■ 메인보드
영어 이름처럼 이 컴퓨터 부품의 기능은 정말 어머니와 같은 부품이다. 우리네 어머니처럼 가족들을 위해 궂은 일 마다하지 않는 마더보드, 그런데 본명이 메인보드(Main Board)임에도 불구하고 컴퓨터 업계의 종사하는 이들은 대부분이 마더보드라는 이름을 더 많이 사용한다. 우리도 이해가 쉽게 '마더보드'라하겠다.마더보드는 컴퓨터 내부에 있는 그 어떤 부품 중에서도 크기가 가장 크고, 하는 일도 제일 많다. 물론 그 값도 어느정도 한다. 그래서인지 우리 같은 일반인들은 확실히 마더보드가 하는 일이 무엇인지 잘 모른다. 게다가 컴퓨터마다 워낙 다양한 마더보드를 사용하기에 필자도 때론 당황할 때가 많은 편이다.
우리는 지난 호에서 CPU에 관한 이야기에서 클럭(Clock)이라는 것을 공부했었다. (기억이 안나시면 지난호를 보시길..) 바로 컴퓨터의 시스템을 움직이게 하는 것으로, 이 클럭에 맞춰 CPU나 AGP, PCI, ISA 슬럿이 작동이 된다. 쉽게 이야기하면 오케스트라 연주에 수많은 악기들이 웅웅 소리를 불어대지만 지휘자의 박자에 맞춰 아름다운 음이 만들어지듯, 마더보드의 클럭이라는 박자에 맞춰 컴퓨터 내부 부품들의 기능이 조화를 이루는 것이다. 어떤 부품은 클럭 한 박자에 2번, 어떤 부품은 3번, 이런 식으로 말이다. 그러므로 클럭이라는 지휘를 제대로 해내지 못하는 마더보드는 컴퓨터 전체 성능을 불안정하게 하여 시스템을 자주 Down(꺼짐 현상)이 되게 한다.
- 데이터의 전달
우리가 사용하는 컴퓨터의 내부 부품들은 어떤 식으로든 데이터가 생성되어 상호간에 이동, 즉 전달이 되게 되어있다. 여기서 이런 부품들간의 데이터 전달의 역할을 마더보드가 하고 있다. 정확히 표현하면 마더보드가 제공하는 여러 데이터 버스(Bus)를 통해 이루어진다.
의미는 조금 틀리지만 여기서 Bus를 쉽게 우리가 타는 버스로 생각하면 무리가 없으리라. 때론 쉽게 가야 할 필요도 있으니 하여튼 이러한 데이터 버스를 위해 노쓰브리지(North Bridge, 내부 버스를 총괄하는 칩으로 CPU, 하드웨어 등 내부 부품들의 고속 데이터 전달을 제어)와 사우쓰브리지(South Bridge, 외부 버스를 총괄하는 칩으로 마우스, 프린터, 키보드 등 외부 부품들의 저속 데이터 전달을 제어)가 있다.
- 전원 관리
컴퓨터의 작동은 전기가 있어야만 가능하다. 그런데 참으로 재미있는 것은 우리의 가정이나 사무실의 공급전원이 220V가 표준인데 불구하고 컴퓨터 내부의 부품들이 사용하는 전원은 1.6V, 3.3V, 5V, 12V 등 완전히 가지각색이다. 분명 우리는 220V라는 짜릿한 전기를 네모난 깡통으로 흘려 보내는데 내부에서는 자기들끼리 다른 전압을 사용하는 것이 가능한 것은 바로 마더보드의 전원 정류기(Voltage Regulator)가 있기
때문이다. 만일 이 정류기가 고장이라고 생각해보자. 아마 큰 행사 때나 볼 수 있는
불꽃놀이를 가정집 방안에서 감상하는 아주 색다른 경험을 할 수 있을 것이다.
※ 마더보드의 생명 ※
컴퓨터의 마더보드는 지역별로 종류가 너무나 많다. 한국에서 파는 것과 홍콩에서 파는 것만 비교해도 같은 종류는 아마 없을 것이다. 그렇다면 이렇게 다양한 마더보드를 어떤 기준으로 좋은 보드인가 아니면 그렇지 않은 보드인가 판단할 것인가?
결론부터 말하면 유명회사 제품, 비싼 제품을 사면 되는 것이다. 누구나 답할 수 있는 것이지만 그 이유는 다음과 같은 세가지 성능에서 우수한 품질을 가지고 있기 때문이다.
①안정성 : 위에서 말한 기본 클럭과 데이터 전달, 전원 관리에 있어서 뛰어난 성능은 곧 마더보드의 안정성이 좋다는 것을 의미한다. 일반인들이 이 마더보드의 안정성을 측정하기 위해서는 Burning Test를 해 보면 된다. 이 테스트는 마더보드를 태우는 것이 아니라 컴퓨터를 끄지 않고 3-4일간 사용하는 것이다. 여기서 시스템이 자주 Down이 되면 마더보드를 교환해 주는 것이 좋다.
