실제로 컴퓨터가 어떠한 내용을 저장하고 찾을 때는 주소 값이라는 것을 사용합니다. )

램이라는 마을은 공간이 허용하는 한 얼마든지 집을 지을 수 있고, 집을 지을 때 마다 주소 값이 생성 됩니다. 

그런데 이 마을은 특이한 점이 있습니다. 내가 주소 값을 가지고 어느 집(Random) 을 찾아가든 출발부터 도착(Access) 시간이 똑같다는 겁니다. 

그래서 이름이 Random Access 라고 지어졌습니다. 이해가 되시나요? 

우리가 흔히 생각하는 Random 이란 단어의 의미 때문에 헷갈리실 수 있습니다. 

 한글로 표현하자면 오히려 anywhere 에 더 가까울 것 같네요 :)

2. 램의 역할

 이제 램이 왜 RAM 으로 불리는지도 알았고, 데이터를 저장하는 곳이라는 것도 알고 있습니다. 

그런데 여기서 의문점이 있습니다. 

흔히 알기로 HDD 라고 불리는 하드디스크라는 저장소가 있는 걸로 아는데 왜 램이라는 저장소가 또 필요한 걸까요?

그 이유는 우리가 항상 중요시 여기는 속도에 답이 있습니다. 

CPU가 연산을 해주는 역할을 한다고 이전 포스팅에서 설명해 드렸는데요!

2018/09/04 - [IT 정보/하드웨어] - [하드웨어] CPU 란?

1초에 몇십억 번의 연산을 하는 CPU가 필요한 데이터를 찾기엔 하드디스크가 너무 느리기 때문입니다. 

그래서 하드디스크에 저장된 자주 사용하는 데이터(프로그램) 등을 램으로 옮겨 사용합니다.  

쉽게 설명 드리자면 CPU가 치킨집 사장님이라고 생각하면 램은 조리된 치킨들이 쌓여 있는 쟁반이고, 하드디스크는 

살아 있는 닭들이 있는 양계장에 가깝습니다.

치킨 주문이 들어와서 치킨을 배달 해야하는데 매번 양계장에 가서 살아 있는 닭을 도축하고 손질하여 튀김 옷을 입혀 

튀긴 다음 치킨으로 만들기엔 엄청나게 비효율적인 것이죠. 그래서 치킨집에서 미리 조리해놓은 치킨처럼 램에서 빠르게 

사용해야할 데이터들을 저장해놓고 사용합니다. 

치킨집 사장님이 치킨가게에서 치킨을 팔듯 실제로 CPU가 데이터를 찾아오는 곳은 램인 것이죠.

즉, 램은 CPU가 데이터를 빠르게 처리하는 것을 도와주는 역할을 합니다.

* 참고로 램은 휘발성 메모리로 전원이 꺼지면 데이터가 모두 사라집니다. 마치 치킨집에서 하루 장사가 모두 끝나면 치킨을 모두 

폐기(?) 처분 혹은 정리 하듯이 말이죠 :) 

반대로 하드디스크는 비휘발성 메모리로 전원이 꺼져도 데이터가 보존됩니다.

양계장에서는 하루가 지나도 닭들이 계속 살아있는 것과 동일한 것이죠.

 모든 컴퓨터(노트북 포함)나 스마트폰은 CPU를 탑재하고 있습니다. 

그래서 우리는 매번 컴퓨터와 스마트폰을 구매할 때 CPU의 사양에 대해 접하게 됩니다.

보통 많은 사람들이 제조사에서 탑재해준 CPU를 그냥 사용하지만 때로는 다른 차이는 없고 CPU 클럭만 0.2~0.4 차이가 

나는데 금액은 엄청나게 차이가 나 우리를 혼란스럽게 하기도 합니다. 그렇기 때문에 나의 필요성에 맞게 제품을 구입하고 

선택하기 위해서라도 CPU란 무엇인지 알고 있어야 겠네요 :)

1.CPU란?

