테크윈

펜티엄~MMX펜티엄까지의 커집니다)

이야기는 486 시대로 거슬러 올라간다. 당시 인텔은 486 세대에 안주하고, 프로세스의 공정 미세화 및 쓰기 캐시의 탑재등과 같은 다양한 방법으로 성능 향상을 도모해왔다. 그러나 경쟁 업체도 이에 지지않았는데, 특히 486 세대의 경우 AMD와 Cyrix, IBM의 TI (Texas Instruments), UMC 같은 프로세서 업체가 486 호환 CPU를 출하했다. 게다가, 일부 업체는 앞서 "586"의 명칭을 사용한 제품을 출시 하기에 이르렀다.

이에 대해 인텔은 386의 상표 위반으로 소송을 제기하기도 했지만, 1991 년 "386의 명칭은 널리 사용되고있어, 고유 상표로는 인정되지 않는다"는 판단이 법원에서 내려진 것이다. 이 결과, 386뿐만 아니라 486이나 586라는 명칭도 호환 업체가 합법적으로 이용할 수 있게 되었다. 그 결과, 인텔은 486의 후속 586 대신 "Pentium"이라는 명칭을 붙이기로 했다.

펜티엄120Mhz

펜티엄은 내부적으로 2이슈 슈퍼 스칼라 구조로 되어있다. 전체 2이슈가 메인 파이프라인 (U-Pipeline)의 모든 명령을 실행할 수 있었고 하위 파이프라인(V-Pipeline)은 중요하고 간단한 명령을 실행할 수 있었지만, 불완전한 2이슈로 있었다. 그렇지만, 이것도 크게 성능이 향상되어 있었으므로 '하버드 아키텍처'를 채용하고 명령 캐시와 데이터 캐시를 분리 한 다음 대용량화했다. 또한 FPU(부동 소수점 연산 유닛)도 고속 화되는 등 다양한 측면에서 성능이 강화되었다.

하지만 첫 번째 P5 에 대해서는 오히려 칩셋이 발목을 잡았다. 그것이 '82430LX', 통칭 '머큐리'다. 82430LX는 우선 PCI 버스를 지원했지만, 정작 DMA 버스 마스터가 움직이지 않고 단지PIO 모드만을 지원하거나, VL-Bus 지원하지 않기 때문에 고속 확장 카드를 거의 이용하지 못한다던가 하는 문제가 많았다.

P5는 비용 면에서도 저렴한 486 기반 시스템에 대항할 수 없었다. Intel DX4+VL-Bus 시스템과 비교하면 전체 플랫폼의 성능은 오히려 떨어지는 경우조차 있었기에 보급될수도 없었다. 비로소 1994년에 'P54C'코어의 펜티엄이 투입되는 것으로 어느정도 상황이 역전되었다.

인텔은 P54C 코어를 이용하여 소켓을 486까 지 사용할 수 있는'P24T'를 개발했다. '펜티엄 ODP'(Over Drive Processor) 등이 기존 486사용자 전용으로 투입된 것이다.

코드명 'P55C' MMX Pentium

하지만 펜티엄이 진짜 주인공이 되는 것은 1995년에 투입된 'P54CS'과 이에 MMX 명령어를 추가한 'P55C'의 'MMX 펜티엄'이었다. 공정 미세화와 함께 동작 주파수를 크게 올린 경우도 있었고, 궁극적으로 486과의 성능 차이는 더 크게 벌어져 이 즈음에서 주류는 펜티엄으로 완벽하게 전환된다.

P6코어의 펜티엄 프로의 등장

인텔은 더 지체하지 않고, 1995년 '펜티엄 Pro'의 투입을 시작한다. 하지만, 이모델은 비용과 성능의 문제가 있어, 당분간은 펨티엄이 주류를 차지하게 된다. 이 상황이 바뀌는 것은 '데슈트'코어 의'펜티엄II'가 등장하는 1998년 이후로, 특히 '데슈트'코어의 '셀러론'이 등장하고 나서 빠르게 펜티엄 II시스템으로의 이행이 진행되었지만, 그때까지는 펜티엄 천하라고 봐도 좋았다.

펜티엄도 MMX 구현에 따라 파이프라인 단수를 늘려서 보다 고속 동작이 가능하게 되었다. 또한 1997 년 후반에는 프로세스를 미묘하게 조절하여 고속 동작을 가능하게 했다. 'P55C'(B스테핑)가 출시되자 최고 233MHz까지 동작 주파수를 올릴 수 있게 되었다. 무엇보다, 인텔은 '소켓7'계열 CPU는 233MHz마지막으로 하고 보다 빨리 펜티엄II 계열의 '슬롯1'로 바꾸고 싶었던 것 같다. 그러나, 좀처럼 이것은 진행되지 않고, 오히려 소켓7을 사용한 다양한 호환 CPU와 호환 칩셋이 발매되었다.

'P6'아키텍처로 이후에 펜티엄M으로 이어지는 기본이 된 것이 1995년 출시된 펜티엄Pro 이다. 내부에는 인텔 최초로 '아웃 오브 오더'와 '슈퍼 스칼라'를 조합한 것으로, 추가로 내부 x86명령어를 자신의 RISC 명령으로 변환하여 처리하는 구조를 가진다.

특히 32bit의 연산 성능의 강화에 역점을 둔 펜티엄Pro 였지만, 발표 당시에는 동일한 주파수 펜티엄에 성능이 떨어진다는 이야기도 있었다. 당시 운영체제는 윈도우98이 주류였고, OS 내부에는 16bit 코드가 대량으로 남아 있었다. 이 16bit 코드를 고속으로 처리하는 것을 펜티엄Pro는 전혀 예상하지 못한 것이 원인이다.
또한 초기 0.6μm공정의 306mm2 크기의 다이에서, 이후에 0.35μm공정으로 전환했음에도 아직 다이크기는 195mm2 로 당시의 수준으로 매우 컸고, L2 캐시를 하나의 다이에 통합하는 것은 불가능 했다. 이것을 해결하기 위해 2차 캐시를 다른 칩 형태로 만들어서 MCM연결하는 복잡한 구성을 취했다. 그러나 이 MCM연결은 상당히 제조하기 어려웠고, 초기에는 수율이 좋지 않아 생산 비용 상승으로 대량생산이 힘들었다.

이것은 데스크탑용 CPU에서는 큰 문제였지만, 서버 전용 CPU시장에서는 큰 문제가 아니었다. 따라서 펜티엄Pro는 워크 스테이션 시장에서 서버를위한 제품으로 자리매김했다. 최대 4개의 프로세서 구성이 가능 했고(타사 칩셋을 사용하면 6~8개의 프로세서 구성도 가능했다.), L2 캐시를 기본 256KB에서 512KB~1MB로 증가된 모델도 있었기 때문에 서버 분야에서는 상당히 오랫동안 사용되게 소규모 서버 시장에서 인텔의 점유율 확립에 크게 공헌했다.

이런 관점에서 보면, 펜티엄Pro는 데스크탑용 으로는 적합하지 않았지만, 완벽한 실패작은 아니었던것 같다.

팬티엄 프로

출처: intel, ascii
원문: http://ascii.jp/elem/000/000/537/537777/

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