인텔은 2000년대 들어서며 기존 사용하던 P6 마이크로아키텍쳐의 클럭 향상 한계 문제로, 파이프라인의 단수를 늘리고 동작클럭을 높인 넷버스트(Netburst)아키텍처를 도입했었다.
이는 클럭이 곧 CPU의 성능을 대표하던 당시 인텔의 아성을 위협할 수 있던 경쟁자였던 AMD가 인텔에 앞서 1GHz의 장벽을 돌파한 CPU를 발표하며 한 발 앞서나가는 모습을 보인것에 대한 대응책이었는데, 넷버스트 아키텍처의 경우 빠른 클럭 달성이 용이했던 반면 클럭당 처리성능면에서는 뒤떨어지는 단점을 가져 제품 초창기에는 이전 세대 제품들에 비해 나을 것이 없다는 혹평을 받기도 했었다.
또한 시간이 지나며 제조공정이 미세해짐에도 불구하고 높은 발열과 전력 소모량 때문에 그 한계를 여실히 드러냈는데, 이러한 단점을 해결하기 위해 인텔이 다시 빼든 카드가 바로 코어 아키텍쳐였다. 코드명(Conroe)의 65nm 공정 CPU로 처음 발표된 코어 아키텍쳐는 클럭당 처리 성능을 높인 새로운 아키텍쳐로 경쟁사에 비해 높은 성능을 달성할 수 있었고, CPU 시장에서 인텔의 아성을 굳히는 결정적인 계기로 작용할 수 있었다.
그 뒤 지난 2009년 등장한 네할렘 마이크로아키텍쳐에 이르러서는 메모리 컨트롤러가 내장된 다이 구조와 기존 FSB(Front Side Bus)를 대신하는 퀵패스 인터커넥트(Quick-path Interconnect)라는 새로운 버스 프로토콜을 적용하며 기존 방식의 CPU - 칩셋 구조가 가진 문제점이자, 인텔 플랫폼의 단점으로 십수년간 거론되어왔던 버스의 병목현상을 해결해 명실공히 시장의 선두주자로 자리잡게 되었다.
현재 인텔은 네할렘에 기반한 블룸필드 코어 및 린필드 코어, 그리고 모듈화가 용이한 특성을 살려 CPU와 GPU를 하나로 패키징한 클락데일 코어에 이르기까지 다양한 제품들을 출시해 왔는데, 어느덧 2년 가까운 시간이 흐르며 새로운 아키텍처로의 전환이 대두되고 있다.
이미 잘 알려진 바와 같이 인텔은 틱-톡(Tick-Tock) 전략이라는 이름하에 매년 아키텍쳐 - 공 정 개선을 반복해 신제품을 출시하는 전략을 세우고 있으며 45nm의 네할렘 마이크로아키텍쳐를 적용한 블룸필드, 린필드가 톡(Tock) 페이즈, 32nm 공정을 적용한 웨스트미어(Westmere)가 Tick 페이즈의 제품에 대응한다.
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▲ 샌디브릿지는 인텔의 Tock 페이즈에 해당하는 새로운 아키텍처의 프로세서 라인업이다
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그리고 이번 1월 6일 런칭한 샌디브릿지(Sandybridge) 아키텍쳐가 32nm 공정에 기반한 새로운 톡 페이즈에 해당하는데, 샌디브릿지는 기존 클락데일(Clarkdale)에서 처음 시도했던 것 처럼 CPU와 GPU가 통합된 프로세서이지만 하나의 다이에 완벽한 통합이 이루어져 있어 기존 32nm CPU 코어와 45nm GPU 코어가 멀티칩 패키징으로 하나의 기판에 올려져 있던 것과는 달리 진정한 통합 프로세서라고 불릴 수 있을만한 최초의 제품 중 하나이다.
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▲ 샌디브릿지의 코어 구조, GPU가 CPU와 하나의 다이 위에 올려져 있다.