 CPU란 Central Processing Unit 의 줄임말로 한글로 하면 중앙 처리 장치라고 합니다. 흔히 사람의 뇌에 비유하며 

컴퓨터의 다른 부품들과 신호를 주고 받으면서 시스템 전체를 제어하는 역할을 합니다. 

여기까지는 누구나 한번쯤 들어봤을 설명이죠 :) 

쉽게 설명하자면 CPU는 사용자와 소통하는 역할을 합니다. 사람들이 서로 소통 하기 위해서는 언어가 필요 하듯이 

컴퓨터도 소통하기 위해서는 언어가 필요합니다. 그리고 컴퓨터가 사용하는 언어는 영화 매트릭스에서 많이 나오는 0 과 1로 이루어진 이진수 입니다. 

컴퓨터는 기본적으로 input & output 구조로 대화합니다. 먼저 말을 걸어주어야 대답을 해주는 친구죠. 

그런데 우리는 CPU에게 이진수로 직접 말을 걸 수 없기 때문에 중간에 매개체가 필요합니다. 바로 키보드와 마우스죠.

예를들어 아래의 그림과 같이 사용자가 키보드나 마우스를 통해 대화(input)를 걸면 우리가 건넨 말은 이진수로 변환되어 CPU에 전달되고, CPU는 input에 맞는 대답(output)을 사용자가 이해할 수 있는 표현으로 다시 변환하여 모니터 등을 통해 

보여주는 것입니다.

2. CPU 성능

 이제 CPU가 무슨 역할을 하는지 알았으니 CPU를 고르기 위한 기본적인 CPU 성능 정보에 대해서 알아보겠습니다.

CPU를 구입하려고 성능표를 보면 아래와 같은 설명을 볼 수 있습니다. 

출처 ) 다나와 인텔 코어 i7-8세대 8700K 커피레이크 제품 

우리가 CPU의 사양을 보거나 CPU를 선택할 때 접하는 정보를 바탕으로 CPU의 성능에 대해서 알아보겠습니다.

•  코어 : 코어(core)는 말그대로 CPU의 핵심으로 이진수 연산 역할을 합니다. 실질적인 소통처리를 하는 친구네요! 코어는 개수에 따라 크게 싱글코어와 멀티코어로 구분됩니다. 싱글코어는 CPU안에 코어가 한 개 있다는 의미고 멀티코어는  코어가 여러개라는 의미 입니다. 멀티코어는 듀얼(2개) 코어, 쿼드(4개) 코어, 핵사(6개) 코어, 옥타(8개) 코어 등 개수에 따라 나뉘어 집니다. 코어가 많다는 건 차들이 지나갈 수 있는 터널을 많이 뚫어 놓았다고 생각하시면 됩니다. (쓰레드를 설명하기 위해 차선보다는 터널이라고 비유 하겠습니다.) 터널이 한 개 일 때 보다 두 개 일 때 더 많은 차들이 지나갈 수 있듯이 코어가 더 많을 수록 컴퓨터의 처리속도가 더 빠릅니다.

•  클럭 : 클럭(Clock) 은 CPU의 초당 명령어를 처리할 수 있는 속도를 의미합니다. 단위는 GHz (기가 헤르츠)를 사용하며      1 GHz 는 1 초당 10억 번의 명령어를 처리하는 것을 의미합니다. 비유하자면 차선에서 차들이 낼 수 있는 제한속도와 같은 개념이라고 생각하시면 됩니다. 제한 속도가 높을 수록 차들이 빨리 지나 갈 것이고, 마찬가지로 클럭이 높을수록 더 많은 일들을 처리할 수 있습니다. 위에 CPU 성능 표에서 보면 동작 속도가 클럭을 의미 합니다.

 ※ 터보부스트 속도라는 것도 있는데 이는 오버클럭 이라는 개념으로 순간적으로 CPU가 자신의 클럭속도를 끌어올리는 것을 의미합니다. 

