<리뷰 & 벤치마킹>리뷰

　펜티엄4의 본격적인 변화는 바로 노스우드부터 시작된다고 봐야 할 것이다. 노스우드의 가장 큰 변화는 제조공정을 미세화했다는 것으로 낮은 전압에서도 움직일 수 있어 전력소비량을 줄이고 발열도 낮출 수 있다. 제조사 입장에서 살펴본다면 같은 면적에 많은 수의 트랜지스터를 집적할 수 있다. 단지 제조공정만 변했다면 그 의미는 반감될 것이다. 성능에 큰 영향을 미치는 것은 아니기 때문이다. 때문에 인텔은 노스우드를 선보이면서 성능에 큰 영향을 미치는 L2캐시 크기를 두 배로 늘렸다.

펜티엄4 코어. CPU는 여러 부위로 나뉘어 있으며 점점 더 복잡해지는 경향이 있다.

　

　보통 CPU는 L1과 L2라는 두 단계의 캐시를 갖추고 있다. 이 가운데 L1캐시는 CPU 내부의 데이터를 임시 보관하는 역할을 한다. 이른바 버퍼(buffer)라고 부르는 메모리 역할이다. 크기는 상대적으로 매우 작은데 펜티엄4의 경우 8 의 L1캐시를 달고 있다.

　반면 L2캐시는 상대적으로 속도가 빠른 CPU와 다른 부품, 특히 메모리와의 통신을 담당하는 역할을 한다. 지금의 CPU 동작속도는 다른 주변기기에 비해 비정상적이라고 할 만큼 빠르다. 예를 들면 펜티엄4 2.4㎓는 달리 말해 2400㎒라는 뜻이지만 PCI슬롯은 불과 33㎒, AGP는 66㎒도 작동한다. PC용 메모리 가운데 가장 속도가 빠른 램버스램의 경우에도 겨우 PC-800, 클록으로는 400㎒ 수준에 불과하다. CPU하고는 엄청난 속도차이가 난다.

　이런 속도격차를 조금이나마 줄이고자 도입한 기술 가운데 하나가 바로 L2캐시다. 최근의 CPU 개발에서는 이러한 L2캐시의 중요성이 점점 커지고 있어 크기를 늘리고 속도를 높이는 방향으로 개발되는 추세다.

　

　구분 펜티엄4(윌라멧) 펜티엄4(노스우드)

　패키지 소켓 423/478 소켓 478

　제조공정 0.18㎛ 0.13㎛

　동작전압 1.7V 1.5V

　전력소비량 75W 52.4W

　L2캐시 256 512

　레이턴시 9-18 16-17

　이론적인 대역폭 64Gb/s 64Gb/s

　

　노스우드까지 단계를 거친 펜티엄4는 이미 예고한대로 FSB를 끌어올리는 방법을 택하고 있다. 그럼 FSB는 무엇이고 성능에는 어떠한 영향을 미치는 것일까.

인텔의 로드맵을 살펴보면 노스우드를 뒤이어 FSB 533㎒ 펜티엄4가 선보인다. 펜티엄4 기반의 셀러론 역시 곧 선보일 예정이다.

　

　지금의 펜티엄4는 흔히 FSB 400㎒라고 한다. 하지만 엄밀히 말한다면 FSB는 100㎒라고 보는 것이 옳다.

　FSB(Front Side Bus)란 CPU와 메인메모리 사이의 버스를 뜻한다. 상충되는 개념인 BSB(Back Side Bus)는 CPU와 L2캐시 사이의 버스를 의미한다. 보통 BSB를 거론하는 경우는 극히 드물다. 최근에는 코어클록과 L2캐시의 클록이 같은 경우가 대부분이기 때문이다. 대부분의 경우에는 BSB가 FSB를 앞선다.

　비록 FSB가 CPU와 메인메모리 사이의 버스클록을 말하기는 하지만 반드시 메인보드의 노스브리지(또는 MCH)를 거치게 마련이다. 따라서 FSB는 시스템 전체의 동작속도에 큰 영향을 준다.