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또한 링버스(Ring-bus) 아키텍처 적용 및 8MB의 L3 Cache, 암호화 처리능력 향상을 위한 AES-NI 명령어셋 및 부동소수점 연산 처리능력 향상을 위한 인텔 AVX 명령어셋 등이 추가된 것 역시 주요한 특징이다.
샌디브릿지 아키텍처는 기본적으로 전세대 제품인 네할렘 기반에 비해 혁신적인 변화나 월등한 개선 사항이 있는 것은 아니다. 물론 네이티브 on-die GPU라는 구조적 차이점이 있지만 이 그래픽 코어 자체가 하이엔드급 성능을 지닌 것이 아니라 엔트리-메인스트림급 유저를 위해 제공되는 것인 만큼 기능적인 면에서 확연한 차이점이 있는 것은 아니며, 메모리 컨트롤러 내장, 1칩셋 구성과 DMI 버스로 연결되는 점 역시 동일하다.
하지만 각 부분 부분을 따져본다면 이전 네할램 아키텍처에 비해 많은 부분이 '개선' 된 것을 확인할 수 있다. 코어 자체적으로도 GPU 부분이 완전히 CPU에 통합됨에 따라 회로의 효율성이 높아졌으며 GPU와 코어, 시스템 에이전트를 통합하는 버스인 링 버스 아키텍처가 적용되었다.
또, 코어와 독립된 L3캐시는 샌디브릿지에서 Last Level Cache(LLC)라는 이름으로 제공되는데, 기존 모든 코어가 L3 캐시를 공유하던 것과 달리 각각의 LLC가 코어마다 나뉘어 분배된 것이 특징이다.
이와같은 구성을 통해 개별 코어가 데이터에 접근할 수 있는 시간(레이턴시)이 단축되어 대역폭의 확장이라는 효과를 가져올 수 있으며, 링 버스 구조를 통해 GPU역시 LLC에 접근할 수 있어 GPU의 성능 처리 역시 향상되는 효과를 가질 수 있다.
또한 링 버스 아키텍처를 사용한 각 파트는 모듈러 구조를 기반으로 하는 만큼 큰 설계 변경 없이 자유롭게 CPU 코어를 확장할 수 있는 것 역시 부차적인 장점이라고 볼 수 있다.
멀티코어의 비효율성을 개선하기 위해 채용되었던 터보부스트(TurboBoost)역시 2.0 버전으로 업그레이드 되어 제공된다.
샌디브릿지는 과거 MCH의 역할을 하던 시스템 에이전트(System Agent)영역에 PCU(Power Control Unit)을 통합하고 있다. 또한 시스템 에이전트는 링 버스를 통해 그래픽 모듈과 코어 모듈을 제어할 수 있어 과거 코어의 동작만을 제어하던 터보부스트는 코어는 물론 GPU에까찌 제어 영역을 넓혔으며, 네할렘에서의 터보부스트가 TDP 이내에서 멀티플라이어 조절을 통해 클럭을 제어하던 것과는 달리 보다 세밀해진 PCU의 전력관리 알고리즘을 통해 TDP를 넘어서는 수준의 제어가 가능해짐에 따라 성능이나 효율성 면에서 더욱 개선되었다.
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▲ 샌디브릿지 코어는 터보부스트 2.0을 채택하고 있다.
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▲ GPU 역시 터보부스트의 클럭/전력 관리기능을 통해 전력 소모 절감 및 성능향상이 가능하다
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샌디브릿지 프로세서의 경우 CPU뿐 아니라 GPU영역이 하나의 칩에 통합된 만큼 GPU의 변화점 역시 주목할 부분이다.
샌디브릿지에는 기존 네할렘 아키텍쳐에 기반했던 통합 CPU인 코드명 클락데일(Clarkdale)에 포함되었던 Intel HD Graphics 를 보다 개선한 Intel HD Graphics 2000/3000 이 각각 라인업에 따라 적용되며 모바일 CPU의 경우 그래픽 코어 확장이 힘든 만큼 HD Graphics 3000 만을 사용할 것으로 알려져 있다.
