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[질문] 불도저의 실패 원인은 무엇인가요.

떼삼사 | 조회 286 | 추천 1 | 2017.05.01. 23:06 http://drmola.com/bbs_free/163284

생각해보니 불도저 마이크로아키텍처의 문제가 깊은 파이프라인으로 인한 문제인지, 아니면 CMT 구조 자체의 문제인지 궁금합니다.

물론 일차적으론 깊은 파이프라인의 문제이겠지만 젠 마이크로아키텍처에서 CMT 갈아엎고 SMT로 간 걸 보면 CMT에도 문제가 있던 것인지 궁금합니다.

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떼삼사

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Profile image Dr.Lee 2017.05.01 23:11
둘 중 하나만이 문제일 필요는 없죠!! 둘 다 문제였을 겁니다 ㅋㅋ
Profile image 떼삼사 2017.05.01 23:14
그렇다면 CMT 구조에는 어떤 문제가 있었을까요? 아직까지 CMT 구조의 구체적인 문제에 대해 적은 글을 본 적이 없어서 말이지요...
Profile image Dr.Lee 2017.05.01 23:21

http://drmola.com/pc_column/135298 이 글을 참고하시기 바랍니다! (아래 이미지는 링크 본문 중에서 발췌한 것)

 

카드뉴스-CPU WARS 06.020.jpeg카드뉴스-CPU WARS 06.021.jpeg

Profile image TundraMC 2017.05.02 00:12
일단 CMT 자체도 자체지만 그로인해 생길 성능하락에 대한 대비책을 거의 안해놨다는게 문제 아닐까요?
예전에 IYD에서 ㄷㄱ님이 불도저 공개된 정보+상상력을 발휘해 추가 한 구조에서는 (http://udteam.tistory.com/57 http://udteam.tistory.com/73
http://udteam.tistory.com/438) 대충 병목 생겨도 투반대비 33%의 성능향상이 생겼고 병목이 안걸릴경우는 78%(!!!)정도의 성능향상이 있을 것이라고 예측하신걸 본 기억이 있네요...
근데 실제로 까놓고보니까 추가하신 부분들이 반영이 안되있었고 결과는 아시는대로 ("실성능은 투반에 밀려 당혹스럽습니다") 투반대비 66%밖에 성능을 못뽑는 대참사가...(이때문인지 ZEN 예측에서는 보수적으로 잡으셨었죠...ㅋㅋ)
Profile image Dr.Lee 2017.05.02 08:58
Zen 예측을 따로 보수적으로 한 건 아니고, 불도저 출시 전 가정되었던 스펙이 틀렸기 때문입니다. 예를 들어 당시에는 FPU 부분이 3개의 FMAC / SIMD 유닛으로 가정되었는데 실제로는 2개였고 (따라서 예측한 성능의 2/3으로 폭락), K10 대비 78%로 늘어난 스루풋은 재정렬 버퍼(ICU) 용량을 기준으로 계산된 것인데 여기서 K10은 '코어', 불도저는 '모듈' (=2코어) 단위라는 걸 감안하셔야 합니다. 즉 1개 코어끼리 비교하면 K10의 89% 수준이 되죠!
Profile image TundraMC 2017.05.02 13:44
아...1모듈이라는걸 감안하지 않고 읽었었군요...
제가 아직 초딩이었을때 읽었었던거라 그런부분을 미처 생각하지 못하고 기억해버렸군요...!
Profile image Dr.Lee 2017.05.02 14:24
초... 초등학생?!?!?!?!?! (히이이이익)
Profile image york 2017.05.02 23:43
히이이이이익 (2)
Profile image 삑점 2017.05.05 13:15

불도저는 아무래도 최초로 시도하는 구조이다 보니 캐시 계층 계획을 잘못 잡아서 성능이 추락한 게 큽니다.
인텔은 큰 정수 코어에 32KB+32KB L1 캐시와 하이퍼스레딩을 쓰고 있었는데요
불도저는 정수연산코어를 반으로 쪼개면서 L1 캐시도 그 절반인 16KB 씩 배치를 하고 16kb/16kb + 64KB의 형태로 배치했었어요
그런데 사실 이게 턱없이 모자란 양이고 캐시미스로 클럭의 30% 가까이가 날아가 버리는 상황이 나왔습니다.
1/3 이 날라가버리는 거면 불도저 코어가 4GHz로 작동하면 실성능은 2.8GHz로 돌아가는 거나 마찬가지였죠.
결국 불도저 코어는 4세대 엑스커베이터에서 32kb/32kb + 96kb로 인텔의 2~3배 가까이 늘려서야 캐시미스를 다 잡을수 있었습니다.
엑스커베이터의 클럭당 성능(모듈-코어간 비교)은 아이비브릿지를 살짝 상회하는 수준인데, 원래 계획한 성능이 나왔다고 볼수 있죠.
사실 모듈이 코어 크기를 줄일려고 디자인한 형태인데 생각보다 많은 캐시가 필요해 자리를 많이 차지하고 이러니
다시 불도저와 같은 양인 32kb+64kb L1 로 회귀해 라이젠을 디자인했을것으로 추정됩니다.

 

또 다른 이유는 불도저는 작은 정수유닛을 여러개 배치해 성능효율성을 높이고, 모자라는 싱글성능을 클럭으로 커버하겟다는

전략이였는데요. 사실 클럭 확보를 위해 파이프라인 단계를 늘리는 것 자체가 잘못 된 것은 아니지만

파이프라인 단계를 늘리면 그만큼 어려워지는 분기예측에 대해 대비를 해야 하는데 불도저의 캐시 계획이 너무 안일했다고 볼수 있죠.

샌디브릿지는 파이프라인 단계를 네할렘에 비해 좀 더 추가하면서 L0캐시를 도입하는 등 그에 대한 대비를 했다고 볼 수 있어요.

하지만 암드가 저전력 셀 라이브러리를 도입하면서 CPU들의 전반적인 클럭이 낮아지자, 불도저는 부적합한 설계가 되어

새로운 코어를 다시 설계해야할 필요성이 생겻던 걸로 보입니다. 

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