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5월 30일에 보아는 대한민국에서 3번째 정규 앨범 《Atlantis Princess》를 발매하고 활동하기 시작하였다. 타이틀 곡은 〈아틀란티스 소녀〉로, 전설의 대륙 아틀란티스를 묘사한 동화 같은 가사를 담고 있는 밝은 댄스 곡이다. 보아는 이 곡으로 6월 1일부터 TV 활동을 시작했고, 후속곡 〈Milky way〉와 발라드 곡 〈나무〉로 활동을 계속하며 3집 활동은 9월까지 이어졌다. 이때 보아는 교통사고로 인한 매니저의 갑작스런 죽음으로 타이틀 곡 〈아틀란티스 소녀〉대신 〈나무〉를 불러 매니저를 추모하며 방송에서 눈물을 보이기도 했다. 3집 발매에 앞선 2003년 2월 보아는 서울특별시 홍보대사로 위촉되었다. 이에 맞춰 보아는 서울을 홍보하는 노래 〈서울의 빛〉을 녹음했으며, 2003년 5월 25일 제1회 하이 서울 페스티벌에서 공연하며 대중들에게 공개했다. 〈서울의 빛〉은 이 시기에 발매된 3집에도 수록되었고, 서울특별시 홈페이지에서도 들을 수 있다. 10월 22일에는 싱글 〈DOUBLE〉이 발매되었다. 대한민국과 일본 양국 동시 발매되어 대한민국에서는 첫 싱글, 일본에서는 통산 10번째 정규 싱글이었다. 이러한 싱글 동시 발매는 이어 발매된 〈Rock With You〉도 똑같이 이루어졌다. 12월 3일에는 대한민국에서 《MIRACLE》과 같은 방식의 스페셜 앨범 《SHINE WE ARE》가 발매되었다.
2004년 1월 15일, 일본에서 3번째 정규 앨범 《LOVE &amp; HONESTY》가 발매되었다. 오리콘 주간 앨범 차트에서 2주 연속 1위를 차지했고, 보아의 통산 3번째 1위였다. 이 앨범으로 미국의 빌보드 차트, 일본의 오리콘 차트, 영국의 UK 차트 등 공신력있는 음악 차트를 토대로 세계 각국 음반 판매량을 집계하여 순위를 매기는 유나이티드 월드 차트에서도 1위를 차지하였다.
이후에도 보아는 《BEST OF SOUL》로 1위에 오른다. 앨범 발매 후 일본에서의 2번째 콘서트 투어도 진행되었는데, 'BoA LIVE TOUR 2004 LOVE &amp; HONESTY'는 한 달여의 기간 동안 총 9회의 공연을 선보인 콘서트 투어였다. 3월 19일에는 보아가 참여한 m-flo의 싱글 〈the Love Bug〉가 발매되었다. 이 때의 인연으로 이후 m-flo의 VERBAL이 보아의 콘서트 무대를 찾았을 때나, 2004년 연말 m-flo가 내한하여 MKMF에 참가했을 때 함께 〈the Love Bug〉를 부르기도 했다. 2월 14일에는 싱가포르에서 열린 'MTV 아시아 어워즈'에 한국과 일본의 공동 대표로 참가하여 '한국 최고 인기 아티스트상'과 특별상인 '아시아에서 가장 영향력 있는 아티스트상'을 동시에 수상했다. 이 때 축하무대에서 보아는 록 밴드와 함께 〈Rock With You〉를 한국어와 일본어로 동시에 불렀다.
6월 11일에는 대한민국 4번째 정규 앨범 《My name》을 발매하고 타이틀 곡 〈My Name〉으로 활동하기 시작했다. 이 때의 음악 스타일은 이전의 보아와는 아주 다른 파격적인 변신이라고 할 수 있는데, 이전까지 〈NO.1〉·〈아틀란티스 소녀〉 등의 귀여운 10대 소녀로서의 이미지를 버리고 성숙한 여성으로서의 이미지로 변신했다. 타이틀 곡 〈My Name〉은 어반 댄스 스타일의 곡으로, 골반 댄스 등 노래의 안무도 화제를 낳았다. 보아는 이 앨범의 수록곡 〈Spark〉와 〈My Prayer〉로 9월까지 활동했고, 연말에 MKMF에서 대상인 최우수 작품상을 수상했다. 9월 1일에는 일본에서 13번째 싱글 〈QUINCY/コノヨノシルシ〉를 발매했다. 이어 3개월 뒤인 12월 1일에는 14번째 싱글 〈メリクリ〉를 발매했다. 이 싱글은 크리스마스 시즌에 잘 맞는 발라드 곡으로 잠시 소강 상태에 접어들었던 보아의 인기를 끌어올리는 역할을 했다. 판매량도 싱글 〈Shine We Are!/Earthsong〉 이후 넘지 못했던 10만 장 선을 넘었고, 한 달이 넘는 기간 동안 롱 히트했다. 미국의 유명 록밴드 위저가 리메이크한 곡이기도 하다.
2005년 2월 2일, 보아는 일본에서 첫 번째 베스트 앨범 《BEST OF SOUL》을 발매했다. 《BEST OF SOUL》은 2001년 〈ID; Peace B〉로 일본에서 데뷔한 이후, 〈メリクリ〉까지 총 14장의 싱글을 발매하는 동안 발표했던 싱글 곡들을 모은 앨범으로, 첫 주 48만장으로 주간 차트 1위를 기록했고 최종적으로는 110만 장 가까이 팔렸다. 베스트 앨범을 발매하고 2개월 뒤 일본에서의 3번째 라이브 투어 콘서트 'BoA ARENA TOUR 2005 BEST OF SOUL'를 열었다. 투어 기간 직전에 발매된 15번째 싱글 〈DO THE MOTION〉은 보아의 싱글들 중 최초로 오리콘 주간 싱글 차트 1위를 기록했다. 이는 한국인으로서도 최초의 기록이다. 2005년 보아는 영국의 옥스퍼드 대학 출판국에서 출간한 영어교재 《》의 〈〉라는 글에 국제적인 스타의 성공 사례로 실려 화제를 모았다. 6월 24일부터는 대한민국에서 5번째 정규 앨범 《Girls On Top》을 발매하고 활동하기 시작했다. 타이틀 곡 〈Girls On Top〉은 남성 우월주의에 빠진 남성들에게 보내는 경고 메시지를 담은 강렬한 댄스 곡으로, 이 곡에서는 곡 후반에서 남자 댄서의 등에 올라타 노래를 부르는 안무가 화제가 되었다. 이 곡으로 보아는 MBC 《음악캠프》에서 1위를 수상했고, SBS 《생방송 인기가요》에서는 7월 17일부터 7월 31일까지 3주 연속으로 1위에 해당하는 '뮤티즌 송'을 수상했다. 이어 후속곡 〈MOTO〉로 활동했다. 대한민국에서의 5집 활동이 마감되어 갈 때쯤, 8월 31일에 16번째 싱글 〈make a secret〉이 발매되었다. 〈DO THE MOTION〉의 노선을 이어 나가듯 절제되고 세련된 분위기의 곡이다. 11월 23일에는 빠른 댄스 곡을 앞세운 17번째 싱글 〈抱きしめる〉를 발매했다. 한편, 이때부터 보아는 본격적으로 미국 진출을 준비하기 시작했다.
2006–08: 일본 활동.
