최고를 위해! 소켓939로 새롭게 태어난 Athlon 64 3800+ Page 7:: 보드나라

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전송 2004-06-07 10:38

[리뷰]
최고를 위해! 소켓939로 새롭게 태어난 Athlon 64 3800+

1. 처음	2. Athlon 64 3800+ 살펴보기 (1) (외관)
3. Athlon 64 3800+ 살펴보기 (2) (쿨러)	4. 지원 메인보드 - MSI MS-6702E
5. Cool'n'Quiet	6. 성능테스트 - 기본 정보 확인 / 테스트 환경
7. 성능 테스트 - 기본 성능	8. 성능 테스트 - 3D 가속 성능
9. 발열량	10. 성능/발열 모두 Best, 하위 제품군이 필요하다!!

7. 성능 테스트 - 기본 성능

테스트는 Athlon 64 3800+ (2.4GHz)를 배수 조절을 통해 3200+와 동일한 2.0GHz로 낮추어 낮아진 캐쉬 용량과 듀얼채널을 통해 추가로 확보된 메모리 대역폭이 어느 정도 성능 향상에 영향을 주는지 확인해 보았다.

산드라 2004를 통해 확인한 결과는 캐쉬 용량의 증가를 반영하지 못한다. 캐쉬 용량이 더 큰 3200+가 약간씩 더 높은 수치를 나타내긴 했지만, 3200+를 설치한 ZNF-250 메인보드에 인가되는 FSB는 200.5이며, 3800+에는 200.0이기 때문에 FSB에 따른 오차 정도만 반영하고 있는 것이다.

Athlon XP 프로세서까지는 iSSE2 명령셋을 지원하지 않기 때문에 산드라 프로그램에서는 MMX나 3DNow!등의 명령셋을 통해 멀티미디어 성능을 표기했는데, Athlon 64 프로세서는 iSSE2 를 지원하기 때문에 인텔과의 비교가 가능해졌다. iSSE2 함수는 인텔의 기술이기 때문에 인텔 펜티엄4 2.4C 프로세서가 동클럭에서 Athlon64 3800+보다 더 높은 성능을 보이고 있다. 이러한 차이는 3800+와 비교 대상이 되어야 할 프레스캇 3.8E 프로세서에서는 더 큰 차이를 내게 될 것이며, 따라서 iSSE2를 지원하는 어플리케이션에서는 Athlon 64 3800+와 Prescott 3.8E의 대결에서 Prescott이 압도적인 우위를 차지하게 될 것이다.

과학연산을 표방하는 ScienceMark를 통해 알아본 CPU의 특성 데이터이다. Compiled / 3DNow! / SSE는 x86 표준 함수와 AMD 고유의 3DNow! 함수, 그리고 인텔의 SSE 명령셋을 통해 Matrix (행렬) 연산을 수행한 결과이다. 전용 명령셋에서 성능 향상이 크다는 점도 확인할 수 있었고, 3DNow!보다는 SSE가 행렬 연산에 더 유용하다는 점도 확인 할 수 있다. 그리고 결정적으로 펜티엄 4 2.4GHz와 Athlon 64 3800+(2.4GHz)가 동클럭에서 x86 표준 명령셋의 성능 차이가 상당히 크다는 것을 확인할 수 있다. 누차 이야기 하듯 공정한 비교가 아니기 때문에 Athlon 64가 무조건 좋다고 말할 수 없지만, 아키텍쳐의 차이는 동작 클럭이라는 숫자를 아무 의미도 갖지 못하게 만들어버리는 것을 알 수 있다.

L1 캐쉬와 L2 캐쉬의 속도도 흥미로운 결과를 나타내는데, L1 캐쉬의 성능은 Athlon 64가, L2 캐쉬의 성능은 노스우드-펜티엄4 프로세서가 큰 폭으로 앞선다. 프레스캇 프로세서를 테스트에 참여 시켰다면 아마 더 재밌는 결과가 나타났을 것이다. 일반적으로 L1 캐쉬와 L2 캐쉬 중 용량이 작은 L1 캐쉬보다는 상대적으로 용량이 큰 L2 캐쉬에서의 검색 적중률이 더 높기 때문에 L2 캐쉬의 용량과 속도가 성능에 영향을 많이 미친다. 그러나 Athlon 64 3800+의 L1 캐쉬 용량은 노스우드-펜티엄4에 비해 8배나 많고, 따라서 L1 캐쉬에서 적중 빈도가 펜티엄4 프로세서에 비해 높아 L2 캐쉬로 검색 과정이 이양 되기 전에 프로세싱이 완료되는 경우도 많아지게 되고, L2 캐쉬의 빠른 속도로 인해 지연시간도 짧아지므로 L2 캐쉬의 속도가 빠른 노스우드-펜티엄4가 항상 더 유리하다고 볼 수만은 없다.

이번에 발표된 소켓 939 프로세서 제품군은 듀얼채널 메모리 컨트롤러를 탑재하고 있고, 따라서 메모리 대역폭 면에서 비약적인 발전을 이루었다. 흔히 숫자놀음에 사용되는 산드라 메모리 대역폭 테스트에서 CAS 2.5-3-3-6의 그리 타이트하지 않은 셋팅으로도 5900~6000MB/s에 달하는 높은 스코어를 기록하고 있다. 이론상 최대치가 6400MB/s 이기 때문에 90%가 넘는 높은 효율을 나타내는 것이며, 메모리 컨트롤러와의 거리가 0인 Athlon 64의 특성을 펜티엄 4 프로세서가 절대 따라잡을 수 없는 항목이다.