②호환성 : 마더보드에는 수많은 하드웨어들이 장착되는데 특정 하드웨어를 연결하게 되면 문제를 일으키는 마더보드는 좋은 것이라 할 수가 없다. 물론 다른 하드웨어들이 문제들이 있을 수 있겠지만 대부분 마더보드는 포용할 수 있어야 한다는 소리이다.
③확장성 : 컴퓨터의 빠른 발전으로 인해 수많은 주변기기와 연결방식이 우리를 유혹하고 있다. 좀더 빠른 속도, 좀더 나은 안정성, 좀더 큰 용량 등의 유혹에 넘어가지 않는 이가 누가 있으랴?
마더보드는 이렇게 유혹에 잘 넘어가는 이를 위해 어떤 주변기기든 무리 없이 연결될 수가 있어야 한다. 예를 들어 MP3 Player가 USB 포트로 연결되는데 컴퓨터에 USB 포트가 없다면 어떻게 할 것인가? 컴퓨터를 바꾸든지 MP3 Player를 버리든지 둘 중 하나는 선택해야 하는 것이다. 마더보드의 확장성은 향후 2년 정도의 컴퓨터 기술을 받아 들일 수 있는 능력을 말하는 것으로 이러한 확장성이 전혀 없는 1년 이상이 된 구식 컴퓨터(당시에는 비쌌더라도)는 될 수 있으면 새것으로 바꾸어 주어야 한다. 1년 이상 된 컴퓨터 업그레이드는 꿈도 꾸지 말자. 업그레이드 비용으로 그보다 훨씬 더 좋은 저가의 새 컴퓨터를 살 수가 있다.
■ 그래픽 카드
요즈음 남녀노소를 막론하고 컴퓨터 게임을 상당히 즐기고 있다. 물론 컴퓨터 게임이 뭔지 아직도 모르는 조선시대 양반님도 계시지만, 예나 지금이나 컴퓨터 사용목적의 주류는 게임인 것 같다. 먼 80년대 중반부터 지금까지 컴퓨터가 이렇게 많이 우리 주위에 보급된 주원인이 바로 게임이니 말이다. 자, 이렇게 생활의 질적 수준 향상(?)을 가져온 컴퓨터 보급의 주 견인차인 컴퓨터 게임을 위해서 반드시 우리네 컴퓨터 깡통 안에 들어 있어야 할 것이 있다. 지금부터 설명할 그래픽 카드이다. 컴퓨터가 우리에게 보여주는 모든 정보는 모니터를 통해 이루어진다. 이런 모니터에 선명한 화면을 제공하는 것이 그래픽 카드이다. 그러므로 이 그래픽 카드에 문제가 생기면 컴퓨터는 어떠한 정보도 우리에게 보여주지 못한다. 그래픽 카드는 VGA(Video Graphics Array)카드라고도 불리며 그래픽 칩셋, 비디오 램, RAMDAC이 그 성능을 좌우한다.
① 그래픽 칩셋(Graphic Chipset) : 그래픽 카드의 기본적인 성능을 나타내는 것으로 2D(2차원)와 3D(3차원) 가속을 담당하며, 빠른 시간 안에 되도록 많은 그래픽 데이터를 처리하게끔 설계되어 있다. 쉽게 설명하자면, 모니터에 나타나는 영상들의 입체감과 질감을 사실처럼 느끼게끔 수많은 그래픽 데이터들을 빠른 시간 안에 처리하는 장치이다.
② 비디오 메모리 : 요즘 컴퓨터에 장착되는 그래픽 카드는 좀더 높은 모니터의 해상도와 컬러(Color) 수를 위해서 128MB라는 엄청난 메모리를 제공한다. 그런데 17인치 모니터의 경우 800 X 600, 16bit 모드에서 사용되는 메모리는 겨우 960KB이고, 20인치 모니터 1600 X 1200, 32bit 모드에서도 7.68MB가 사용될 뿐이다.
그렇다면 128MB 중 상당수의 나머지는 과연 어디에 사용되는것인가? 이유없이 버려지는 것일까? 아니다. 좀더 나은 데이터 처리속도와 부드러운 3D 화면 처리를 위해 사용된다. 즉 게임을 보다 속도감 있고 안정적으로 할수있다는 말이다.
[참고] 800 X 600 이라는 것은 모니터에 나타나는 화면을 가로 800픽셀, 세로 600픽셀로 보여준다는 의미이며, 16bit라는 것은 216개의 색을 보여준다는 의미이다.
