게이트 — 스위치를 모으면 계산

트랜지스터 몇 개를 묶으면 간단한 판단을 하는 부품이 됩니다. 이것을 논리 게이트, 줄여서 게이트라고 합니다. 문을 여닫는 그 게이트에서 온 이름입니다.

기본은 셋입니다. 그리고(AND)는 들어온 신호가 모두 1일 때만 1을 내보냅니다. 또는(OR)은 하나라도 1이면 1을 내보냅니다. 아니다(NOT)는 들어온 값을 뒤집습니다. 우산을 챙길지 정하는 규칙처럼, 사람이 말로 하는 판단과 모양이 같습니다.

재미있는 점은 이 셋을 다 갖출 필요도 없다는 것입니다. AND와 NOT을 붙인 낸드(NAND) 게이트 하나만 있으면 나머지를 전부 만들어 낼 수 있습니다. 그래서 실제 칩 공장에서는 낸드 게이트를 기본 벽돌처럼 씁니다.

게이트를 여러 개 이어 붙이면 덧셈기가 되고, 덧셈기를 모으면 계산기가 되고, 계산기에 기억 장치와 순서를 정하는 부분을 붙이면 컴퓨터의 두뇌가 됩니다. 아래층에서 위층으로 쌓아 올리는 구조입니다.

칩블록에서 블록을 끼워 만드는 것이 바로 이 게이트 회로입니다. 화면에서 스위치를 눌러 불이 켜지는 것을 보는 일은, 실제 칩 설계자가 하는 일의 가장 작은 판입니다.