1. 시계의 영어 표현
시계문서 참고2. 디지털 회로의 전기 진동수(Clock Pulse)
| '''[[전기전자공학과|전기·전자공학 {{{#!wiki style="font-family: Times New Roman, serif; font-style: Italic; display: inline;"]]''' | |||
| {{{#!wiki style="margin:0 -10px -5px; min-height: 26px; word-break:keep-all" {{{#!folding [ 펼치기 · 접기 ] {{{#!wiki style="margin:-6px -1px -11px" | <colbgcolor=#009><colcolor=#fff> 학문 | 기반 학문 물리학 (전자기학 (회로이론 · 전자 회로 · 논리 회로) · 양자역학 · 물리화학 · 열역학 · 응집물질물리학) · 화학 연관 학문 수학 (공업수학 · 수치해석학 · 위상수학 · 미분방정식 · 대수학 (환론 · 표현론) · 선형대수학 · 이론 컴퓨터 과학 · 컴퓨터공학 (프로그래밍 언어 (HDL · VHDL · C · C++ · Java · 파이썬 · 베릴로그)) · 재료공학 · 제어 이론 | |
| 공식 · 법칙 | 전자기 유도 · 가우스 법칙 · 비오-사바르 법칙 · 무어의 법칙 · 키르히호프의 법칙 · 맥스웰 방정식 · 로런츠 힘 · 앙페르 법칙 · 드모르간 법칙 · 페르미 준위 · 중첩의 원리 | ||
| 이론 · 연구 | 반도체 (P형 반도체 · N형 반도체) · 디스플레이 · 논리 회로 (보수기 · 가산기 · 플립플롭 · 논리 연산) · 전자 회로 · RLC 회로 · 역률 · DSP · 히스테리시스 곡선 · 휘트스톤 브리지 · 임베디드 시스템 | ||
| 용어 | 클럭 · ASIC · CPU 관련 (BGA · 마이크로아키텍처 · GPS · C-DRX · 소켓) · 전계강도계 · 축전기 · CMCI · 전송선 · 양공 · 도핑 · 이미터 · 컬렉터 · 베이스 · 시퀀스 | ||
| 전기 · 전자 관련 정보 | 제품 스마트폰 · CPU · GPU (그래픽 카드) · ROM · RAM · SSD · HDD · MPU · CCD · eMMC · USB · UFS · LCD · LED · OLED · AMOLED · IoT · 와이파이 · 스마트 홈 · 마그네트론 · 마이크 · 스피커 · 배터리 소자 집적 회로 · 다이오드 · 진공관 · 트랜지스터 (BJT · FET · JFET · MOSFET · T-FT) · CMOS · IGBT · 저항기 · 태양전지 · 연산 증폭기 · 사이리스터 · GTO · 레지스터 · 펠티어 소자 · 벅컨버터 | ||
| 자격증 | |||
| 전기 계열 | 기능사 전기기능사 · 철도전기신호기능사 기사 전기기사 · 전기산업기사 · 전기공사기사 · 전기공사산업기사 · 전기철도기사 · 전기철도산업기사 · 철도신호기사 · 철도신호산업기사 기능장 및 기술사 전기기능장 · 건축전기설비기술사 · 발송배전기술사 · 전기응용기술사 · 전기안전기술사 · 철도신호기술사 · 전기철도기술사 | ||
| 전자 계열 | 기능사 전자기기기능사 · 전자계산기기능사 · 전자캐드기능사 기사 전자기사 · 전자산업기사 · 전자계산기기사 · 기능장 및 기술사 전자기기기능장 · 전자응용기술사 | ||
| 기타 | 기능사 신재생에너지발전설비기능사(태양광) 기사 소방설비기사 · 신재생에너지발전설비기사(태양광) · 로봇소프트웨어개발기사 · 로봇하드웨어개발기사 · 로봇기구개발기사 | }}}}}}}}} | |
| ▲ 클럭 제너레이터(Clock Generator) |
일반적으로 클럭은 순서논리회로(Sequential Circuit)에 가해지는 전기적 진동[1]의 속도를 나타내는 단위이며 Hz로 표기한다. 크게 0에서 1로 올라가는 상향 엣지(Rising Edge, Positive-going Edge), 1에서 0으로 내려가는 하향 엣지(Falling Edge, Negative-going Edge)에 반응하는, 즉 값의 변화에 반응하는 엣지 디텍팅 방식(Edge Sensitive)과 0또는 1의 값 자체에 반응하는 레벨 디텍팅 방식(Level Sensitive)이 있다. 순차회로는 이 클럭의 변화를 감지했을 때 입력에 따라 내부상태와 출력을 변화시키는 방식으로 작동한다.