800 x 600 x 16bit = 7680000bit = 960000byte = 960KB
1600 x 1200 x 32bit = 61440000bit = 7680000byte = 7680KB = 7,68MB
(8bit = 1byte, 1KB = 1000byte, 1MB = 1000KB )
③ RAMDAC(RAM Digital to Analog Converter, 램댁) : 일반적인 모니터는 아날로그 방식이라 그래픽 카드가 사용하는 디지털 신호를 받아들일 수가 없다. 그래서 램댁을 통해 컴퓨터 내부의 디지털 신호가 아날로그 신호로 바뀌어 모니터에 전달이 된다. 요즘 출시되는 TFT-LCD 스크린(액정 모니터)은 디지털 방식이라 램댁이 필요가 없다.
△ 그래픽 카드의 원리
하드디스크나 기타 다른 저장장치에 저장되어 있는 그래픽 데이터는 사용자의 출력 명령이 떨어지면 우선, 메모리 즉, 램(RAM)에 저장되었다가 CPU에 의해 그래픽 카드 메모리에 기록이 된다. 그래픽 카드의 칩셋은 이 기록된 메모리를 읽어 들여 어떻게 모니터에 나타낼 것인가를 설정하고 램댁을 통해 아날로그 신호로 변환되어 모니터로 전달을 하게 된다. 이렇게 변환된 아날로그 신호를 토대로 모니터의 전자총이 R, G, B색의 광선을 쏴, 화면에 출력을 하게 된다. 과정은 복잡하지만 컴퓨터는 이러한 일련의 작업들을 눈 깜짝할 사이에 다 해치운다.
△ 2 Dimension(2D, 2차원)과 3 Dimension(3D, 3차원)
2차원인 모니터에서는 사실 3차원 그래픽을 볼 수가 없다. 그런데 대부분의 그래픽 카드는 3차원을 지원한다고 하니 이건 어떻게 된 말인가? 사실인즉 우리가 모니터를 통해 보는 3차원 그래픽은 비록 100% 2차원으로 보이지만, 그래픽 카드가 3차원적으로 해석을 해 우리에게 입체감과 질감을 느끼도록 해준다는 의미이다.
2D로 만들어진 그래픽은 색의 얼룩이 발생하여 거친 느낌을 줄 뿐만 아니라 입체감이라고는 전혀 찾아볼 수가 없다. 당연히 3D를 지원하지 않는 그래픽 카드는 화려한 3차원 그래픽도 삼류 그래픽으로 만들어 버린다. 참고로 지금 시판되는 모든 그래픽 카드는 3D를 지원하고 있다. 아마 여기서 입체 영상이 곧 3D인가라는 의문이 생길 것이다. 결론부터 말하자면 입체 영상은 3D x 2라고 할 수가 있다. 입체 영상은 우리 눈 두 개가 5Cm정도 떨어져, 서로 다른 초점차이로 만들어지는 것으로 2배의 3D그래픽 처리능력이 필요로 한다.
이러한 입체 영상으로 현재 가상 현실(Virtual Reality) 장비인 HMD(Head Mount Display)(두개의 소형 모니터)를 이용하여 두 눈에 별개의 이미지를 동시에 보여주도록 한 기계가 선보이고 있다.
△ 그래픽 카드, 그 존재의 이유
그래픽 카드의 주 활용 분야는 위에도 말했듯이 게임이다. 전문적인 그래픽 작업을 위해 좋은 제품이 필요하다고 할 수 있겠지만, 상상을 초월하는 가격을 듣게 되면 입맛이 싹 가실 것이다. 따라서 요즘의 3D 그래픽 카드는 컴퓨터 게임에서 제공되는 그래픽 효과를 얼마나 충실히 지원할 수 있는가와 또 얼마나 게임이 부드럽게 진행되게 하느냐에 초점을 맞추어 제작되고 있다. 게임을 위해 그래픽 카드가 존재한다는 것이 참으로
한심스럽기만 하지만 일반컴퓨터에서 처리되는 그래픽 중 게임만큼 높은 그래픽 처리를 요구하는 것이 없으니 VGA카드 존재의 이유가 잘 이해될 것이다.
■사운드 카드(Sound Card)
예전 시절 컴퓨터 이야기를 잠시 꺼내어 보자. 아마 기억하는 분이 거의 없으리라. 286이니 386이니 하는 것이 그 당시 최신 기종의 컴퓨터였는데, 물론 가격과 크기가 만만치 않았다. 지금의 컴퓨터와 그 당시의 컴퓨터 같지 않은 컴퓨터를 나란히 놓고 비교해보면 외양에서 눈으로 확실히 구별되는 차이점이 있다. 어렵게 생각하지 말자. 답은 CD-ROM 드라이버와 스피커가 있고 없는 차이이다. CD-ROM 드라이버야 그 당시 만들지도 못 했으니 제쳐두고, 스피커는 어찌 된 것일까? 지금이야 모든 컴퓨터에 의무적으로 스피커가 따라다니지만, 예전 컴퓨터에게 스피커는 사치품이었다. 바로 사운드 카드가 필요성에 비해 워낙 고가였기 때문이다.
