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[CPU] [카드뉴스] CPU WARS : EPISODE IV "A NEW HOPE"

Dr.Lee | 조회 13803 | 추천 33 | 2017.01.30. 17:59 http://drmola.com/pc_column/127378

※ 닥터몰라 페이스북 페이지에 게시된 원본은 여기서 보실 수 있습니다!

 

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안녕하세요. 닥터몰라가 준비한 카드뉴스 그 네번째. <CPU WARS : 에피소드 4 '새로운 희망'> 편입니다.

금주부터 한달여간 연재될 <CPU WARS> 는 라이젠의 출시를 맞아, 카드뉴스라는 새로운 포맷으로 리부트된 <현대 CPU의 구조> 입니다.

 

지금까지 공룡 인텔과 싸워 온 AMD의 분투기를 간략히 살펴보는 한편,

그동안 명멸한 CPU의 역사를 초심자도 쉽게 이해할 수 있도록 풀어 내는 것이 이번 카드뉴스의 연재목표라고 볼 수 있겠죠.

저희가 오랜 시간 공들여 준비한 컨텐츠들을 부디 재미있게 즐겨 주시면 좋겠습니다.

 

아참, 이 시리즈의 제목이 노골적으로 차용한 스타워즈 클래식-프리퀄 트릴로지들이 각각 그러했듯,

<CPU WARS> 또한 에피소드 4라는 부제로 처음 개막하게 되었지만 이후부터는 다시 과거의 이야기를 다룰 예정입니다.

그 말인즉, AMD의 화려한 한 때를 대표하는 K7 / K8 모두 <CPU WARS> 연재를 통해 다뤄진다는 것이죠.

 

그 시절을 라이브로 기억하는 분께는 추억을 플래시백하는 감동의(?) 대서사로,

그 시절을 모르는 분들께는 공룡 인텔과 이만큼이나 대등한 싸움을 펼쳤던 라이벌이 있었다는 놀라운 다큐멘터리로,

이 연재물이 와닿을 수 있으면 더할 나위 없이 좋겠습니다.

 

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한때 인텔, AMD와 함께 천하를 삼분하던 제3의 CPU 메이커 사이릭스(Cyrix). 많은 분들이 기억하시겠죠.

1990년대 이후 사이릭스와 센타우르 테크놀러지는 VIA에 인수되었고, 라이즈 테크놀러지는 메인보드 칩셋 제조사인 SiS에 매각되었으며,

넥스젠은 AMD에 인수되어 K5부터 이어지는 역전의 발판을 닦게 됩니다.

 

사이릭스가 1990년대 중반 내놓은 <MediaGX> 프로세서는 놀랍게도 CPU와 그래픽, 사운드 등 멀티미디어 솔루션이 통합된,

최초의 현대적 의미로서의 SoC라 할 수 있는 제품이었습니다. (당시 GPU라는 용어가 없었고, 3D 가속 기능 역시 없다는 한계는 있습니다만.)

한편, 넥스젠이 인텔 펜티엄과 같은 시기 출시한 <Nx586> 프로세서는 서드파티 최초로 인텔을 동일 클럭당 성능(IPC)에서 앞서기도 했습니다.

예컨대 Nx586 P90은 실제 83MHz로 작동했지만, 펜티엄 90MHz와 동등한 성능을 가졌습니다.

 

넥스젠을 인수한 AMD는 이후 펜티엄 2 킬러로 <K6>, <K6-2>를 연이어 출시했으며

당시까지 집적기술의 한계로 CPU 바깥에 머물던 L2 캐시를 온칩화한 <K6-III>는 일부 테스트에서 펜티엄 III를 넘어서기도 했습니다.

이후 FPU 유닛을 대폭 확충하고, 당시 RISC 시스템에 사용되던 버스 구조를 전향적으로 차용하는 등 변화를 가한

코드네임 K7, 이후 <애슬론> 이라 이름붙여진 프로세서는 처음으로 당대의 인텔 프로세서를 완파하는 성능을 보였습니다.