이 두 가지 GPU의 차이는 실행 유닛(EU : Excution Unit)의 개수로 HD Graphics 2000은 6개의 EU를, HD Graphics 3000은 두 배인 12개의 EU를 내장해 성능을 구분한다. 또한 제품군에 따라 코어 자체의 동작 속도도 차이를 두고 있으며 앞서 언급한 것 처럼 터보부스트 2.0 기술로 인해 코어의 동작 클럭이 가변적으로 조정된다.
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▲ Intel HD Graphics 의 블록 다이어그램
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기본적으로 HD Graphics 2000/3000의 경우 DX10.1 을 지원해 기존 Intel HD Graphics 의 DX10 지원에 비해 소폭 향상되었으며 Shader Model 역시 4.0에서 4.1로, OpemGL은 2.1에서 3.0으로 업그레이드 되어 지원되지만 구성면에서 근본적으로 큰 차이를 보이는 것은 아니다.
하지만 멀티미디어 지원 능력이 강화된 것이 큰 차이점으로 하드웨어 동영상 가속기능 중 기존에는 지원하지 않던 H.264 코덱 및 MPEG2 기반의 인코딩 가속 기능이 추가되었으며 Total Color Control, Skin tone Detection Correction, Auto Contrast Enhanment 부분에 대한 전처리 역시 새롭게 부가된 부분이다.
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▲ 하드웨어 인코딩 가속 기능 등 멀티미디어 기능면에서의 성능 향상이 이루어진 것이 특징
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인텔에서 인텔 퀵싱크(Quick Sync) 기술이라 부르는 이들 기능의 추가로 인해 샌디브릿지는 과거 클락데일과 아란데일(Arrandale)에서 소프트웨어적으로 처리되던 전처리/인코딩 영역에서 GPU의 프로세싱 능력을 확용할 수 있어 최대 2배에 달하는 성능 향상을 얻을 수 있으리라 기대된다.
그 외 3D 디스플레이를 지원하는 HDMI 1.4 를 지원하는 것 역시 Intel HD Graphics 2000/3000 시리즈의 개선점이다.
샌디브릿지 제품의 경우 인텔이 기존 네할렘 기반 제품군에서 도입한 것과 같은 코어 시리즈 제품군으로 출시되며 i3/i5/i7 로 구분되는 라인업 분리 역시 동일하다.
다만 기존에 사용하던 LGA1156이 아니라 핀 수가 하나 줄어든 LGA1155 규격을 사용하는데, 과거 2004년 등장해 5년 가까이 쓰였던 LGA775에 비추어 볼 때 블룸필드의 LGA1366에서 린필드/클락데일의 LGA1156, 그리고 다시 LGA1155로의 빠른 변동은 다소 의아한 점이 아닐 수 없다.
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▲ 좌측이 린필드 코어의 Core i5-760, 우측은 샌디브릿지 코어의 i5-2500K
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이러한 변경점은 샌디브릿지에서 기존의 CPU와 다른 구조적 변화가 발생했기 때문인데, 과거 린필드 CPU까지는 별도의 클럭 제네레이터를 두어 CPU와 별도로 다른 하드웨어들의 클럭 제어를 분리할 수 있었고 이에 따라 PCI나 SATA, USB 같은 외부 인터페이스에 고정된 클럭을 할당할 수 있었다.
하지만 샌디브릿지에서는 외부 클럭 제네레이터 대신 샌디브릿지와 같이 사용되는 6시리즈 칩셋 내부에 클럭 제네레이터를 통합해 이를 모든 시그널을 기본 베이스클럭에 연동시키는 구조를 채택했는데, 이와 같은 구조는 메인보드의 설계시 디자인을 단순화해 비용을 줄일 수 있는 장점이 있지만 오버클럭면에서는 불리할 것으로 보인다.