예를들면 도로에서 제한속도를 넘기면 단속에 걸리는데 +5 정도는 봐주듯이 CPU도 필요할 때만 잠깐 속도를 

끌어 올리는 것입니다. 그리고 차들이 속도를 높일 수록 도로와의 마찰에 의해 더 뜨거운 열이 발생 하듯이 클럭이 높을 수록 CPU의 발열과 

전력소비가 높습니다.  

노트북의 경우 발열은 노트북의 수명과 전력소비는 베터리 사용시간과 직결되는 문제이기 때문에 참고하시면 좋으실 것 같습니다 

•  쓰레드 : 쓰레드 (Thread)와 코어의 개념에 대해 혼동하시는 분이 많습니다. 쉽게 설명 하자면 쓰레드는 코어의
  멀티테스킹 능력이라고 볼 수 있습니다. 일반적으로 코어 한 개당 스레드가 두 개씩이고, 위에서 CPU 성능 그림을 보면
  핵사(6개)코어이기 때문에 6x2 해서 쓰레드가 12가 됩니다. 단순하게 보면 우리가 흔히 노래를 들으며 공부를 하듯이 (?) 코어도 동시에 두 개씩 작업을 할 수 있다는 것입니다.
  코어와 쓰레드 설명에서 혼동을 피하기 위해 위에서 코어는 터널이라고 비유를 했고, 쓰레드는 한 터널(코어) 당 차선을
  나누어 차가 2대 씩 지나갈 수 있도록 한 것이라고 생각하시면 됩니다. 이론적으로 보면  코어 개수가 늘어난 것과 똑같은 것으로 보이지만 실직적으로는 코어의 일처리 효율을 높인수준으로 코어 개수가 늘어난 만큼의 속도 향상을 보이지는 않습니다. 

•  L3 캐시 메모리 : L3 캐시 메모리에서 L은 Level을 의마힙니다. L3가 있으니 당연히 L1, L2 도 있습니다. 캐시메모리는 CPU 내에서 빠르게 일을 처리하려고 자체적으로 필요한 내용들을 기억하는 역할을 합니다. 예를들어 CPU에게 사용자가 대화를 걸어 자신의 집 주소를 알려달라고 질문을 합니다.  그러면 CPU는 RAM이라는 주소록을 꺼내 주소를 찾은 뒤
  알려줄 수도 있습니다. 그런데 사용자의 집 주소는 자주 사용되거나 빨리 처리 해줘야 해서 매번 RAM이라는 주소록을
  꺼내서 찾은 뒤 말해주면 늦고 귀찮습니다. 그래서 CPU는 그냥 사용자의 집 주소를 외워 사용자가 물어보면 바로바로
  답을 해줍니다.  이렇듯 CPU는 RAM이라는 메모리에 접근하여 일을 처리하면 속도가 느리기 때문에 일처리 속도를
  올리기 위해 자체적으로 기억할 수 있는 캐시 메모리를 사용합니다. 캐시 메모리가 클수록 CPU가 자체적으로 많은 내용을 기억할 수 있고 속도도 더 빠르게 됩니다.  물론 가격도 같이 올라갑니다 :)
  하지만 코어나 클럭에 비해 체감 속도에 미치는 영향은 작습니다.

• 연산체계 : CPU의 연산쳬계는 32비트와 64비트로 이루어져 있고, CPU의 연산 능력을 의미합니다. CPU가 사용하는 언어가 이진수이기 때문에 연산쳬계가 32비트면 2의 32제곱까지, 연산체계가 64비트면 2의 64제곱까지 연산할 수 있습니다. 속도는 64비트가 더 빠르며, 사람으로 생각하자면 암산을 더 잘한다든가, 표현할 수 있는 단어나 문장이 더 많아서 빨리 대답할 수 있는 정도로 생각하시면 될 것 같습니다.