일반적으로 사운드 카드는 컴퓨터에서 소리를 내는 단순한 역할만을 맡고 있지만, 실제로 컴퓨터 상가에 나가보면 듣지도 보지도 못한 수없이 많은 제품에 입이 떡 벌어질 것이다.
사운드 카드는 인터페이스에 따라 크게 ISA방식과 PCI방식으로 나눌 수가 있다. 하지만 요즘은 PCI방식만을 하고있다.
① ISA 방식 (Industrial Standard Architecture : 공업표준구조)
IBM식 컴퓨터의 설계구조로서 16bit, 8.3 MHz로 작동되며, 8.3 MB/s의 데이터 전송률을 가지고 있다. 가격이 저렴하고 PCI 슬롯을 차지않는 장점이 있으나, 느린 전송률로 현재는 생산되지 않는다.
② PCI 방식 (Peripheral Component Interconnect : 주변기기 상호연결)
CPU를 주력 생산하는 인텔사가 내놓은 규격으로 32bit, 133MHz로 작동하며, 133MB/s의 전송속도를 가지고 있다. 이렇게 높은 전송률 때문에 시스템의 부하를 줄일 수가 있어 대용량의 사운드 데이터 처리에 용이해 현재 시장에 나와있는 모든 사운드 카드는 PCI방식으로 만들어지고 있다. 가격도 저렴한 편이라 그 옛날 사치품이라는 누명은 이제는 벗게 되었다.
- 동작 원리
어떻게 오디오가 가지고 있는 그 기능들을 담배갑 만한 사운드 카드가 다 해낼 수가 있단 말인가? 우리가 듣는 사운드는 아날로그 형태인데 반해서 컴퓨터에 내부에 저장되어있는, 혹은 CD에 저장되어 있는 사운드 데이터는 모두가 디지털 형태이다. 자 이러면 답은 확실해 졌다.
음악을 컴퓨터에 저장을 하게 되면, 사운드 카드는 아날로그 값을 가지고 있는 자연의 소리, 즉 음악을 ADC(Analog Digital Converter)를 통하여 디지털 신호로 변경하여 사운드 프로세서를 통해 컴퓨터 내부에 파일로 저장을 한다. 만일 우리가 음악을 듣고 싶다고 컴퓨터에 명령을 주면, 사운드 카드는 위와 같이 저장된 파일 즉, 디지털 신호를 DAC(Digital Analog Converter)를 통해 아날로그 신호로 변경하여 외부출력 단자로 출력, 스피커로 이동시켜 아날로그 신호의 전압 변화 주기를 이용해 스피커를 진동시키고 다시 스피커의 진동은 공기를 진동시켜 우리가 음악을 듣게 되는 것이다. 잠깐인듯 싶지만 전달까지의 과정이 좀 복잡하다. 참고로 컴퓨터 스피커 주위에 있는 휴대폰이 울리게 되면 먼저 스피커에 디디딕 하는 소리가 나는데, 이는 휴대폰에 전달되는 주파수가 스피커에 달린 코일(Coil)을 진동시키기 때문이다.
지금의 컴퓨터는 최첨단의 멀티미디어 기기이다. VCD, DVD 등의 영화부터 어떤 형태의 음악까지 소화해 내지 못하는 것이 하나도 없다. 하지만, 누가 뭐래도 컴퓨터를 이용한 최고의 이득은 MP3 음악을 들을 수가 있다는 것이다. 시중에서 요즘 한창 그 주가를 올리고 있는 MP3 Player(컴퓨터를 이용해 일반 음악CD를 MP3 음악으로 만들어 라디오처럼 들고 다니며 들을 수 있게 한 기기) 만 봐도 그렇다.
좋아하는 음악을 이제는 인터넷을 이용하여 마음껏 들을 수도 있을 뿐더러 다운로드를 하여 CD처럼 들고 다니며 들을 수가 있는 것이다. 더욱이 인터넷 라디오 방송을 통해 흘러나오는 음악들도 그 옛날 녹음기처럼 그 자리에서 녹음을 할 수가 있다. 10대들의 음악부터, 아니 꼬마들의 동요부터 뽕짝까지, 전세계 어떤 음악이든 접할 수가 있다.
그 옛날 사치품이라는 오명으로 컴퓨터 근처에는 오지도 못한 사운드 카드는 이제 다양한 멀티미디어 기능을 가진 오늘날의 컴퓨터에게 없어서는 안 되는 필수품이 되어 버렸다.
컴퓨터에서 조용히 흘러나오는 음악을 들으며 커피 한잔에 인터넷을 해보자. 아마 이보다 더 좋을 수는 없을 것이다.