 

이후 양사의 경쟁이 심화하며 거의 한달에 한번 꼴로 새로운 제품이 출시되기를 반복했는데,

인텔이 1GHz 언저리에서 기술 한계를 노출, 작동 전압을 올려 출시하는 등 (사실상 팩토리 오버클럭) 파행을 거듭하는 동안

AMD가 2000년 3월 6일, 역사적으로 1GHz 고지를 먼저 점령하며 PC 역사에 한 획을 긋게 됩니다.

 

이후 양사의 경쟁은 '포스트 32비트', 즉 64비트 시대를 위한 주도권 다툼으로 변모합니다.

이때 인텔과 AMD가 서로 다른 표준과 그에 맞는 프로세서로 제각기 경쟁했는데,

마이크로소프트가 AMD의 x64와 이를 지원하던 K8, <애슬론64> 프로세서의 손을 들어주며 오늘날의 64비트 시대가 열렸습니다.

시장으로부터 채택받지 못한, 인텔의 64비트 표준인 IA64와 <아이태니엄> 프로세서는 사실상 폐기수순을 밟게 됩니다.

네, 그렇습니다. 오늘날 우리가 흔히 이야기하는 x86-64 / x64는 다름아닌 AMD의 표준입니다.

 

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2005년 사상 첫 듀얼코어 프로세서인 애슬론64-X2를 출시했을 때만 하더라도 AMD의 기고만장함은 하늘을 찔렀습니다.

통념과는 달리 데스크탑 프로세서에 최초로 1000달러라는 가격표를 붙인 것도 다름아닌 AMD였으니 말이죠.

그러나 2006년, 인텔이 아키텍처를 뿌리째 갈아엎은 <코어2> 시리즈를 발표하며 7년간의 AMD 천하가 막을 내리게 됩니다.

<코어2> 에 사용된 코어 아키텍처는, 당시 인텔의 주류이던 넷버스트 아키텍처에 정면으로 역행하는 설계철학을 가졌습니다.

 

GHz 전쟁에서의 패배가 트라우마처럼 남은 2000년대 초반의 인텔은, 이후 오로지 클럭을 높이는 데 올인합니다.

그 결과 탄생한 넷버스트 아키텍처는 '성능을 희생하면서까지' 클럭을 높이기에 이르렀는데,

클럭을 높이는 목적이 성능을 높이기 위한 것이라는 본질을 망각한, 그야말로 주객전도이자 기형적인 아키텍처인 셈입니다.

 

펜티엄 III가 같은 클럭의 애슬론보다 10-20% 가량 떨어지는 성능이었던 것과 대조적으로,

넷버스트 아키텍처를 사용한 <펜티엄 4>는 3.2GHz 모델이 2.0GHz 초반대의 애슬론과 엇비슷한 성능을 보이는 등

IPC가 무려 절반 가까이 폭락하게 됩니다. 물론, 그럼에도 불구하고 클럭이 높아 마케팅적으로는 큰 재미를 봤지요.

 

거꾸로, 인텔의 이런 삽질에 AMD가 안이하게 아키텍처 업데이트를 게을리한 것 역시 패착이라 할 수 있었습니다.

당시 짧은 기간 동안 엔지니어 출신 CEO와 비 엔지니어 출신 CEO가 번갈아 권력을 잡은 AMD 내부의 파워 게임은

회사가 연구개발로 내실 다지기를 등한시하고 ATi의 인수, 글로벌파운드리의 분사 등 외형적 성장에만 치중하게 했습니다.

그 후폭풍 중 하나로, 당초 켄츠필드의 대항마로 투입될 예정이었던 첫 네이티브 쿼드코어 프로젝트인 <바르셀로나>가

당초보다 3년 가까이 지연되어 한 세대 뒤인 네할렘과 경쟁하게 되는, 초대형 악재가 초래되기도 했습니다. (이상 링크 참조)

 

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이후 10년간은 여러분이 아시는 대로.