가장 대표적인 순차회로는 CPU, GPU 등의 연산 장치가 있다. 클럭 수치가 보통은 1초에 수억 번에서 수십억 번의 진동이 가해진다. 어지간한 PC나 스마트폰 등의 CPU는 수 GHz 단위이며, GPU도 수 백 MHz에서 GHz초반대 단위로 작동한다.
CPU 클럭은 CPU가 연산 작업을 처리하는 속도를 의미한다. 클럭 수치가 높다면 그만큼 처리하는 속도가 빨라진다는 뜻이니 짧은 시간에 많은 정보를 처리해야하는 그래픽 작업이나 고사양 게임을 플레이할 때 기준이 되는 수치 중 하나다. 하지만 최근에는 클럭 이외에도 클럭 당 명령어를 처리하는 횟수인 IPC, 하나의 명령에 복수의 데이터를 처리하는 기술인 SIMD 등에 의해서도 연산 처리 능력이 좌우되기 때문에 클럭이 CPU의 절대적인 성능을 대변한다고 보기에는 어렵다.#
모든 연산 장치는 전기적 진동을 견딜 수 있는 최대 한계치가 있는데, 이를 넘어서게 되면 회로가 타버리거나 이상작동을 하는 상황이 생길 수 있으므로, 생산자 측에서 적절하게 타협해서 팔게 된다. 적절한 냉각 환경을 만들어주고 이를 해제하고 단위시간당 작동횟수를 높이는 것이 오버클럭이다.
사실 대부분의 경우 클럭 자체는 연산 장치가 스스로 발생시키는 것이 아니다. 메인보드나 그래픽 카드 기판의 전원부를 자세히 보면 위 사진과 비슷한 형태의 부품(쿼츠 무브먼트 + IC칩)[2]이 있는데, 이것을 이용하여 상대적으로 저주파의 전기적 진동[3]을 만들고, 위상 동기 루프를 이용하여 기기의 동작 주파수까지 주파수를 증가시켜 디지털 회로에 공급하는 것이다. 클럭 회로에 쿼츠 무브먼트를 사용하는 이유는 직접 클럭을 발생시키기 위한 것이 아니라 위상 동기 루프의 기준 주파수로 사용하기 위한 것.
MCU칩 같은 경우 내부에서 클럭을 자가 생성하는 발진회로를 지원하는 경우 등이 있기는 하나 공급전력, 공정, 그리고 특히 칩의 온도에 민감하게 반응해서[4] 속도가 들쭉날쭉하게 되어버리기 때문에 기준이 되는 클럭은 반드시 외부의 수정 발진기에서 받아들인다.[5]
그러나 컴퓨터 등 전원이 꺼져도 시간을 꾸준히 재야 하는 장치에는 실시간 시계라는 모듈이 따로 있다. 대개 PC에 달린 이런 시계의 성능은 좋지 않아 웬만한 쿼츠 손목시계보다 오차가 크다. 메인보드의 버튼형 건전지는 이 장치를 위한 것이다. [6]
순서논리회로에 클럭이 필요한 이유를 쉽게 알려면 클럭을 오케스트라의 지휘자에 비유하면 된다. 오케스트라에 지휘자가 없다면 각각의 연주자들의 템포가 달라져 공연이 엉망이 되듯이, 회로에서도 비슷한 현상이 일어난다. 이를 해결하기 위해 클래식에서 일정한 속도로 지휘를 해서 오케스트라의 전체적인 템포를 맞춘다면, 회로에 전기적 진동을 일정하게 가하고 그것을 기준으로 회로의 전체적인 템포를(타이밍을) 맞춘다고 생각하면 된다.
오버클럭의 원리도 쉽게 생각할 수 있는데 지휘자가 지휘 속도를 빠르게 하면 연주자들의 연주속도가 빨라지고, 클럭을 빠르게 걸면 회로의 동작 속도가 빨라진다. 하지만 연주자들이 연주 가능한 최대 속도보다 지휘를 더 빠르게 하면 연주자들이 지휘 속도를 못 따라가서 공연이 엉망이 되듯이, 클럭을 회로의 동작 한계보다 더 빠르게 걸면 이상 동작을 하게 된다. 해결법은 오버클럭을 할 때 회로에 걸리는 전압을 같이 올려주는 방법이 있다. 전압을 올려주면 회로 내의 커페시턴스가 충전, 방전되는 속도가 빨라지기 때문에 0에서 1로 또는 1에서 0으로 스위칭하는 속도가 빨라지게되고, 더 높은 클럭에서 버틸 수 있다. 그리고 설계 레벨에서 클럭을 효과적으로 올리는 방법이 있는데 파이프라인 참조. 클럭이 부정확하면 지터라는 현상이 발생한다.