코어 4개짜리 데스크톱 CPU가 기본인 시대 오나?

이제 코어 1개 짜리 CPU는 자취를 감추고 2개도 모자라는 시대가 오려나요? 미국 시각으로 어제 시작된 IDF SF’08에서 여러 정보가 공개된 네할렘을 보니 코어 2개도 모자라는 시대가 얼마 안남았을 거라는 생각이 들더군요. 이전에도 네할렘에 대해서는 많은 정보가 공개되긴 했지만, 막상 4코어 데스크톱 CPU를 보급형으로 이끌고 가려는 움직임을 보니 지금쓰고 있는 쿼드 코어가 벌써 구형이 되어 버린 듯한 느낌을 받았습니다. 지금이야 2개 코어가 보편화 되어있고 4개 코어가 선택이라면, 연말쯤 출시될 것으로 보이는 네할렘이 나오면 내년이나 내후년에는 4개 코어가 기본이고 8개 코어 CPU가 선택적으로 쓰이는 게 아닐까 하는 생각이 들더군요. 앞으로 코어 2개 짜리 CPU들이 저가 제품 시장에서 탄착군을 형성할 테지만, 그래도 4개 짜리에 대한 막연한 환상 같은 게 만들어 질 가능성이 높은 만큼 시장은 소비자 역시 이동해 가지 않을까 싶습니다.
(이 비교가 맞을지는 모르지만, 마치 500만 화소보다 1천만 화소 디카가 더 좋을 것이라고 생각하는 것과 같은 게 아닐까 합니다만..)

아무튼 어제 IDF의 네할렘 세션을 인터넷으로 보니까 다른 때보다 유난히 에너지 효율성을 강조하더군요. 예전 같으면 이런 기회를 통해 이만큼 성능이 더 좋아졌다라는 이야기를 전했을 텐데, 어제 발표에서는 성능적인 면보다 에너지 효율성을 갖춘 멀티 코어 CPU라는 점에 초점을 맞춘 듯 보였습니다. 4개 코어에 대한 성능보다 4개 코어를 얼마나 효율적으로 다룰 수 있느냐에 대한 관점인 듯 싶더군요. 조금 의외인 부분이기는 했는데, 어제 세션에서 있었던 네할렘의 기술적 특징들이 무엇이었는지 짧게 다뤄보겠습니다.
(혹 제가 드리는 내용 중에 잘못 이해하는 부분이 있으면 지적 부탁합니다.)

‘틱톡’. 인텔이 2년 주기로 프로세서 생산 공정과 코어를 바꿔 나가고 있는데, 이를 ‘틱톡’ 모델이라고 합니다. 홀수해에는 생산 공정을, 짝수해에는 새로운 코어를 내놓고 있습니다. 새로운 공정이 나올 때마다 공장 하나를 새로 짓는다고 보면 될 듯. 지금 인텔이 갖고 있는 공장이 32개라고 하더군요. 올해는 새로운 코어를 내놓는 해이고, 그것이 네할렘입니다. 앞으로 코어 브랜드의 i7이라는 식별자를 가지고 출시될 것이라고 말씀드린 적이 있습니다.

네할렘은 기본적으로 싱글 코어지만, 적용 소프트웨어나 완제품 분류에 따라 코어의 수를 정할 수 있습니다. 데스크톱에서는 4코어, 서버와 하이엔드 데스크톱은 8코어, 모바일 분야에서는 2코어 등으로 구성합니다.

네할렘의 기술적인 변화 중에 하나는 메모리 컨트롤러를 CPU 안에 실었다는 점입니다. 때문에 FSB가 없어졌지요. 이에 대해서는 AMD를 따라했다는 소리를 피할 수는 없겠습니다만..  
아 이번 네할렘은 소켓당 메모리 채널을 2개에서 3개로 늘렸습니다. 덕분에 전송 대역폭이 종전보다 3.4배 늘었다더군요. 앞으로 네할렘을 쓰는 데스크톱 메인보드는 램 뱅크가 지금처럼 짝수가 아닌 홀수로 붙어 나올 듯 합니다만.. ^^ 네할렘은 DDR3와 궁합을 맞추게 될 것입니다.

메모리 컨트롤러를 내장했더라도 CPU 안에서의 각 코어가 차지할 캐시 용량에 따른 병목 현상은 여전할 수 있습니다. 때문에 네할렘은 캐시 구조에 변화를 주었습니다. L1 캐시는 코어 마이크로 아키텍처때와 같지만, 각 코어마다 따로 L2 캐시를 갖게 되고 L3 캐시를 공유합니다. 종전 2개 코어 때와 달리 늘어난 코어의 병목 현상을 없애기 위해서 새로운 캐시 구조와 함께 더 큰 캐시를 넣었다고 합니다.

아마 파워 게이트가 종전 프로세서와 가장 큰 차이점이 아닐까 싶은데요. 네할렘은 각 코어마다 전력 통제를 할 수 있습니다. 쉽게 말해서 전에는 스위치 하나로 형광등 4개를 모두 켜고 껐다면, 이번에는 형광등마다 스위치를 따로 달아 하나씩 켜고 끌 수 있도록 만든 것이지요. 이를 위해 코어 안에 PCU(power control unit)를 붙였습니다. 이것을 붙인 이유는 아래에.

네할렘에 ‘터보 모드’라는 새 기능이 더해졌습니다. 터보 모드는 4개의 코어를 모두 쓰지 않을 때 1~2개 코어만으로도 작업을 수월하게 처리하는 모드입니다. 위 첫 이미지처럼  터보 모드를 쓰지 않는 쿼드 코어 CPU는 아주 가벼운 작업이라더라도 4개 코어가 모두 작동합니다. 네할렘에서는 4개 코어를 다 쓸 필요가 없는 작업에 한해 일부 코어의 스위치를 끊어 아예 작동하지 않는 대신 다른 코어가 효율적인 작업을 할 수 있도록 했습니다. 이는 내부적인 오버 클럭이 아닐까 합니다만…

터보 모드는 인텔 동적 가속(Intel Dynamic Acceleration)의 업그레이드된 기능이 아닐까 싶은데요. 종전 산타로사에서는 작업량이 줄었을 때 한쪽 코어를 거의 작동하지 않는 대기 상태(C3)까지 내리고 다른쪽 코어의 클럭을 좀더 올리도록 했었죠. 터보 모드는 아예 전력을 차단한 상태(C6)에 두어 누수 전력을 없앤 부분이 달라진 듯 합니다.

아무튼 네할렘의 외형은 쿼드 코어지만, 터보 모드를 통해 상황에 따라 실제로는 싱글 코어로서 작동할 수도 있습니다. 코어의 전력을 차단해 그만큼 전력 소비를 줄이는 게 이득을 가져다줄 것이라고 볼 수는 있을 듯 싶습니다.
 
여기까지고요. 지속적으로 미세 공정으로 나아감으로써 CPU의 전력 소모량을 더 줄일 수 있다거나 더 낮은 전압에서 작동하는 DDR 3도 전력 소모량을 줄이는 영향을 미친다는 등 거의 모든 슬라이드 설명에서 에너지 효율성을 강조하더군요. 실제 효과는 역시 나와 봐야 알 듯. ^^

아, AMD의 하이퍼트랜스포트와 거의 같아 보였던 QPI(intel quick path interconnet)에 대해서는 설명을 생략했습니다.