오늘날 AMD의 글로벌 프로세서 시장 점유율은 20% 미만,

특히 한국 시장에서는 10% 미만이라는 참담한 성적표를 받아들게 되었습니다.

 

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라이젠은 작년 연말 공개된 데모에서 동 클럭의 인텔 코어 i7 6900K를 근소한 차이로 앞서는 멀티스레드 성능을 기록했는데,

라이젠의 성능은 크게 두 가지 관점에서 바라볼 수 있습니다.

 

하나는 '멀티스레드 성능이 앞선다' 는 지극히 평면적인 관점. 그러나, 결코 덜 중요하지 않습니다.

2011년 출시 이후 현재까지 AMD의 (명목상) 하이엔드 라인업을 담당하는 FX의 경우,

이미 출시 당시에 멀티스레드 성능으로도 코어 i7을 앞서지는 못했습니다. i5보다 소폭 앞서는 데 그칠 뿐이었죠.

즉 싱글스레드 성능을 논하기에 앞서, 멀티스레드 성능만으로도 동 클럭 / 동일 코어 개수의 현 세대 인텔 하이엔드를 따라잡았다는 것은

그 자체로 대단히 중요한 의미를 갖는다고 할 수 있습니다.

 

또 다른 하나는 '싱글스레드 성능 또한 현 세대 인텔 프로세서보다 떨어지지 않는다' 는 것인데요.

엠바고를 파기하고 공개된 프랑스의 저명한 PC 매거진, CanardPC에서 수행한 벤치마크에 따르면,

A 스테핑 (초기 샘플) 으로 3.15GHz의 작동속도를 갖는 라이젠 8코어 16스레드 모델의 싱글스레드 성능이

3GHz 초반대의 스카이레이크 i5와 비슷한 것으로 드러났습니다.

 

최종 모델의 클럭이 어떻게 결정되는지에 따라 변수가 남아 있는 셈이지만,

최소한 아키텍처 측면에서 라이젠은 (정확히는, Zen 아키텍처는) 무려 10년만에 인텔을 꺾는 데 성공했습니다.

 

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AMD의 7년 집권과 인텔의 역전, 10년 장기집권과 AMD의 재역전을 보며 재미있는 데자뷔를 느끼셨을 겁니다.

우선 '잘 나가는' 쪽의 신선놀음에 도끼자루 썩는 줄 모르는, 허송세월이 그것입니다.

 

AMD가 사내 파워게임으로 아키텍처 연구개발을 등한시한 것과 같은 맥락으로,

인텔은 2010년대 초반 회사의 신성장동력을 찾기 위한 격렬한 노선투쟁을 겪은 것으로 잘 알려졌습니다.

파워게임의 승자로 CEO직을 거머쥔 브라이언 크르자니크 현 CEO는 인텔의 '전통파', 즉 반도체 생산라인에 평생을 바친 엔지니어입니다.

인텔 이사회는 브라이언 크르자니크를 CEO로 선출하면서, 신성장동력 발굴을 위해 또 한명의 사장을 임명하는데,

바로 인텔의 IoT 등 모바일 부문을 이끌던 르네 제임스 전 사장입니다.

 

창사 이래 첫 공동사장 체제로 운영된 인텔은, 그러나 지난 연말 르네 제임스가 해임되며 브라이언 크르자니크 원톱 체제로 회귀합니다.

(CEO 교체기 등 과도기에 한시적으로 2명의 사장이 있던 적이 있으나, 신임 CEO의 임기 초부터 사장이 둘인 적은 없었습니다.)

이 기간 동안 발표된 인텔의 아키텍처는 샌디브릿지부터 케이비레이크까지. 아시다시피 거의 성능향상이 없었습니다.

그나마 칼 같은 제조공정 업데이트가 장점이었지만, 작년 초 틱톡 정책을 공식적으로 폐기하며 이마저 기약이 없어졌습니다.

