3. 진정한 32nm 차세대 아키텍처 샌디브릿지
폴 오텔리니 CEO에서 이어 첫 날 프리젠테이션을 진행했던 데이비드 펄뮤터(David Perlmutter) 인텔 모빌리티 그룹 수석 부사장 겸 총괄 책임자는 인텔 서버-클라이언트 분야의 핵심인 샌디브릿지 아키텍처의 발표와 이에 기반한 다양한 제품들을 시연했다.
10코어-메모리 용량 2배, 서버용 웨스트미어-EX
샌디브릿지 발표에 앞서 데이비드 펄뮤터 부사장은 서버용 프로세서 제품군인 웨스트미어(Westmere)-EX를 탑재한 제온(Xeon)을 신제품으로 소개했다. 네할렘-EX의 후속 모델인 웨스트미어-EX 제온은 32nm 공정으로 만든 서버용 10코어 프로세서로 하이퍼스레딩 기술을 탑재해 20스레드를 동시에 실행할 수 있다.
코어 숫자는 네할렘-EX(8코어)보다 2개 더 늘어났지만 지원 메모리 용량은 2배 증가해 1 DIMM당 32GB 메모리를 지원하며, 4 CPU 기반 64 DIMM 시스템에서 2TB의 메모리 장착이 가능하다.
32nm 공정에 CPU+GPU 통합, 샌디브릿지 아키텍처
인텔은 새로운 프로세서 '샌디브릿지'에 탑재된 마이크로아키텍처에 대해 '눈에 띄게 지능적인(The Visibly Smart)' 아키텍처라는 이름을 붙였다. 비저블 스마트 아키텍처를 탑재한 2세대 코어 제품군에는 프로세서의 성능과 배터리 수명을 높이고 비주얼 관련 기능을 프로세서에 바로 내장시켰다.
인텔 틱톡(Tick-Tock) 전략은 하나의 공정을 2개로 나눠 처음에는 이전 세대의 아키텍처를 사용하면서 새로운 미세 공정으로 제조(Tick)하고, 다음에는 해당 공정에 새로운 마이크로프로세서 아키텍처 설계를 적용하는(Tock) 단계로 나눠진다.
이와 같은 아키텍처-공정의 엇박자 구성은 CPU 설계 및 공정 개선에 걸리는 시간을 교차시켜 신제품 출시 시기를 2년 주기에서 1년으로 단축시킬 수 있다. 32nm 웨스트미어 공정의 코어 i3/i5/i7 프로세서가 출시된 것이 올해 초지만, 인텔은 32nm 공정에 새로운 아키텍처 설계가 들어간 샌디 브릿지를 내년 초에 출시할 수 있는 여력을 갖췄다.
샌디 브릿지 이후에는 같은 마이크로아키텍처를 보다 정밀한 22nm 공정으로 생산하는 아이비 브릿지(Ivy Bridge)가 나올 예정이다.
샌디브릿지 기반 프로세서들은 차세대 하이-K 메탈 게이트(HKMG) 트랜지스터와 32나노 공정 기술을 통해 인텔 생산 설비에서 만들어진다. 같은 32nm 공정을 사용했지만 웨스트미어 아키텍처는 32nm 공정으로 만든 CPU와 45nm 공정으로 따로 만든 GMCH를 하나처럼 보이게 패키징만 한 꼴이었다.
그러나 10억개의 트랜지스터를 집적한 샌디브릿지 아키텍처는 CPU와 GPU 모두 다이 하나에 통합시켜서 설계했다. 과거 듀얼 코어 프로세서로 치면 펜티엄 D에서 코어 2 듀오로 넘어가는 극적인 변화가 CPU + GPU 제품에도 이뤄진 것이다.
특히 새로운 프로세서 제품군에는 새로운 '링(ring)' 아키텍처가 적용되는데, 이는 내장된 프로세서 그래픽 엔진에서 캐시나 메모리 장치와 같은 자원을 프로세서 코어와 공유하여 디바이스의 컴퓨팅 및 그래픽 성능을 높이는 동시에 에너지 효율성을 유지할 수 있게 한다.
인텔 AVX(Advanced Vector Extensions) 명령이 포함되어 부동소수점 연산 성능이 강화되고, 하이퍼스레딩, 터보 부스트, DDR3 메모리 컨트롤러 내장, 새로운 256bit 명령어 세트, 대역폭 향상을 위한 인터커넥트 기술 등이 들어간다.