보아는 2006년 2월 15일 네 번째 일본 정규 앨범 "OUTGROW"를 발매했다. "OUTGROW"는 발매 첫 주 222,000만 장을 팔아 오리콘 위클리 앨범차트 1위에 올라 네 장의 앨범이 연속으로 1위에 오르는 기록을 세웠다. 그러나, 이전 앨범들에 비해 발매 첫 주 가장 낮은 판매량을 보였다. 2006년 4월 5일에는 일본 19번째 싱글 "七色の明日~brand new beat~/Your Color"를 발매했다. 이어 8월 9일에는 20번째 싱글 "KEY OF HEART/DOTCH"를 발매했다. 〈KEY OF HEART〉도 〈~brand new beat~〉의 연장선 상에 서 있는 밝은 댄스 곡이다. 21번째 싱글 "Winter Love"는 11월 1일에 발매되었다. 처음으로 '실연'을 주제로 한 애절한 발라드 곡이다.
여름에는 일본에서 여러 행사에 참가했는데, 대표적인 것이 'ap bank 페스티벌'과 '메이지 신궁 불꽃놀이 축제'였다. 'ap bank 페스티벌'은 Mr.Children의 보컬 사쿠라이 가즈토시와 고바야시 다케시, 사카모토 류이치 등이 모여 만든 환경 단체인 ap bank에서 주최하는 축제로, 대형 가수들이 초대되며 2005년부터 시작되었다. 이 무대에서 보아는 사쿠라이 가즈토시와 함께 앨범 《OUTGROW》의 수록곡 〈cosmic eyes〉를 불렀다. '메이지 신궁 불꽃놀이 축제'는 매년 도쿄 메이지 신궁에서 개최되는 불꽃놀이로, 보아는 불꽃놀이 축하무대에 올라 6곡을 공연했다. 이 때 오른쪽 발목 부상을 입은 채 댄스 곡 공연을 한 사실이 알려지기도 했다. 가을부터는 라이브 투어 'BoA THE LIVE 2006 -裏ボア…聴かせ系-'를 개최했는데, 이 콘서트는 한 곡도 춤추지 않고 오직 노래만으로 공연한 콘서트이다. 댄스 곡도 새롭게 편곡하여 공연하였고, 이전까지와 비교하면 관객과 아주 가까운 작은 규모의 공연장에서 공연했다. 한편 2006년에는 한국 영화 '사랑따윈 필요없어'의 OST 〈Sunshine〉에 참여했고, 성우로써 목소리 연기에 도전했다. 보아는 컴퓨터 애니메이션 영화 《헷지》에서 '헤더' 역을 맡아 한국어와 일본어로 목소리 연기했는데, 《헷지》가 제59회 칸 영화제에서 비경쟁 부문에 출품되어 목소리 연기를 맡은 보아는 한국 가수로서는 처음이자 최연소로 칸 영화제에 참석해 레드카펫을 밟았다.
1월 17일에 일본에서 5번째 정규 앨범 《MADE IN TWENTY (20)》가 발매되었다. 이어 3월부터는 일본 내 통산 5번째 콘서트 투어인 'BoA ARENA TOUR 2007 MADE IN TWENTY (20)'를 개최하였다. 4월 25일에는 화장품 광고 음악으로 쓰인 싱글 〈Sweet Impact〉를, 9월 26일에는 도시바 휴대전화의 광고 음악으로 사용된 발라드 싱글 〈LOVE LETTER〉를 발매했다. 12월 12일에는 일본의 록 밴드 DOPING PANDA의 Yutaka Furukawa와 함께한 격렬한 댄스 곡 〈LOSE YOUR MIND〉를 싱글로 내놓아 미국의 전설적인 기타리스트 마티 프리드먼으로부터 흑인도 무색할 정도로 펑키의 느낌이 잘 살아있고 전성기 때의 마이클 잭슨이 떠오른다는 극찬을 받았다. 2005년 영국에 이어 보아의 입지적인 스토리가 일본 영어교과서에 실리기도 했다. 10월 말에는 애니콜의 광고 모델이 되었고, 애니콜을 홍보하기 위해 구성된 애니밴드라는 밴드의 메인 보컬로 참여했다. 이들은 11월 말 콘서트를 가지기도 했다. 2006년에 이어 한국 영화 《M》의 OST 〈안개〉에 참여했다. 11월 26일에는 일본 베스트 히트가요제 골드 아티스트상을 수상하였다. 이는 홍백가합전과 함께 6년 연속 수상한 것으로 기록되었다. 보아는 2월 27일에 일본에서 6번째 정규 앨범 《THE FACE》를 발매했다. 《THE FACE》는 11만장 대의 판매량으로 오리콘 주간 앨범 차트 1위를 기록했고, 보아는 데뷔 앨범부터 정규 앨범 6연속 1위 기록을 세웠다. 이 기록은 하마사키 아유미에 이은 역대 단독 2위에 해당하는 기록이다. 이어 콘서트 투어 'BoA LIVE TOUR 2008 ~THE FACE~'를 개최했다. 8월 15일에는 SM 엔터테인먼트 소속 가수들이 펼치는 콘서트 "SM 타운 라이브 '08"에 출연해 9개월 만에 모국의 무대에 올랐다. 한편, 구글 코리아에서 리서치 목적으로 여러 웹페이지를 검색한 결과 경제협력개발기구 회원국, 중국 등 모두 31개국가 및 국민의 대표적 한국 대표 키워드 10개로 인물 분야에서는 유일하게 확인되었다. 연말 보아는 연말 프로인 SBS 가요대전에 엔딩으로 참가하였으며 시간을 내어 연초까지 대한민국에서의 활동을 이어갔다.
2008–11: 미국 진출 및 한국에서의 컴백.
보아는 2009년 3월 17일 미국 데뷔 음반 "BoA"를 발매하며 미국 진출을 했는데, 음반에는 블러드샤이&amp; 아방트, 션 가렛, 브라이언 케네디와 같은 프로듀서들이 참여했다. "BoA"는 발매 첫 주 8,000장을 팔아 한국 가수로는 최초로 빌보드 200 127위에 올랐다. 빌보드 200 이외에 댄스/일렉트로닉 앨범차트에서 5위까지 진입했다. 음반 발매에 앞서 2008년 10월 21일 첫 번째 싱글 "Eat You Up"을 발매해 빌보드 핫 댄스클럽 플레이차트 8위에 올랐으며, 2009년 6월 2일 발매한 두 번째 싱글 "I Did It for Love"는 19위까지 진입했다. 이후 2010년 1월 발매한 세 번째 싱글 "Energetic"은 빌보드 핫 댄스클럽 송 17위까지 진입했다.