　

　 인텔 845보드의 다이어그램. FSB 400㎒는 CPU와 MCH 사이에만 적용된다. 전체적인 FSB는 100㎒인 셈이다.

　

　이런 FSB의 개념은 486을 넘으면서 CPU클록을 쉽게 끌어올리기 위한 방편의 하나로 이용돼왔다. 즉 CPU는 내부배수율×FSB로 클록속도를 정하고, 나머지 주변기기는 FSB에 맞춰 클록을 맞추는 방법을 이용했다. 예를 들면 FSB가 400㎒인 펜티엄4 2.0㎓의 경우 이 클록은 CPU와 MCH, 그리고 메모리 사이에만 적용된다. 나머지 구간은 여전히 100㎒로 작동한다. 달리 생각하면 CPU와 MCH, 그리고 메모리 사이에만 4배로 작동한다고 봐도 좋다. 지금 펜티엄4의 FSB를 진정으로 400㎒라고 하기에는 어딘가 걸리는 구석이 남는 이유이다. PCI의 경우 100/3=33.3㎒, AGP의 경우 100/2=66.6㎒ 같은 식으로 클록이 정해진다. FSB가 시스템 전체의 성능에 영향을 미친다는 것은 이런 이유 때문이다. 즉 단지 CPU와 메인메모리 사이의 버스가 아닌 시스템 전체의 속도를 정의한다고 보아도 좋은 것이다.

　

　FSB 533㎒의 펜티엄4. 18×533으로 작동하는 제품이다. 샘플이어서 자세한 정보가 음각돼 있지는 않다.

　이번에 인텔이 선보인 것은 이런 FSB를 533㎒, 다시 말해 133×4로 끌어올린 제품이다. 펜티엄4 2.4㎓의 경우 24×100으로 작동한다. CPU 안쪽에서 2400㎒로 움직이던 데이터는 CPU 바깥으로 나오는 순간 100㎒, 인텔의 주장을 그대로 따르면 400㎒로 움직이게 된다. CPU 속도와는 엄청난 격차가 벌어지는 것이다. 이를 조금이나마 메우기 위해 L2캐시를 늘리고 속도 역시 코어 클록과 같은 정도로 빠르게 하고는 있지만 어쩔 수 없는 병목현상이 생긴다. 마치 고속도로에서 빠르게 달리던 차량이 톨게이트를 지나 시내도로로 들어서면서 정체현상이 생기는 것에 비유할 수 있다.

　FSB를 올리게 되면 이런 병목현상을 조금이나마 줄일 수 있다. 즉 같은 2.4㎓ 펜티엄4라고 하더라도 24×100(FSB 400㎒)보다는 18×133(FSB 533㎒) 제품에서 더 좋은 성능을 기대할 수 있는 것이다. 인텔이 FSB 533㎒ 펜티엄4를 선보인 이유가 바로 이 때문이다.

　이미 인텔은 이런 제품을 펜티엄Ⅲ 시절에도 선보인 바 있다. 예를 들면 펜티엄Ⅲ 600㎒의 경우 무려 세 가지 서로 다른 제품이 선보였다. E와 B라는 문자로 구분을 했는데 E는 당시로서는 최신인 0.18미크론 공정, B는 FSB 133㎒을 뜻했다. 따라서 600E(6×100㎒/0.18미크론 공정), 600B (4.5×133㎒/0.25미크론 공정), 600EB (4.5×133㎒/0.18미크론 공정)의 다양한 모델을 선보인 적이 있다.

　물론 당시에는 카트마이에서 코퍼마인코어로 변하는 시기여서 이렇게 복잡한 제품들이 선보였던 것이다.

　600㎒의 경우 클록이 맞아떨어지니 상관이 없지만 그 후에는 클록이 좀 복잡해지는데 펜티엄Ⅲ 733·766·800·866·933 같은 제품이 바로 FSB 133㎒를 쓴 경우다. 이번에 선보인 펜티엄4 2.4㎓의 경우에는 18×133=2394≒2.4가 성립되지만 앞으로는 2.53㎓ 같은 복잡한 펜티엄4가 선보인다는 뜻도 담겨있다.