또한 차세대 인텔 코어 프로세서에는 인텔 터보 부스트 기술도 업그레이드되었다. 이 기능을 통해 프로세서 코어와 프로세서 그래픽에 대한 연산을 자동으로 분배할 수 있어 사용자들이 높은 성능을 원할 때 즉각적으로 대응한다.
프로세서의 제조 공정 만큼이나 내장 그래픽 성능도 비약적으로 올라갔다. 인텔은 과거 IDF 2007에서 당시 65nm였던 프로세서에 비해 90nm 공정의 내장 그래픽 메인보드 칩셋의 성능은 낮았으며, 2010년 GPU가 CPU와 같은 32nm 공정이 되면 GPU 성능이 10배로 높아질 것이라고 발표했었다.
그러나 IDF 2010에서 인텔은 CPU와 GPU가 통합된 샌디브릿지 프로세서의 내장 그래픽 성능이 IDF 2007에서 전망했던 10배보다 훨씬 더 증가한 25배까지 증가했다고 밝혔다. 인텔은 낮은 사양의 외장 그래픽 카드와의 성능 비교를 시연해 샌디 브릿지의 그래픽 성능이 저가형 그래픽 카드와 견줄 수 있는 수준으로 올라갔음을 보여주었다.
그 동안 인텔 CPU에 비해 낮은 성능으로 인텔 통합 플랫폼의 발목을 잡았던 내장 그래픽은 네할렘에 가반한 코어 i3/i5/i7에 이어 샌디브릿지 마이크로아키텍처에서 성능이 더 올라갔다. 이를 바탕으로 인텔은 모바일 플랫폼에서의 비주얼 컴퓨팅 전략을 구사할 수 있게 되었다.
비주얼 컴퓨팅에는 단순히 게임만이 아니라 멀티미디어 컨텐츠의 재생이나 편집, 변환, 외부 출력, 무선 디스플레이 기술, 3D 디스플레이 등 다양한 컴퓨팅 환경이 포함된다.
데스크탑, 모바일, 그리고 서버용 샌디브릿지 프로세서
샌디브릿지가 탑재되는 2세대 코어 i3/i5/i7의 로고도 바뀌었다. 비저블 스마트 컴퓨팅 솔루션이라는 이름으로 등장하는 2세대 인텔 코어 프로세서 패밀리는 인텔 인사이드 로고와 제품 라인업 명칭 사이가 살짝 벌어지고 CPU 아키텍처가 보인다. 샌디브릿지 기반 2세대 인텔 코어 프로세서 패밀리는 2011년에 발표될 예정이다.
같은 샌디브릿지 코어를 사용하지만 데스크탑과 모바일 제품에 따라 패키징 방식과 프로세서 크기가 달라진다. 얼마 전 유출된 샌디 브릿지 프로세서 라인업에 따르면 데스크탑 프로세서는 고클럭으로 성능을 향상시킨 모델에 중점을 두고, 모바일 제품군은 일정 TDP 이하를 유지하는데 주력하고 있다.
코어 마이크로아키텍처 이후 계속 이어지는 서버-데스크탑-모바일 아키텍처 통합은 샌디브릿지에서도 지속된다. 인텔은 샌디브릿지 아키텍처가 컴퓨트 연속체라는 자사의 슬로건을 위한 것이라고 소개하는데, 여기에는 서버, 워크스테이션, 데스크탑, 노트북 외에 임베디드 커뮤니케이션과 비디오, 디지털 신호 등의 임베디드 분야도 포함되어 있다.
한편, 인텔은 웨스트미어-EX 다음 세대인 샌디브릿지 기반의 서버 프로세서 로드맵도 발표했다. IDF 2010에서 32 스레드를 이용하며 새로운 AES 명령어 세트(ASESNI)를 활용하는 화상회의 시스템 소프트웨어인 비됴(Vidyo)를 실행시키며 듀얼 프로세서 차세대 인텔 제온 프로세서 서버를 시연했다.
2 소켓 서버 및 워크스테이션을 위한 차세대 제온 프로세서는 프로세서 당 8코어와 16스레드를 실행하며, 2011년 하반기 생산 예정이다. 그 이후에 나오는 서버 프로세서는 클라이언트 PC와 같은 아이비 브릿지를 기반으로 한다.
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