비슷한 시기, 보아는 2009년 4월 18일 일본에서 두 번째 베스트 음반 "Best &amp; USA"를 발매했다. "Best &amp; USA"는 발매 첫 날 29,433만 장을 팔아 오리콘 데일리 앨범 차트 1위에 올랐으나, 위클리 차트에서는 145,000만 장을 팔아 2위를 차지했다. 200년 6월 2일 발매한 일본 26번째 싱글 "Vivid"는 29,000만 장을 팔아 오리콘 위클리 싱글 차트 5위에 올랐다. 싱글의 수록곡인 "Kissing you", "Sparkling", "Joyful Smile"은 모두 영화와 드라마의 주제곡으로 사용되었다. 2009년 2월 18일에는 27번째 싱글인 "에이엔/UNIVERSE/Believe in LOVE"를 발매했고 22,000만 장의 판매량으로 위클리 싱글 차트 8위에 올랐다. 이후 보아는 일곱 번째 일본 정규 음반 발매에 앞서 2009년 10월 28일 28번째 싱글 "BUMP BUMP!"을 발매했고, 13,800만 장을 팔아 위클리 싱글 차트 8위에 올랐다. 같은 해 12월 9일 29번째 싱글 "마모리타이 ~White Wishes~"를 발매했고 50,000만 장을 팔아 오리콘 위클리 3위에 올려놓았다. 한편, "White Wishes"는 2009 도쿄 게임쇼에 출연해 "Tales of Graces"의 주제곡으로 선정되었다고 발표했다. 2009년 12월 4일부터 5일은 도쿄, 8일에는 오사카에서 공연하는 크리스마스 콘서트 BoA THE LIVE X'mas 2009를 진행했고, 2010년 3월 3일 공연 실황을 담은 DVD 음반 "BoA THE LIVE 2009 X'mas"를 발매했다. 이후 보아가 직접 프로듀싱에 나선 일곱 번째 일본 정규 음반 "Identity"를 2010년 2월 10일에 발매했다. 음반은 오리콘 위클리 앨범 차트 4위에 올랐으며, 72,000만 장을 팔아치웠다. 이외에 타이완 국제 음반 차트 2위를 차지했고, 필리핀 차트에서도 1위를 차지했다. 2010년 6월 21일에는 한국 컴백에 앞서 30번째 일본 싱글이자 디즈니 온 아이스 일본 공연 25주년을 기념하는 싱글 "WOO WEEKEND"를 발매해 오리콘 주간 싱글 차트 10위에 올랐다.
보아는 Live Tour 2010: Identity를 마치고 난 뒤, 2010년 8월 5일 여섯 번째 한국 정규 음반 "Hurricane Venus"를 발매하며 5년만에 컴백했다. 보아는 발매에 앞서 "GAME", 〈옆 사람〉의 뮤직비디오를 공개했고, 2011년 8월 2일 타이틀곡 "Hurricane Venus"의 티저도 공개했다. "Hurricane Venus"는 공개되자마자 각종 음원 차트 1위를 휩쓸었고, 가온 디지털 종합 차트 3위에 올랐다. "Hurricane Venus"는 55,000만 장의 판매고를 올렸다. 이후 6집의 리패키지 음반인 "Copy &amp; Paste"를 2010년 9월 24일 발매했다. 2010년 12월 6일에는 일본에서 디지털 싱글 "I See Me"를 발매하였으며, 이 곡은 보아 자신이 광고모델인 오디오 테크니카의 CM송으로 사용되었다. 보아는 2011년 12월 4일부터 SBS 《K팝 스타》에 출연했는데, YG를 대표하는 양현석, JYP를 대표하는 박진영과 함께 SM을 대표하는 심사위원으로 2012년 4월까지 방송되었다. 12월 7일에는 일본 데뷔 10주년을 맞이해 발매하는 DVD을 선보였는데, 이에 앞서 첫 DVD 싱글 "Milestone"을 발매했다. 또한 2011년 12월 10일과 11일 양일간 일본에서 자신의 일본 데뷔 10주년을 기념하는 크리스마스 라이브, THE LIVE 2011 X'mas ~The 10th Anniversary Edition~을 개최했는데, 이 공연 실황을 담은 DVD도 발매되었다.
2012–16: 셀프 프로듀싱과 연기 활동.
2012년 7월 25일 보아는 일곱 번째 한국 정규 앨범 "Only One"을 발매했다. 이에 앞서 22일 온라인을 통해 먼저 발매되었고, 동명의 타이틀곡인 "Only One"은 보아가 직접 작사, 작곡한 곡이다. 또한 "Only One" 뮤직비디오에 유아인과 함께 출연했다. 2012년 7월 28일에는 일곱 번째 정규 앨범 컴백을 맞이해 SBS에서 데뷔부터 지금까지의 성장 모습을 담은 컴백쇼 《보아 4354》를 방영했다. "Only One"은 가온 디지털 차트와 코리아 K-Pop 핫 100차트 2위에 올랐고, 앨범은 34,000만 장의 판매고를 올렸다.
2012년 11월 18일부터는 지난 해에 이어 《K팝 스타 2》의 심사위원으로 출연하였다. 2013년 1월 26, 27일에는 대한민국 서울 올림픽 공원 올림픽홀에서 데뷔 이후 처음으로 한국에서 BoA SPECIAL LIVE 2013 ~Here I Am~이라는 단독 콘서트를 개최하였다. 1월 28일에는 콘서트에서 처음 공개한 보아의 자작곡 〈그런 너〉의 음원을 공개했다. 이후 2월 27일에는 일본 31번째 싱글 〈Only One〉을 발매했고 첫 주 약 1만 장을 팔아 오리콘 위클리 차트 10위에 올랐다. 6월 26일 발매된 32번째 싱글 〈Tail of Hope〉는 일본 후지 TV 드라마 《백의의 눈물》의 주제곡으로 쓰였다. 2013년 9월에는 KBS 드라마 《연애를 기대해》에 캐스팅되어 배우 데뷔를 하였으며, 보아가 주연으로 출연한 영화 《메이크 유어 무브 3D》도 개봉했다.
2015년에는 한국 데뷔 15주년을 기념하여 보아 자신이 앨범 수록곡 전곡 작사, 작곡하고, 직접 프로듀싱한 여덟 번째 정규 음반 "Kiss My Lips"를 발표했는데, 5월 6일에 다이나믹 듀오의 개코가 작사와 피쳐링에 참여하고, EXO의 세훈이 뮤직비디오에 참여한 "Who Are You"를 선공개한 뒤, 그로부터 6일 뒤인 2015년 5월 12일에 동명의 타이틀곡인 "Kiss My Lips"를 비롯한 수록곡 12곡을 공개했다. 하지만 길었던 공백에 비해 음악방송 활동이 불과 3주에 불과해 팬들에게 많은 아쉬움을 남겼는데, 대신 이전 앨범활동과 달리 《크라임씬》, 《삼시세끼》, 《냉장고를 부탁해》 등과 같은 각종 예능 프로그램에 출연하여 색다른 모습을 선보였으며, 2015년 8월 22, 23일에는 여성 아이돌 최초로 세종문화회관 대극장에서 2015 BoA Special Live "NOWNESS"라는 제목의 두번째 한국 단독 콘서트이자 데뷔 15주년 기념 콘서트를 성공리에 개최하였다. 그리고 같은 해 12월 11일에 세트리스트 일부를 수정하여 도쿄에서도 공연하였는데 이는 보아가 최초로 한국 콘서트를 일본에서 공연한 것으로 세트리스트 대부분을 한국어로 불렀다. 12월 중순엔 일본에서는 EDM 장르의 새 싱글 "Lookbook"을 발매하고, 한국에서는 'Winter Garden'이라는 이름의 프로젝트로 후배가수인 f(x)와 레드벨벳과 함께 순차적으로 겨울싱글을 발매하며 음악활동을 이어나갔다. 2016년 SM STATION에 참여하여 빈지노와 함께한 ' No Matter What ' 은 음원차트 1위를 달성하며, Beatburger 팀이 부른 'Music Is Wonderful'에 피처링으로 참여하기도 하였다. 또한 음악활동 외에 연기활동도 이어나가 2015년 10월부터 《가을우체국》이라는 영화의 원톱주연으로 캐스팅되어 촬영하였고, 이는 2017년 3월 전주국제영화제에서 이미 상영되고, 2017년 10월 19일에 정식개봉하였다. 2016년 가을에는 송지효와 이선균이 주연인 이번 주 아내가 바람을 핍니다에 조연으로 출연하여 촬영하였다.