또한 베이스클럭(BCLk) 자체도 이전까지 사용되던 133MHz 대신 100MHz를 기준으로 사용함으로서 기존과 차별을 두었는데, 이에 따라 샌디브릿지에서는 소켓 자체를 변경해 기존 제품군과의 호환성을 배제한 것으로 보인다.
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▲ 1개의 핀만 줄어든 LGA1155 소켓을 채용했지만 기존 LGA1156과 물리적 호환성은 없다
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테크노아에 입수된 제품은 i5 시리즈 라인업으로 출시되는 Core i5-2500K 제품으로, 기존 1세대 Core 프로세서 라인업에서 큰 인기를 얻고 있던 Core i5-760과의 성능 비교를 통해 간단한 제품 성능을 측정했다.
테스트 시스템은 이엠텍에서 수입 판매하는 Biostar의 P67 칩셋을 사용한 메인보드인 TP67XE Extreme에 2GB DDR PC3-12800 메모리 2개를 구성했으며, 비교 대상으로는 i5-760 CPU에 인텔 DP55KG 메인보드를 세팅해 사용했다.
먼저 컴퓨터 시스템의 전반적인 성능 비교가 가능한 종합 벤치마크 프로그램인 SiSoft의 Sandra 2011을 사용한 테스트 결과는 다음과 같다.
전반적인 CPU 성능에서 i5-2500K의 성능이 앞서는 것을 볼 수 있다.
다음은 Everst의 후속 버전인 AIDA64 v1.50 을 사용해 살펴본 메모리, 캐시 대역폭이다.
링 버스 구조를 채용한 샌디브릿지 코어의 i5-2500K가 기존 린필드 기반인 i5-760을 상회하는 것을 볼 수 있다.
새 명령어 셋이 추가된 만큼 AES256을 사용한 암호화 처리성능면에서도 i5-2500K의 성능이 월등히 높은 것을 볼 수 있다.
샌디브릿지는 지난 클락데일 CPU에 처음 채택된 32nm의 공정을 채택한 새로운 아키텍처의 CPU로 이전 세대 제품들에 비해 다양한 기능을 추가했으며 모듈화, 통합화로 내부 인터페이스의 처리 속도와 성능 효율을 보다 끌어올린 제품이다.
특히 렌더링이나 인코딩 등 멀티미디어 작업의 비중이 높은 사용자라면 기존에 비해 높은 퍼포먼스를 발휘할 수 있는 샌디브릿지의 등장이 반가울 수 밖에 없을 것이다.
하지만 기존 플랫폼을 사용할 수 없고 새로운 LGA1155 플랫폼의 메인보드까지 교체해야 하는 것은 간편한 업그레이드를 원했던 사용자들에게는 다소 불만족일 수 밖에 없는 부분이며, 또한 원천적으로 오버클럭에 한계가 있어 배수락이 해제된 K 버전의 CPU를 구입하지 않는 경우 사실상 오버클럭이 불가능한 것 역시 다소 아쉽게 느껴질 수 있는 부분이다.
현재 샌디브릿지는 메인스트림급에 해당하는 Core i5-2500과 하이엔드급에 위치하는 Core i7-2600 시리즈의 제품이 출시되어 기존의 i5-760과 i7-870 제품들을 대체하는 형식을 취하고 있는데, 아직 제품 출시 초기인 만큼 추후 가격이 안정화 되고 보급형인 i3 시리즈 제품군과 펜티엄, 셀러론 라인업이 등장하면 추후 경쟁사인 AMD에서 내놓은 새로운 불도저(Bulldozer)프로세서 시리즈와 시장에서 다시 한번 경쟁 구도가 펼쳐질 수 있을 것이다
출처 : http://www.technoa.co.kr/content/View.tch?pPageID=74048
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