(이상 링크1, 링크2, 링크3 참조)

 

한편 이 기간 동안 AMD가 저지른 삽질 또한 과거의 인텔을 아주 잘 연상시키는데요.

2011년 발표된 불도저 아키텍처는 인텔의 넷버스트와 똑같이, 파이프라인을 깊게 해 클럭을 높이는 것이 주 목적이었습니다.

결국 먼 길 돌아 인텔이 코어 아키텍처로 정신을 차렸듯, AMD도 불도저를 폐기하고 Zen을 출시하는 수순을 밟았습니다.

 

지금부터는, Zen에 도입된 여러 신기술 중 구조적인 측면을 제외하고(이후 연재분에서 다룰 예정입니다),

SenseMI라는 것을 맛뵈기로 설명해 드리겠습니다.

 

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이렇듯 SenseMI는 다섯가지 성능관리 기술을 뭉뚱그려 일컫는 말입니다.

퓨어 파워, 프리시전 부스트, 익스텐디드 프리퀀시 레인지, 뉴럴 넷 프리딕션, 그리고 스마트 프리페치.

 

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물론 그 밖의 자세한 아키텍처 설명은, 이후의 연재분량에서 계속 이어질 예정입니다. 걱정 뚝!

(정 궁금하시면, 다음의 링크1, 링크2 를 참고하시면 좋습니다.)

 

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제가 쓴 글이 누군가에게 읽혀지고, 심지어 호평을 받아 다른 누군가에게 알음알음 소개될 때의 쾌감은 지금도 말로 설명하기 어렵습니다.

<현대 CPU의 구조> 는 제게 8년 전, 처음으로 그런 쾌감을 가르쳐 준 글이었습니다. 나아가 IYD, 지금의 닥터몰라의 출발선이었기도 합니다.

이 글을 리부트하여, 카드뉴스라는 생소한 포맷으로 소개하기로 결심하기까지는 많은 고민과 고민과 고민이 있었습니다.

 

미디어 믹스로써, 지금까지와("글") 전혀 다른("이미지/영상") 매개로 기존의 컨텐츠를 새로 소개하는 것.

결론적으로, 충분히 그에 따르는 어려움과 걱정을 무릅쓰고 시도할 가치가 있다고 생각했습니다.

 

때마침 라이젠이라는 걸출한 CPU의 등장과 AMD의 10년만의 복수라는 드라마틱한 타이밍 등이 어우러져,

지금이 아니면 리부트하기 좋은 시점이 영영 찾아오지 않을 것 같아 다소 이른 연재 재개를 결정하게 되었습니다.

아무쪼록 재미있게 봐 주시고, 기존보다 '쉬우면서도 깊게' 이야기를 주입한다는 어려운 과제를, 열심히 풀어 보겠습니다.

 

첫 <현대 CPU의 구조> 를 읽어 주셨던 고참 독자분들부터

카드뉴스를 보고 처음으로 이 주제를 접할 신참 독자분들까지,

모든 분들께 미리 감사드리며... 이제, 시작합니다.

 

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Dr.Lee's Signature

* 적용중인 트로피 :