2017년 1월, 보아는 첫 미니앨범을 2월 중으로 공개할 것이라고 밝혔으나 구체적인 일정은 공개되지 않은 상태에서, 2월 23일에는 보아가 프로듀스 101 시즌2를 진행한다는 기사가 발표되며 많은 이들의 기대를 받았다. SG 워너비의 이석훈과, 전 애프터스쿨 리더 가희가 트레이너로 합류하여 함께 하였으며, 보아는 프로그램 진행 중 SM STATION을 통해 '봄비(Spring Rain)'를 한국에서 발표하고, 일본에서는 'BoA THE LIVE in Billboard Live' 개최, 디지털 싱글인 'Right Here, Right Everywhere' 공개를 발표하는 등 프로그램 이외의 가수로서의 활동도 함께 진행하며 성공적으로 방송을 마쳤다. 뿐만 아니라 프로듀스 101 시즌2 마지막 방송(6월 16일)에서 중간 광고 방송 전 "CAMO" 컴백 티저 영상이 방영되며 컴백 소식을 알렸고, 2017년 6월 26일 디지털 싱글형태로 정식 발매되었으나 별도의 활동은 이루어지지 않았다. 이후 별도의 활동이 없었던 보아는 2017년 11월 일본 공식홈페이지에 2018년 초, 4년여만의 일본 정규 9집 앨범 "私このままでいいのかな" 발매와 함께 2018년 3월부터 4월까지 일본 전국 라이브 투어 공연 BoA THE LIVE 2018 ～Unchained～ 개최가 됨을 알렸다. 또한 이번 개최되는 라이브 공연에서는 자신의 최초 미니앨범인 "Unchained"의 CD반을 관객 전원에게 증정하고, CD+DVD반은 mu-mo 한정으로 발매된다는 사실을 밝혔다. 한편 한국에서도 "CAMO" 이후 약 반년만의 컴백 소식이 밝혀졌으며, 이 앨범의 준비과정을 담은 리얼리티 프로그램인《키워드#보아》가 방영되었다. 이 앨범의 선공개곡인 '내가 돌아(NEGA DOLA)'는 1월 31일에 뮤직비디오와 음원이 공개되었으며, 2월 1일 엠카운트다운을 시작으로 활동을 1주일 동안 활동을 하였고, 이후 2월 20일 데뷔 후 첫 미니앨범인 'ONE SHOT, TWO SHOT'를 공개하고 1주일동안 각종 음악방송에 참여하여 무대를 선보였다. 그리고 앨범활동이 끝나고 2018년 5월부터 8월까지 이수근, 서장훈, 박성광, 태용, 유아, 니클라스 클라분데와 함께 《식량일기 닭볶음탕편》에 출연하였으며, 같은 해 10월 20일~21일에는 열리는 '그랜드 민트 페스티벌'에 참가하여, 데뷔 후 처음으로 한국에서 뮤직 페스티벌에 참가해 11곡을 소화하였다. 그랜드민트페스티벌(GMF)2018 Awards에서는 &lt;최고의 공연&gt;, &lt;최고의 순간 ‘히트곡 떼창의 순간’&gt;으로 2관왕을 수상하였다. 그 다음 주 수요일인 10월 24일에는 한국 정규 9집 《WOMAN》이 발매되어 2주라는 짧은 기간 동안만 활동하였지만, 2018년 11월 28일부터 SBS에서 방송된 예능프로그램 《더 팬》에 팬마스터 역할로 참여하여 팬들을 만났다. 2018년 12월 29일과 30일 양일동안에는 2018년 12월 20일과 21일 양일 간 일본에서 개최됐던 'BoA THE LIVE 2018 X'mas'의 한국 공연 버전인 ' BoA THE LIVE 2018 in SEOUL'을 개최하여 팬들을 만났다. 이듬해인 2019년 10월 26일과 10월 27일 양일간 첫 콘서트가 열렸던 올림픽 공원 내 올림픽홀에서 2019년 9월 22일부터 10월 14일까지 일본에서 개최된 'BoA LIVE TOUR 2019 -mood-'의 한국 공연 버전인 'BoA LIVE TOUR 2019 -mood- in SEOUL'을 개최하였는데, 일본 공연을 거의 그대로 가져왔던 이전 공연과 달리 거의 완전히 세트리스트를 새로 구성하여 기존에 발표됐던 한국곡 위주로 공연을 진행하였다. 또한 이 공연에서 올해 안에 새로운 음반이 발표될 예정이라고 밝혔고, 한 달 가량이 지난 2019년 12월 초 소속사인 SM 엔터테인먼트가 2번째 미니앨범인 《Starry Night》가 2019년 12월 11일 발매된다고 공식 발표하였다.
2020년 데뷔 20주년을 맞이했다. 같은 해 12월에는 20주년 기념이자 열 번째 정규 음반 《BETTER》을 발매했다.
2024년 보아 새로운 싱글 정말 없니를 발매했다.
음악가적 기교.
음악 및 영향.
보아는 한국과 일본 양국 모두에서 노래를 잘한다고 평가받고 있다. 보아의 주요 장르로는 힙합, R&amp;B, 댄스 팝이다. 또한 보아는 평소에 핑크, 에이브릴 라빈의 노래를 들으면서 록 장르의 음악을 해보고 싶다고 말했다. 일본에서는 발라드 노래를 부르기 때문에 우타다 히카루, 하마사키 아유미와 종종 비교되어 왔다. 보아는 데뷔 이후 아티스트로서의 인생에 올인해야 했고, 이 때문에 "My Name", "Girl's On Top", "Hurricane Venus"와 같은 강한 일렉트로닉 댄스 노래만 해왔다. 하지만 2012년 일곱 번째 정규 앨범 "Only One"을 기준으로 보아는 강한 여전사 이미지를 버리고 일렉트로닉 댄스곡은 그만하고 싶다고 밝혔다.
보아는 미국 진출 당시 힙합풍의 노래 "Eat You Up"을 첫 싱글로 발매했는데, 《LA타임즈》에서 "Eat You Up"은 브리트니 스피어스도 질투할만 노래이지만, 보아가 미국에서 장기적 성공을 하기 위해선 브리트니 이상의 차별화된 스타일이 필요하다"고 지적했다. 세계적인 뮤직비디오 감독인 조셉 칸은 보아에게 "보아는 굉장히 퍼포먼스적으로 춤과 노래가 모두 뛰어난 환상적인 가수다. 세계적인 어떤 스타들과 비교해도 보아만큼 퍼포먼스를 잘 해내는 사람을 본 적이 없다. 한국은 보아를 자랑스러워해야 한다"고 말했다.
보아의 주요 음악적 영향은 힙합이지만, R&amp;B도 즐긴다고 했다. 보아는 데뷔때부터 마이클 잭슨을 팬이자 롤 모델이라고 말해왔는데, "팝의 황제 잭슨은 내 영웅이고, 영원히 사랑한다"고 트위터에 글을 남기기도 했다. 또한 보아는 자신의 콘서트에서 잭슨의 노래를 공연하기도 했다. 이 외에도 자넷 잭슨, 브리트니 스피어스, 제니퍼 로페즈, 제이-지, 저스틴 팀버레이크, 넬리와 같은 댄스 팝, R&amp;B 가수들을 좋아한다고 밝혔다. 핑크, 에이브릴 라빈과 같은 팝 록 장르의 가수들도 좋아한다고 말했다. 보아는 이후 많은 한국의 아이돌 가수들에게 영향을 끼쳤는데, 씨스타의 효린은 "그동안 보아를 존경했다. 그런 무대를 보여주고 싶었다"며 보아의 "My Name" 무대를 공연했다. f(x)의 루나는 "어렸을 적부터 보아가 롤모델이어서 모든 것들을 똑같이 닮고 싶어 했다"고 말했다. 또한 보아는 활동 중인 후배 가수들과 연습생들 사이에서 조사한 "본받고 싶은 롤모델" 1위로 뽑혔다.