펜티엄 4 프로세서에서는 산드라와 다른 프로그램 (ScienceMark와 PCMark04)에서 측정된 대역폭의 차이가 큰데, Athlon 64에서는 그 차이가 적은 편이라는 점을 주목해 보자. 200 * 4의 구조로 6.4GB/s의 FSB 대역폭을 억지로 만들어낸 펜티엄 4 프로세서에서는 4개의 파이프라인 구조가 풀가동 될 상황을 제외하고는 듀얼채널에 따른 대역폭 향상이 갖는 이점을 제대로 살리지 못했다. 비록 효율은 낮더라도 200 *2로 FSB가 낮은 Athlon XP에서는 구조상 확보할 수 없는 대역폭이었기에 K7 vs P4의 경쟁에서는 P4가 압도적인 성능 우위를 차지할 수 있었지만, Athlon 64의 고효율 메모리 컨트롤러에 듀얼채널 대역폭까지 확보된 상태에서는 실 성능 면에서 상황이 완전히 역전된 것이다.

그런데, 배수 조절로 클럭을 낮춘 2.0GHz의 Athlon 64 3800+의 메모리 대역폭이 2.4GHz로 동작할 때에 비해서 낮아진 것을 보고 의아해 하는 분들이 계실 것이다. 노스브리지에 메모리 컨트롤러가 포함되어 있던 과거의 플랫폼의 개념대로 생각하자면 쿨앤 콰이어트 기능이 배수가 아닌 FSB를 낮추는 것이 아닌지 의심을 할 수도 있을텐데, Athlon64에서의 메모리 컨트롤러 개념은 다르다.

CPU - 노스브리지(MCH) 구조	CPU에 MCH가 내장된 구조
*호스트 클럭 배수 = CPU 클럭 메모리 대역폭 ∝ FSB = 호스트 클럭**	*CPU 클럭 = 호스트 클럭 배수 메모리 대역폭 ∝ FSB = CPU 클럭**
메모리 대역폭은 배수와 독립적	메모리 대역폭은 배수에 비례

필자도 혼용해서 사용하고 있는데, 과거에는 호스트 클럭과 FSB가 동일했지만, Athlon64에서 조절할 수 있는 FSB가 의미하는 것은 호스트 클럭이 옳은 표현이며, 원래 CPU와 노스브리지 사이의 버스 대역폭을 의미하는 FSB(Front Side Bus)의 개념은 CPU가 메모리 컨트롤러를 포함하고 있기 때문에 CPU의 클럭과 1:1이 된다. 따라서 메모리 클럭은 호스트 클럭과 비례하는 것이 아니라 배수가 적용된 상태의 CPU 클럭과 비례하게 된다. 쿨앤 콰이어트의 배수 조절은 Athlon XP에서처럼 메모리 클럭의 변동 없이 CPU의 배수만 낮추는 것이 아니라 CPU의 클럭을 낮춤과 동시에 메모리 컨트롤러의 클럭도 낮추게 되므로 메모리 대역폭이 낮아지는 것이다.

SuperPi 테스트를 보면, 앞에서 살펴본 CPU 및 메모리 대역폭이 단순연산 성능에 미치는 영향을 쉽게 알아볼 수 있다. 똑같은 클럭에 똑같은 듀얼채널 DDR400 메모리를 사용하고도 40%가 넘는 시간을 단축한 Athlon 64 3800+의 성능은 PR 레이팅 3800+만큼의 가치를 해 내고 있다. 하이퍼스레딩을 배제했다면 클럭대 클럭의 싸움에서 차이는 더 크게 벌어졌을 것이다. 효율을 얼추 계산해보자면 펜티엄4의 구조로 Athlon64 3800+와 동등한 성능을 내려면 최소한 3.4GHz 이상의 클럭은 필요할 것이다. 클럭을 낮춘 Athlon 64 3800+(@2.0GHz)와 3200+의 차이가 의외로 적은 편인데, 비록 메모리 대역폭의 차이는 컸지만 단순연산의 반복에서 두 배나 많은 용량을 갖는 L1 및 L2 캐쉬의 성능이 차이를 만회한 것으로 생각된다.

하이퍼스레딩과 추가 명령셋을 모두 지원하기에 인텔에 상당히 유리한 TMPG_Enc에서도 Athlon 64 3800+는 상당히 앞서고 있다. 하지만, 이 정도 차이로는 인텔의 동급 프로세서와 대결한다면 Athlon 64의 패배가 불 보듯 뻔하다. 3DMark2003의 CPU 테스트 항목에서도 차이가 크다. GPU가 지원하지 않는 명령셋이 포함되어 있는 렌더링에서는 CPU가 많은 부담을 지게 되는데, 그런 상황에서 하이퍼트랜스포트 대역폭도 넓고, 클럭대비 효율이 좋은 Athlon64 프로세서는 제대로 실력발휘를 할 수 있을 것이다.