DR.MOLA

레벨 Lv. 30 (-22%)
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Dr.Lee'님의

  1. 카드뉴스-SenseMI.001.jpeg (File Size:344.1KB/Download:0)
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Profile image Please& 2017.01.30 18:12
요즘 AMD 팬 할 맛 납니다. :) (물론, 결과는 실물이 나와봐야 ㅋㅋㅋ)
Profile image 푸룬 2017.01.30 20:50
이제야 선택의 자유가 생기겠네요
Profile image [게임미식가] 잼아저씨 2017.01.30 22:42
무어의 법칙이 끝난지 오래인 CPU 시장에서 관심을 이끌어 낼 정도의 대혁신이 도대체 얼마만인지 모르겠습니다. 당장에 게임에도 드디어 멀티코어 프로그래밍이 빛을 보는 시기가 되지 않을까 싶어 기쁩니다.
Profile image 4001jh 2017.01.30 23:46
+o+
Profile image 여우비 2017.01.31 00:24
ES대로만 나와준다면 RYZEN으로 무조건 갈아탈 예정입니다.
확실히 경쟁 상대가 너무 떨어지면, 방만한 운영을 하기 시작하는 건 어느 분야던 같네요.
인텔도 정신 바짝 차리고 10nm 공정 기반의 아키텍쳐를 수정 및 보완해주길 바랍니다.
Profile image 여우비 2017.01.31 00:27
제가 활동하는 커뮤니티가 있는데, 출처 명시하고 퍼가도 될까요?
링크를 이쪽으로 걸고, 간략한 요약 형식으로만 소개할 예정입니다.
Profile image Dr.Lee 2017.01.31 00:57
답변이 늦어 죄송합니다. 물론 됩니다!
Profile image yunvv 2017.01.31 03:39

현대 CPU의 구조를 처음 보았던 때, 중학생이었던 꼬맹이가 이제는 반도체 설계를 공부하고 있네요 :)

지금까지 그래왔던것처럼 앞으로의 칼럼들도 기대하겠습니다!

Profile image GoldFeMin 2017.04.15 04:19
이 댓글 뭔가 멋있네요!
꿈을 이루는중이라는거요
Profile image RuBisCO 2017.01.31 08:22
그러고보니 이전에 특이한 아키텍쳐들을 소개하시던 기획글이 있던걸로 기억하는데 재개하실 생각은 없으신가요?
Profile image Dr.Lee 2017.01.31 08:54
히익 기억하는 분이 계시다니...
일단 이번 연재엔 과거 단절된 RISC 데스크탑 CPU의 계보와 오늘날 ARM 기반 CPU들을 소개하는 편이 계획되었긴 합니다.
10편 정도 분량의 시놉시스가 쓰여 있는데 레어한 아키텍처들도 분량이 되는 한 최대한 끼워 보도록 하겠습니다!
Profile image 리베르떼 2017.01.31 08:24

이런 품격있는 Deep Dive를 원했습니다! 좋은 정보 감사드립니다!!

Profile image 지노 2017.01.31 09:00
기대 됩니다. 오랜만에 쓰는 AMD CPU가 되면 좋겠어요.
Profile image 운명의서편 2017.01.31 09:01
매번 눈팅만 했었는데 이런 훌륭한 기획은 그냥 지나갈 수가 없네요.

유익하고 재밌는 글 감사하며 앞으로도 쭉~ 연재 잘 부탁드립니다.
Profile image ARMCC 2017.01.31 10:28
뭐 암드쪽 발표자료랑 와치 임프레스 자료랑 이리저리 둘러보면 캐시 대역폭에 민감한 부분 빼고는 딱 브로드웰 만큼은 나올 각이기는 합니다만....

근데 뭐 그쪽 업계가 다 그렇듯이 블록다이어그램만 가지고 예측했다가 뒤통수 맞기 딱 좋으니 좀 조심스럽기는 합니다.
Profile image BluePencil 2017.01.31 10:52
상단 배너를 보고 들어왔더니 이거였군요 ㅋㅋㅋ
잘 보고 갑니다. 정말 새로운 희망이군요.
Profile image Dr.Lee 2017.01.31 10:57
...뭔가 너무 희망찬 뉘앙스가 되어버렸는데...
여러분. 스타워즈 에피소드 5의 부제는 "제국의 역습" 입니다. A gentle reminder. ;)
Profile image 떼삼사 2017.01.31 16:43
현 시점에서 예상할 때 amd의 '새로운 희망'이 라이젠이라면 인텔의 '제국의 역습'은 어떤 제품이 될까요?
Profile image SamirDuran 2017.01.31 11:32
일해라 암드!
Profile image 나리키스 2017.01.31 15:06
IYD에서 보고 페북팔로우 해놨었는데, 이번 카드뉴스계기로 방문하게 됬네요. 앞으로도 재밌는글 많이 연재해주시길 기대합니다.
Profile image 떼삼사 2017.01.31 21:31
그로부터 10년이 지난 지금까지 AMD는 인텔을 꺾지 못했습니다.
ㅋㅋ
Profile image 카트 2017.02.01 09:50
솔직히 모바일로 볼때는 훌륭한 글솜씨에도 불구하고
특성상 한 줄이 짦은 장문의 연속이라 문맥을 놓치는 경우가 많았는데,