보아는 데뷔 2년 전부터 소속사인 SM 엔터테인먼트에서 비교적 강도 높은 트레이닝을 받으면서 데뷔를 준비했고, 소속사 또한 그녀를 대한민국 내에서만 머무르게 하지 않고 해외진출을 데뷔 이전부터 염두에 두고 있었다. 대한민국에서 철저한 준비 과정을 거친 그녀는 한국에서 큰 성공을 거두기 전에 바로 일본에 진출하여 일본의 거대 연예 매니지먼트사인 AVEX와 계약에 성공한 최초의 한국 가수이다.
Mr.Children()은 사쿠라이 가즈토시, 다하라 겐이치, 나카가와 게이스케, 스즈키 히데야로 구성된 일본의 록 밴드이다. 흔히 줄여서 미스치루라고 불리기도 한다.
Mr.Children은 싱글 29장 연속 1위 기록을 갖고 있으며, 1994년엔 〈Innocent World〉, 2004년엔 〈Sign〉으로 일본 레코드 대상에서 대상을 받았다.
2012년 11월까지 Mr.Children은 정규 음반 14장과 싱글 33장, 컴필레이션 음반 5장, 라이브 음반 1장, 영상 음반 15장을 발매했다. 스즈키가 작곡한 〈Asia〉 (《Atomic Heart》)와 〈#2601〉 (《Discovery》)를 제외한 밴드의 노래 대부분은 리드 싱어인 사쿠라이가 작곡하는데, 때로는 프로듀서인 고바야시 다케시와 함께 작업하기도 한다.
내력.
여름, 그들은 3개월간 3작품 연속 발매를 발표했다. 첫 번째는 《2008년 하계 올림픽》 NHK 방송 테마송인 싱글 《GIFT》, 두 번째는 작년에 개최한 전국 투어에서 요코하마 국제종합경기장에서 열린 공연을 담은 DVD 《Mr.Childre "HOME" TOUR 2007 ~in the field》, 세 번째는 드라마 《코드블루》 주제가인 싱글 《HANABI》이다.
11월에는 첫 디지털 싱글인 〈하나노 니오이〉를 발매했다. 이 노래는 11월 22일 개봉한 나카이 마사히로가 주연한 영화 《나는 조개가 되고싶다》 주제가로 쓰였다.
12월 10일엔 정규 음반 《Supermarket Fantasy》를 발매했는데, 발매 첫 주에 약 70만 장이 팔리며 오리콘 주간 음반차트에서 1위를 차지했다.
2009년 ~ 2011년.
2010년 12월 1일, Mr.Children은 음반의 유일한 싱글이자 디지털 싱글로 발매한 〈fanfare〉가 수록된 그들의 16번째 음반 《SENSE》를 발매했다. 발매 직전인 11월 29일까지 발매일을 제외한 수록곡, 곡수, 음반 제목, 커버 등 상세한 정보는 밝혀지지 않았었다.
2011년 4월 4일, Mr.Children은 2011년 도호쿠 지방 태평양 해역 지진 기부금을 모으기 위한 디지털 싱글 〈카조에 우타〉를 발매했다.　이 노래는 발매 첫 주에 AKB48의 자선 싱글 〈다레카노 타메니 (What Can I Do for Someone?)〉를 제치고 1위를 차지했으며, 2011년 일본의 아이튠즈 연간 다운로드 순위에서 일본의 음악가로는 가장 높은 순위인 4위를 차지했다.
2012년 4월 18일, Mr.Children은 3년 7개월만에 3A 싱글 〈이노리: 나미다노 기도/End of the Day/Pieces〉를 발매했다. 수록곡 가운데 두 곡 은 영화 우리들이 있었다 주제가로 사용됐다.
2012년 5월 10일에는 데뷔 20주년을 기념해 베스트 음반 《Mr.Children 2001-2005＜micro＞》와 《Mr.Children 2005-2010＜macro＞》 두 장을 함께 발매했다.
중앙 처리 장치(中央處理裝置) 또는 CPU(, central/main processor)는 주어진 컴퓨터에서 주된 프로세서이다. CPU의 전자 회로는 산술, 논리, 제어 및 입출력(I/O) 연산과 같은 컴퓨터 프로그램의 명령을 실행한다. 이러한 역할은 주기억장치 및 I/O 회로와 같은 외부 구성 요소와 대조되며, 그래픽 처리 장치(GPU)와 같은 특수 코프로세서의 역할과도 대조된다.
CPU의 형태, 설계 및 구현은 시간이 지남에 따라 변했지만, 그 근본적인 작동 방식은 거의 변하지 않았다. CPU의 주요 구성 요소로는 산술 및 논리 연산을 수행하는 산술 논리 장치(ALU), ALU에 피연산자를 공급하고 ALU 연산 결과를 저장하는 프로세서 레지스터, 그리고 ALU, 레지스터 및 기타 구성 요소의 조정된 작동을 지시하여 가져오기(메모리에서), 디코딩 및 실행(명령어)을 조율하는 제어 장치가 있다. 최신 CPU는 성능 향상을 위해 캐시 및 명령어 수준 병렬성에 많은 반도체 영역을 할애하며, CPU 모드를 통해 운영체제 및 가상화를 지원한다.
대부분의 최신 CPU는 집적 회로(IC) 마이크로프로세서로 구현되며, 단일 IC 칩에 하나 이상의 CPU가 포함된다. 여러 CPU가 포함된 마이크로프로세서 칩을 멀티 코어 프로세서라고 부른다. '프로세서 코어'라고 불리는 개별 물리적 CPU는 CPU 수준의 멀티스레딩을 지원하기 위해 멀티스레딩될 수도 있다.
CPU를 포함하는 IC는 또한 메모리, 주변기기 인터페이스 및 기타 컴퓨터 구성 요소를 포함할 수 있다. 이러한 통합 장치는 다양하게 마이크로컨트롤러 또는 시스템 온 칩(SoC)이라고 불린다.
에니악과 같은 초기 컴퓨터는 다른 작업을 수행하기 위해 물리적으로 다시 배선해야 했으며, 이로 인해 이러한 기계들은 "고정 프로그램 컴퓨터"라고 불렸다. "중앙 처리 장치"라는 용어는 1955년 이래로 사용되어 왔다. "CPU"라는 용어는 일반적으로 소프트웨어(컴퓨터 프로그램) 실행을 위한 장치로 정의되므로, 진정으로 CPU라고 불릴 수 있는 최초의 장치는 프로그램 내장식 컴퓨터의 출현과 함께 나타났다.
