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여기서는 90nm 공정을 적용하였던 Prescott 코어와 비교하여 65nm 공정을 적용하여
상당 부분 개선된 Presler 코어로의 교체로 변화된 부분들을 알아보도록 하자.
65nm 공정으로 제조된 Presler
Prescott 코어와 비교하여 가장 먼저 떠오르는 부분은 기존 90nm 공정에서 65nm의
공정이 적용되었다는 부분이다.
[90nm 50nm 게이트 트렌지스터 (좌)/ 65nm 35nm 게이트 트랜지스터 (우)]
먼저 트렌지스터의 구성이 달라지게 되었는데 90nm 공정의 경우 50nm의 게이트를 적용한 트렌지스터를 사용하고
있었으며, 65nm 공정의 적용으로 인하여 35nm 게이트를 제공하는 트렌지스터를 적용하고 2세대 strained
silicon은 10 ~ 15% 정도의 성능 향상을 가져왔다. 크기는 작아지면서 전력 소모량의 감소와 빠른
데이터 이동이 가능하게 되어 성능 향상에도 영항을 미치게 되었다.
[90nm 7층 구성 (좌)/ 65nm 8층 구성 (우)]
90nm 공정에서 적용되던 7층 구리 연결 방식과 Low-K 유전체를 사용하였던 것에 65nm
공정이 적용됨으로 인하여 8층으로 더욱 집적되고 향상된 Low-K 유전체의 적용으로 같은 크기라도 더 많은 트랜지스터를
내장할 수 있고 이로 인한 성능 향상과 함께 회로들이 사용하는 전력 소모량은 오히려 감소하게 되었다.
일반적으로 공정이 개선되면 CPU에서 발생되는 발열량과 소비전력이 감소하는 것으로 알려져 있는데
Prescott의 경우 130nm 공정을 적용하였던 NorthWood 코어와 비교하여 오히려 높은 발열량과 전력소모량을
보여 초기 제품들은 기술적으로 90nm 공정 적용에 어려움이 있었다는 것을 증명하고 있다. 그러나, 65nm 공정은
CPU에서는 상당히 빠르게 적용된 CPU 제조 기술이라고 할 수 있는데 90nm 공정에서 겪었던 문제들을 상당 부분 해결하고
있으며,
성능의 향상과 발열량 및 소비전력 감소로 90nm 공정 대비 향상되었다.
달라진 듀얼 코어 구성
[SmithField Dual Core]
[Presler Core]
기존 SmithField Core의 경우 두 개의 코어가 서로 인접하게 밀착되어 있고 버스
입출력 인터페이스를 이용하여 Front Side Bus (FSB)와 데이터를 공유하고 있다. 대신 하나의 코어에 문제가 생기면 다른
코어에도 영향을 미쳐 동시에 문제를 발생하게 된다. 그러나, Presler는 아예 코어를 두 개로 분리하여 하나의 코어에
문제가 발생하여도 다른 하나는 이상 없이 작동하도록 독립되어 설계되었고 두 코어 간의 간격은 5mm이다.
그렇지만, 여전히
CPU간의 커뮤니케이션을 하는 방식이 아니고 코어만 두 개로 분리한 방식이라서 CPU와 MCH, MCH와 메모리 간의
데이터 이동에 FSB800MHz 제품들이 제공할 수 있는 6.4GB의 대역폭은 병목현상을 야기 시키게 된다. 955XE
같은 제품은 FSB 1066MHz를 적용한다고 하지만 어느 정도의 개선이 있을 뿐 근본적인 해결책은 될 수 없다.
또한, L2캐쉬 용량의 증가도 살펴볼 수 있다. 물론, 기존 Prescott 코어의 경우도
6시리즈에서는 2MB로 용량을 증가시켰다. 그러나, 듀얼 코어인 PentiumD SmithField의 경우에는 하나의 코어 당
1MB의 L2캐쉬를 제공하였는데 Presler 코어의 경우 기본적으로 2MB의 L2캐쉬를 제공하고 듀얼 코어인
PentiumD Presler의 경우 2MB의 늘어난 L2캐쉬 용량을 제공한다. 이에 따라 늘어난 캐쉬의 성능 향상 부분도
기대해볼 수 있다.
또, 65nm 공정 적용으로 이미지에서 보여지듯이 L2캐쉬가 차지하는 부분과 핵심 코어
부분의 크기를 비교해 보아도 전체의 크기는 상당부분 감소하였다.
변화없는 내부 작동 방식
[SmithField (좌)/ Presler (우)]
버스 입출력 인터페이스는 크게 변화를 보이지 않았으며, Presler도 여전히 두 개의 코어가
따로 분리 되었을 뿐 Front
Side Bus (FSB)를 공유하는 방식을 유지하고 있다. 이에 따라 FSB800MHz에 머물러 있는 현재의 데스크탑용
일반 CPU들은 6.4GB/s의 대역폭을 보여주는데 CPU와 MHC, MCH와 메모리 간의 데이터 이동에서는 여전히
병목현상을 보일 수 밖에 없다. 또한, AMD Athlon64 듀얼 코어 CPU들과 비교하면 각각의 비효율 적인 연산의
과정을 진행하는 등 비효율성을 보여 전체 듀얼 코어의 효율이 떨어지게 된다.
반면, AMD Athlon64 듀얼 코어 CPU들은 코어 간에 커뮤니케이션을 직접할 수 있으며,
메모리 컨트롤러로 또한 내장되어 있어 효율성이 높다. 또한, Hyper Transport가 제공하는 빠른 데이터 처리
능력도 함께 이런 병목현상 등을 최소화할 수 있어 처리 능력이 뛰어나다. 그렇기 때문에 Pentium Extreme Edition CPU 제품들의 경우에는 FSB의
속도를 1066MHz로 끌어 올려 병목현상을 줄이는 방식을 이용하고 있다.
SmithField와 Presler 비교
[SmithField/ Presler/ Cedar Mill/ Dempsey/
Paxville 비교]
90nm 공정을 적용한 Smithfield와 65nm 공정을 적용한 Presler 제품들을
비교한 표인데 공정의 미세화로 다이 사이즈감소와 다이 당 제조 비용의 감소로 보다 많은 CPU를 저렴하게 생산할 수 있는
장점을 제공하고 있다.
Single 코어 버전의 Presler를 Cedar Mill, Dual 코어 버전의
PeniumD Presler, Xeon버전의 Presler를 Dempsey, Xeon버전의 듀얼 코어 Presler를 Paxvill이라 부른다.
EIST, Enhanced Halt State,
Thermal Monitor2는 2006년 2분기에...
CPU의 사용률에 따라 클럭과 전압을 낮추어 발열과 소비전력을 감소하게 만드는
EIST (Enhanced Intel SpeedStep Technology)와 Enhanced Halt State는
프로세서의 동작 속도를 변경시키면서 그와 함께 전압을 낮추어서
효과적인 전원 관리 기능을 제공하며, Thermal Monitor2는 프로세서 자체에서 정해진 온도에 이르면
코어에 사용되는 전압과 클럭을 낮추어 주는 기능을 제공한다.
그러나, 현재 발표되어진 Presler CPU 제품들은 EIST, Enhanced Halt
State, Thermal Monitor2의 기능들을 포함하고 있지는 않다. 이런 기술들이 포함된 CPU는 2006년 2분기에는 내놓을 예정에 있으며, 대신 위험 온도가 되었을 때 작동 속도와 전압을 낮춰 CPU의 손상을 방지하는 Thermal
Monitor1은 유지되고 있어 최소한의 방어막은 제공하고 있다.
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