중간중간 이미지로 큼직하게 요약돼있어 읽기 정말 수월했습니다.

내용이 흥미로워서 일지도요 ^^; 여튼 후속편도 기대 많이 하겠습니다! 감사해요
Profile image 인내사범 2017.02.01 16:32
오! 재밌어요.
암드 CPU가 관심이 가는데 라이젠 CPU로 바꾸면 메인보드도 같이 바꿔야겠죠..?
Profile image 준앤준 2017.02.06 13:13
나와봐야 안다는 AMD인데 여기저거 성능 추측글을 보니 이번엔 왠지 지나간 과거를 없앨 수 있을거 같은 느낌이 드네요.
글도 정말 재밌게 잘 봤습니다!
Profile image 신카 2017.02.15 13:19
CPU의 구조를 1도 모르지만 글 자체로도 너무 재미있게 읽고 있습니다. 흡입력 있는 문장 솜씨 덕에 CPU 구조에 대해 더더욱 관심을 갖게 되네요. 좋은 글 감사합니다
Profile image 윤뎅구 2017.03.20 17:08
몰랐던 부분이 많았었네요
하루에 한편씩 봐야겠습니다.
머리가 안따라 갑니다. ㅎㅎ
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  • 아이폰 X의 심장 : A11 바이오닉 칩 살펴보기 [모바일] 아이폰 X의 심장 : A11 바이오닉 칩 살펴보기 [25] file

    아이폰 X 핸즈온(링크)에 이어 살펴볼 내용은 아이폰 X, 아이폰 8 시리즈에 들어가는 애플의 새 어플리케이션 프로세서인 A11 바이오닉 칩입니다. A4부터 A9까지는 칩 네이밍에 별 다른 단어가 붙지는 않았는데 A10 Fusion부터는 해당 칩의 특성을 나타내는 단어가 붙기 시작했습니다. A10은 방금 말한것처럼 Fusion이 붙었...

    • iMola |
    • 17.09.13 |
    • 조회 수 12995 |
  • 팩트체크 2 : CPU 보안 버그에 관하여 [CPU] 팩트체크 2 : CPU 보안 버그에 관하여 [11] file

    인텔이 연초부터 업계의 뜨거운 감자로 부상했습니다. 단, 좋은 의미에서가 아니라 치명적인 CPU 보안 버그라는 오명이 어느 때보다 크게 불거지고 있는 상황입니다. 구글과 몇몇 대학 연구팀이 거의 동시에 밝힌 내용들에 따르면 현존하는 거의 모든 인텔 CPU가 이 버그를 피해가지 못하는 것으로 알려졌는데요. 일단 인텔...

    • Dr.Lee |
    • 18.01.05 |
    • 조회 수 12795 |
  • 서버용 CPU, 베일을 벗기다 : 제온 E5 1-4세대 전격 대해부 [CPU] 서버용 CPU, 베일을 벗기다 : 제온 E5 1-4세대 전격 대해부 [34] file

    Author : Daeguen Lee Co-Author : Jin Hyeop Lee, UNDERkg (Any action violating either copyright laws or CCL policy of the original source is strictly prohibited) 초판 발행으로부터 일년, 준비기간을 합치면 2년을 끈 제온 E5 리뷰를 이제야 탈고하게 되었습니다. 오랜 준비 끝에 선보이는 만큼 독자의 입장, 필자...

    • IYD |
    • 16.05.04 |
    • 조회 수 11682 |