프로그램 내장식 컴퓨터의 아이디어는 이미 존 프레스퍼 에커트와 존 윌리엄 모클리의 에니악 설계에 있었지만, 초기에는 더 빨리 완성하기 위해 생략되었다. 1945년 6월 30일, 에니악이 만들어지기 전에 수학자 존 폰 노이만은 에드박의 보고서 최초 초안이라는 제목의 논문을 배포했다. 이 논문은 결국 1949년 8월에 완성될 프로그램 내장식 컴퓨터의 개요였다. 에드박은 다양한 유형의 특정 수의 명령(또는 연산)을 수행하도록 설계되었다. 중요하게도, 에드박을 위해 작성된 프로그램은 컴퓨터의 물리적 배선으로 지정되는 대신 고속 컴퓨터 메모리에 저장되었다. 이는 새로운 작업을 수행하기 위해 컴퓨터를 재구성하는 데 상당한 시간과 노력이 필요했던 에니악의 심각한 한계를 극복했다. 폰 노이만의 설계로 에드박이 실행하는 프로그램은 단순히 메모리 내용을 변경하여 변경할 수 있었다. 에드박은 최초의 프로그램 내장식 컴퓨터는 아니었다. 소규모 실험용 프로그램 내장식 컴퓨터인 맨체스터 베이비는 1948년 6월 21일에 첫 프로그램을 실행했고, 맨체스터 마크 1은 1949년 6월 16일에서 17일 밤 사이에 첫 프로그램을 실행했다.
초기 CPU는 더 크고 때로는 독특한 컴퓨터의 일부로 사용되는 맞춤형 설계였다. 그러나 특정 애플리케이션을 위한 맞춤형 CPU를 설계하는 이 방법은 대량 생산되는 다목적 프로세서 개발로 크게 바뀌었다. 이러한 표준화는 개별 트랜지스터 메인프레임 및 미니컴퓨터 시대에 시작되어 집적 회로(IC)의 대중화로 빠르게 가속화되었다. IC 덕분에 점점 더 복잡한 CPU를 나노미터 단위의 공차로 설계하고 제조할 수 있게 되었다. CPU의 소형화와 표준화는 디지털 장치의 현대 생활 속 존재감을 전용 컴퓨팅 기계의 제한된 응용 범위를 훨씬 넘어 확장시켰다. 현대 마이크로프로세서는 자동차부터 휴대폰에 이르기까지 다양한 전자 장치에 나타나며, 때로는 장난감에도 사용된다.
폰 노이만은 에드박의 설계로 인해 프로그램 내장식 컴퓨터 설계의 공로를 가장 자주 인정받고 있으며, 그의 설계는 폰 노이만 구조로 알려지게 되었지만, 그 이전에도 콘라트 추제와 같은 다른 사람들이 비슷한 아이디어를 제안하고 구현했다. 에드박 이전에 완성된 하버드 마크 I의 소위 하버드 아키텍처는 전자 메모리가 아닌 천공 테이프를 사용하는 프로그램 내장식 설계를 사용했다. 폰 노이만 아키텍처와 하버드 아키텍처의 주요 차이점은 후자는 CPU 명령과 데이터의 저장 및 처리를 분리하는 반면, 전자는 둘 다에 동일한 메모리 공간을 사용한다는 것이다. 대부분의 현대 CPU는 주로 폰 노이만 설계이지만, 하버드 아키텍처를 사용하는 CPU도 특히 임베디드 애플리케이션에서 볼 수 있다. 예를 들어, 아트멜 AVR 마이크로컨트롤러는 하버드 아키텍처 프로세서이다.
릴레이와 진공관은 스위칭 요소로 흔히 사용되었다. 유용한 컴퓨터는 수천 또는 수만 개의 스위칭 장치를 필요로 한다. 시스템의 전체 속도는 스위치의 속도에 따라 달라진다. 에드박과 같은 진공관 컴퓨터는 고장 간 평균 8시간이었던 반면, 더 느리지만 더 이른 하버드 마크 I과 같은 릴레이 컴퓨터는 거의 고장이 나지 않았다. 결국, 진공관 기반 CPU는 제공되는 상당한 속도 이점이 일반적으로 신뢰성 문제를 능가했기 때문에 지배적이 되었다. 이 초기 동기식 CPU의 대부분은 현대 마이크로 전자 설계에 비해 낮은 클럭 속도로 작동했으며, 이는 주로 구축된 스위칭 장치의 속도에 의해 제한되었다. 100 kHz에서 4 MHz에 이르는 클럭 신호 주파수는 이 시기에 매우 흔했다.
트랜지스터 CPU.
다양한 기술이 더 작고 안정적인 전자 장치 제작을 용이하게 하면서 CPU의 설계 복잡성이 증가했다. 이러한 첫 번째 개선은 트랜지스터의 출현과 함께 이루어졌다. 1950년대와 1960년대의 트랜지스터화된 CPU는 더 이상 진공관과 릴레이와 같이 부피가 크고 신뢰성이 없으며 깨지기 쉬운 스위칭 요소로 만들어질 필요가 없었다. 이러한 개선으로 더 복잡하고 신뢰성 있는 CPU가 개별 구성 요소를 포함하는 하나 또는 여러 인쇄 회로 기판 위에 구축되었다.
1964년, IBM은 다양한 속도와 성능으로 동일한 프로그램을 실행할 수 있는 일련의 컴퓨터에 사용된 IBM 시스템/360 컴퓨터 아키텍처를 도입했다. 이는 당시 대부분의 전자 컴퓨터가 동일한 제조업체에서 만든 컴퓨터조차 서로 호환되지 않았던 시기에 중요한 의미를 가졌다. 이러한 개선을 용이하게 하기 위해 IBM은 오늘날의 CPU에서도 널리 사용되는 마이크로코드의 개념을 사용했다. 시스템/360 아키텍처는 수십 년 동안 메인프레임 시장을 지배할 정도로 인기가 많았으며, IBM의 zSeries와 같은 현대의 유사 컴퓨터에도 그 유산이 이어지고 있다. 1965년, 디지털 이큅먼트 코퍼레이션(DEC)은 과학 및 연구 시장을 겨냥한 또 다른 영향력 있는 컴퓨터인 PDP-8을 소개했다.
트랜지스터 기반 컴퓨터는 이전 모델에 비해 몇 가지 뚜렷한 장점을 가졌다. 신뢰성 향상과 낮은 전력 소비를 가능하게 할 뿐만 아니라, 트랜지스터는 진공관이나 릴레이에 비해 스위칭 시간이 짧아 CPU가 훨씬 빠른 속도로 작동할 수 있도록 했다. 스위칭 요소의 신뢰성 향상과 극적으로 빨라진 속도(이때 거의 전적으로 트랜지스터가 사용됨) 덕분에 이 시기에는 수십 메가헤르츠의 CPU 클럭 속도를 쉽게 얻을 수 있었다. 또한, 개별 트랜지스터 및 IC CPU가 활발히 사용되는 동안, 단일 명령어 다중 데이터(SIMD) 벡터 프로세서와 같은 새로운 고성능 설계가 나타나기 시작했다. 이러한 초기 실험적 설계는 나중에 크레이 Inc 및 후지쯔와 같은 전문 슈퍼컴퓨터 시대를 열었다.
소규모 집적 CPU.
이 시기에 컴팩트한 공간에 많은 상호 연결된 트랜지스터를 제조하는 방법이 개발되었다. 집적 회로(IC)는 단일 반도체 기반 다이 또는 "칩"에 많은 수의 트랜지스터를 제조할 수 있게 했다. 처음에는 NOR 게이트와 같은 매우 기본적인 비전문 디지털 회로만 IC로 소형화되었다. 이러한 "블록" IC를 기반으로 한 CPU는 일반적으로 "소규모 집적"(SSI) 장치라고 불린다. 아폴로 가이던스 컴퓨터에 사용된 것과 같은 SSI IC는 일반적으로 수십 개의 트랜지스터를 포함했다. SSI IC로 전체 CPU를 구축하려면 수천 개의 개별 칩이 필요했지만, 이전의 개별 트랜지스터 설계보다 훨씬 적은 공간과 전력을 소비했다.
IBM의 시스템/370은 시스템/360의 후속 모델로, 솔리드 로직 기술 개별 트랜지스터 모듈 대신 SSI IC를 사용했다. DEC의 PDP-8/I와 KI10 PDP-10도 PDP-8과 KA PDP-10에서 사용되던 개별 트랜지스터에서 SSI IC로 전환했으며, 그들의 매우 인기 있는 PDP-11 라인은 원래 SSI IC로 구축되었지만, 나중에 LSI 구성 요소가 실용화되면서 LSI로 구현되었다.
대규모 집적 CPU.
리 보이스텔은 1967년의 "선언문"을 포함한 영향력 있는 기사들을 발표했는데, 이 기사들은 상대적으로 적은 수의 대규모 집적 회로(LSI)로 32비트 메인프레임 컴퓨터와 동등한 것을 구축하는 방법을 설명했다. 백 개 이상의 게이트를 가진 칩인 LSI 칩을 구축하는 유일한 방법은 금속–산화물–반도체(MOS) 반도체 제조 공정(PMOS 논리, NMOS 논리, 또는 CMOS 논리)을 사용하여 구축하는 것이었다. 그러나 일부 회사는 1970년대까지 접합형 트랜지스터가 MOS 칩보다 빨랐기 때문에 양극성 트랜지스터-트랜지스터 논리(TTL) 칩으로 프로세서를 계속 구축했다 (몇몇 회사들은 데이터포인트와 같이 1980년대 초까지 TTL 칩으로 프로세서를 계속 구축했다). 1960년대에는 MOS IC가 더 느렸고 처음에는 저전력이 필요한 응용 분야에서만 유용하다고 여겨졌다. 1968년 페어차일드 반도체에서 페데리코 파진에 의해 실리콘 게이트 MOS 기술이 개발된 이후, MOS IC는 1970년대 후반에 양극성 TTL을 표준 칩 기술로 크게 대체했다.
마이크로전자 기술이 발전함에 따라, 점점 더 많은 트랜지스터가 IC에 집적되어 완전한 CPU에 필요한 개별 IC의 수가 줄어들었다. MSI 및 LSI IC는 트랜지스터 수를 수백 개, 그리고 수천 개로 늘렸다. 1968년에는 완전한 CPU를 구축하는 데 필요한 IC 수가 8가지 유형의 24개 IC로 줄어들었으며, 각 IC는 약 1000개의 MOSFET을 포함했다. SSI 및 MSI 이전 모델과 현저히 대조적으로, PDP-11의 첫 LSI 구현은 단 4개의 LSI 집적 회로로 구성된 CPU를 포함했다.
마이크로프로세서.
마이크로프로세서가 처음 도입된 이후 거의 모든 다른 중앙 처리 장치 구현 방법을 완전히 대체했다. 1971년에 출시된 최초의 상업용 마이크로프로세서는 인텔 4004였다. 인텔 4004는 산술 논리 장치, 제어 장치 및 프로세서 레지스터를 칩 하나에 통합한 최초의 소비자용 CPU 중 하나였다. 1974년에 출시된 최초의 널리 사용된 마이크로프로세서는 인텔 8080이었다. 당시의 메인프레임 및 미니컴퓨터 제조업체들은 기존의 컴퓨터 구조를 업그레이드하기 위해 독자적인 IC 개발 프로그램을 시작했고, 결국 기존 하드웨어 및 소프트웨어와 하위 호환되는 명령어 집합 호환 마이크로프로세서를 생산했다. 유비쿼터스 개인용 컴퓨터의 출현과 궁극적인 성공과 결합하여, CPU라는 용어는 이제 거의 전적으로 마이크로프로세서에 적용된다. 여러 CPU(코어라고 함)는 단일 처리 칩에 결합될 수 있다.
이전 세대의 CPU는 하나 이상의 회로 기판에 개별 부품과 수많은 작은 집적 회로(IC)로 구현되었다. 반면 마이크로프로세서는 매우 적은 수의 IC, 일반적으로 단 하나의 IC로 제조된 CPU이다. 단일 다이에 구현됨으로써 전체 CPU 크기가 줄어든다는 것은 게이트 기생 용량 감소와 같은 물리적 요인으로 인해 스위칭 시간이 빨라진다는 것을 의미한다. 이를 통해 동기식 마이크로프로세서는 수십 메가헤르츠에서 수 기가헤르츠에 이르는 클럭 속도를 가질 수 있었다. 또한, IC에 매우 작은 트랜지스터를 구축하는 능력은 단일 CPU의 복잡성과 트랜지스터 수를 여러 배 증가시켰다. 이 널리 관찰되는 추세는 2016년까지 CPU(및 기타 IC) 복잡성 성장의 상당히 정확한 예측자로 입증된 무어의 법칙에 의해 설명된다.
1950년대 이후 CPU의 복잡성, 크기, 구조 및 일반적인 형태는 엄청나게 변했지만, 기본적인 설계와 기능은 거의 변하지 않았다. 오늘날 거의 모든 일반적인 CPU는 폰 노이만 프로그램 내장형 기계로 매우 정확하게 설명될 수 있다. 무어의 법칙이 더 이상 유효하지 않음에 따라, 집적 회로 트랜지스터 기술의 한계에 대한 우려가 제기되었다. 전자 게이트의 극단적인 소형화는 일렉트로마이그레이션 및 임계치 이하 누출(subthreshold leakage)과 같은 현상의 영향을 훨씬 더 중요하게 만들고 있다. 이러한 새로운 우려 사항들은 연구자들이 양자 컴퓨터와 같은 새로운 컴퓨팅 방법을 조사하고, 고전적인 폰 노이만 모델의 유용성을 확장하는 병렬성 및 기타 방법을 확장하게 하는 많은 요인 중 하나이다.
작동.
대부분의 CPU의 기본적인 작동 방식은 물리적 형태와 관계없이 프로그램이라고 불리는 일련의 저장된 명령을 실행하는 것이다. 실행될 명령은 일종의 컴퓨터 메모리에 보관된다. 거의 모든 CPU는 명령 주기라고 통칭되는 가져오기(fetch), 디코딩(decode) 및 실행(execute) 단계를 따른다.
명령 실행 후, 전체 과정이 반복되며, 다음 명령 주기에서는 일반적으로 프로그램 카운터의 증가된 값으로 인해 순서상 다음 명령을 가져온다. 만약 점프 명령이 실행되면, 프로그램 카운터는 점프한 명령의 주소를 포함하도록 수정되고 프로그램 실행은 정상적으로 계속된다. 더 복잡한 CPU에서는 여러 명령이 동시에 가져와지고, 디코딩되고, 실행될 수 있다. 이 섹션에서는 일반적으로 "고전 RISC 파이프라인"이라고 불리는 것을 설명하며, 이는 많은 전자 장치(종종 마이크로컨트롤러라고 불림)에 사용되는 간단한 CPU에서 매우 일반적이다. 이 설명은 CPU 캐시의 중요한 역할과 따라서 파이프라인의 접근 단계를 거의 무시한다.
일부 명령어는 직접 결과 데이터를 생성하기보다는 프로그램 카운터를 조작한다. 이러한 명령어는 일반적으로 "점프"라고 불리며, 루프, 조건부 프로그램 실행(조건부 점프 사용), 그리고 서브루틴의 존재와 같은 프로그램 동작을 용이하게 한다. 일부 프로세서에서는 다른 일부 명령어가 상태 "플래그" 레지스터의 비트 상태를 변경한다. 이러한 플래그는 종종 다양한 연산의 결과를 나타내기 때문에 프로그램 동작에 영향을 미치는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 이러한 프로세서에서 "비교" 명령어는 두 값을 평가하고 플래그 레지스터의 비트를 설정하거나 지워서 어느 값이 더 큰지 또는 동일한지를 나타낸다. 이 플래그 중 하나는 나중에 점프 명령어가 프로그램 흐름을 결정하는 데 사용될 수 있다.
가져오기.
가져오기는 프로그램 메모리에서 명령(숫자 또는 숫자 시퀀스로 표현됨)을 검색하는 것을 포함한다. 프로그램 메모리에서 명령의 위치(주소)는 다음에 가져올 명령의 주소를 식별하는 숫자를 저장하는 프로그램 카운터(PC; 인텔 X86 마이크로프로세서에서는 "명령 포인터"라고 불림)에 의해 결정된다. 명령이 가져와진 후, PC는 명령의 길이만큼 증가하여 시퀀스의 다음 명령 주소를 포함하게 된다. 종종 가져올 명령은 상대적으로 느린 메모리에서 검색해야 하므로, 명령이 반환되기를 기다리는 동안 CPU가 정지하게 된다. 이 문제는 캐시 및 파이프라인 아키텍처(아래 참조)에 의해 최신 프로세서에서 크게 해결되었다.
CPU가 메모리에서 가져오는 명령어는 CPU가 무엇을 할지 결정한다. 복호화 회로로 알려진 명령어 디코더에 의해 수행되는 디코딩 단계에서, 명령어는 CPU의 다른 부분을 제어하는 신호로 변환된다.
명령어가 해석되는 방식은 CPU의 명령어 집합 아키텍처(ISA)에 의해 정의된다. 종종 명령어 내의 비트 그룹("필드"라고 불림) 중 하나인 연산 코드는 수행할 연산을 나타내고, 나머지 필드는 일반적으로 연산에 필요한 추가 정보, 예를 들어 피연산자를 제공한다. 이러한 피연산자는 상수 값(즉시 값이라고 함)으로 지정되거나, 일부 주소 지정 방식에 의해 결정되는 프로세서 레지스터 또는 메모리 주소일 수 있다.
일부 CPU 설계에서는 명령어 디코더가 하드웨어로 고정된, 변경 불가능한 복호화 회로로 구현된다. 다른 설계에서는 마이크로코드가 명령어를 여러 클럭 펄스에 걸쳐 순차적으로 적용되는 CPU 구성 신호 세트로 변환하는 데 사용된다. 경우에 따라 마이크로코드를 저장하는 메모리는 다시 쓸 수 있어 CPU가 명령어를 디코딩하는 방식을 변경할 수 있다.
실행.
가져오기 및 디코딩 단계 후에는 실행 단계가 수행된다. CPU 아키텍처에 따라 단일 동작 또는 일련의 동작으로 구성될 수 있다. 각 동작 동안 제어 신호는 CPU의 다양한 부분을 전기적으로 활성화하거나 비활성화하여 원하는 연산의 전부 또는 일부를 수행할 수 있도록 한다. 그런 다음 동작은 일반적으로 클럭 펄스에 반응하여 완료된다. 종종 결과는 후속 명령어가 빠르게 접근할 수 있도록 내부 CPU 레지스터에 기록된다. 다른 경우에는 결과가 더 느리지만 비용이 적게 들고 용량이 큰 주기억장치에 기록될 수 있다.
예를 들어, 덧셈을 수행하는 명령어가 실행될 경우, 피연산자(합산될 숫자)를 포함하는 레지스터와 덧셈을 수행하는 산술 논리 장치(ALU)의 일부가 활성화된다. 클럭 펄스가 발생하면 피연산자는 원본 레지스터에서 ALU로 흘러가고, 합계가 ALU의 출력에 나타난다. 후속 클럭 펄스에서 다른 구성 요소는 출력을 저장 장치(예: 레지스터 또는 메모리)로 이동시키기 위해 활성화(및 비활성화)된다. 만약 결과 합계가 너무 크면(즉, ALU의 출력 워드 크기보다 크면) 산술 오버플로 플래그가 설정되어 다음 연산에 영향을 미친다.
구조와 구현.
CPU의 회로에 하드웨어로 내장된 기본적인 연산 집합을 명령어 집합이라고 한다. 이러한 연산에는 예를 들어 두 숫자를 더하거나 빼는 것, 두 숫자를 비교하는 것, 또는 프로그램의 다른 부분으로 점프하는 것 등이 포함될 수 있다. 각 명령어는 기계어 연산 코드라고 알려진 고유한 비트 조합으로 표현된다. 명령어를 처리하는 동안 CPU는 연산 코드를 복호화하여 CPU의 동작을 조율하는 제어 신호로 변환한다. 완전한 기계어 명령어는 연산 코드와, 많은 경우 연산에 필요한 추가 비트(예: 덧셈 연산의 경우 합산될 숫자)로 구성된다. 복잡성 스케일을 올리면 기계어 프로그램은 CPU가 실행하는 기계어 명령어들의 모음이다.
각 명령어에 대한 실제 수학 연산은 CPU 프로세서 내의 조합 논리 회로인 산술 논리 장치(ALU)에 의해 수행된다. 일반적으로 CPU는 메모리에서 명령어를 가져와 ALU를 사용하여 연산을 수행한 다음, 결과를 메모리에 저장한다. 정수 수학 및 논리 연산 외에도, 메모리에서 데이터를 로드하고 다시 저장하는 명령어, 분기 연산, 그리고 CPU의 부동소수점 장치(FPU)에 의해 수행되는 부동소수점 연산과 같은 다양한 다른 기계 명령어가 존재한다.
제어 장치.
제어 장치(CU)는 프로세서의 작동을 지시하는 CPU의 구성 요소이다. 이는 컴퓨터의 메모리, 산술 논리 장치 및 입출력 장치에 프로세서로 전송된 명령에 응답하는 방법을 알려준다.
이는 타이밍 및 제어 신호를 제공하여 다른 장치의 작동을 지시한다. 대부분의 컴퓨터 자원은 CU에 의해 관리된다. 이는 CPU와 다른 장치 간의 데이터 흐름을 지시한다. 존 폰 노이만은 폰 노이만 구조의 일부로 제어 장치를 포함했다. 현대 컴퓨터 설계에서 제어 장치는 일반적으로 CPU의 내부 부분이며, 도입 이후 전반적인 역할과 작동은 변하지 않았다.
산술 논리 장치.
산술 논리 장치(ALU)는 정수 산술 및 비트 논리 연산을 수행하는 프로세서 내의 디지털 회로이다. ALU의 입력은 연산될 데이터 워드(피연산자라고 함), 이전 연산의 상태 정보, 그리고 제어 장치로부터 어떤 연산을 수행할지 지시하는 코드이다. 실행되는 명령에 따라 피연산자는 내부 CPU 레지스터, 외부 메모리 또는 ALU 자체에서 생성된 상수로부터 올 수 있다.
모든 입력 신호가 안정되고 ALU 회로를 통해 전파되면, 수행된 연산의 결과가 ALU의 출력에 나타난다. 결과는 레지스터나 메모리에 저장될 수 있는 데이터 워드와 일반적으로 이 목적을 위해 예약된 특수 내부 CPU 레지스터에 저장되는 상태 정보로 구성된다.
최신 CPU는 성능 향상을 위해 일반적으로 하나 이상의 ALU를 포함한다.
주소 생성 장치.