11 인텔1세대 코어i 시리즈 네할렘
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- 2024-12-15
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1세대 코어i시리즈 커집니다.)
'코어i'시리즈는 등장 전, '네할렘'이라는 코드명으로 알려져 있던 CPU이다. 매우 특징 많은 CPU이므로 순서대로 그것을 들어 보자.
◎ 네이티브 쿼드 코어
'코어2쿼드' 및 '펜티엄D'와 같이 2개의 CPU다이를 MCM(Multi Chip Module)형태로 하나의 기판위에 얹는 것이 아니라 4 개의 코어가 하나의 다이에 통합된 구조.
◎ 하이퍼 스레딩의 사용
각 CPU코어마다 2개의 스레드를 동시에 실행할 수있는 구조. 따라서 OS에서 보면 CPU코어 수가 두배로 보인다.
◎ 공유 L3 캐시를 탑재
'코어2'에서는, 각 CPU 코어마다 32KB의 L1캐시(명령어/데이터 분리)를 탑재하고, L2캐시는 각 코어 공유 통합(명령어/데이터 일반)캐시 방식의 구조 이었다.
반면 '코어i7'은 코어마다 32KB의 L1캐시와 256KB의 L2캐시를 탑재하고, 모든 코어 공유 8MB의 L3통합 캐시라고하는 구조가되었다.
◎ DDR3 메모리 컨트롤러를 내장
코어2 시리즈까지는 메모리 컨트롤러가 칩셋쪽에 내장되어 칩셋과 CPU사이의 프론트 사이드 버스(FSB)로 잡혀있다. 코어i7에서는 CPU쪽에 3개 채널의 DDR3메모리 컨트롤러가 내장되었다.
◎ QPI의 채용
코어i7에서는 FSB가 폐지되고 대신 CPU끼리, 또는 CPU와 칩셋의 연결을 위해 새로운 'QPI'(Quick Path Interconnect)라는 고속 병렬 버스를 사용했다.
◎ CPU 파이프라인의 작은 변경
기능으로 확장 명령 'SSE4.2'를 탑재. 로드 장치 강화 등 소폭 개량이 이루어질 정도로 명령을 처리하는 파이프라인의 구조 자체는 코어2와 큰 차이가 없다.
그러나 코어2의 약점이었던 디코더 장치의 제약을 일부 완화하고 개선했으며, 명령 군의 루프 구조를 검색하는 LSD(Loop Stream Detector)라는 유닛의 배치 변경 등 통해 에너지 화를 도모하고있다.
◎ 절전 기능 강화
CPU의 전원 회로 주변에 '파워 게이트'로 불리는 트랜지스터를 사용하여 대기 전력을 0으로 떨어트리는 기능을 탑재. 또한 C6스테이트의 에너지 효율성을 향상.
◎ 터보 부스트
'인텔-터보 부스트 테크놀러지'라는 메커니즘은 2단계 자동 오버클럭에 의한 성능 향상 기능하다.
대략적으로 말하면, CPU의 파이프라인 대부분은 코어2와 다르지 않지만, CPU 주변 회로를 대폭 강화했다고 생각하면 좋을 것이다.
좀 귀찮아진 것이 파이프라인 구조가 거의 동일함에도 불구하고 위에서 언급한 LSD배치가 변경됨에 따라 코어2에 최적화된 프로그램이 코어i7는 느려질 수 도있다는 것이다. 이런 것도 있고, 동일 주파수의 코어2와 코어i7을 비교했을 때 경우에 따라서는 코어i7이 약간 성능으로 밑도는 경우도 있다.
하지만 주변 회로의 강화, 특히 대용량 L3캐시의 탑재, 3채널 DDR3메모리 컨트롤러 내장 등에 의해 성능이 올라가는 폭도 적지 않기 때문에, 코어2에 비해 약간 고속화되어 있다라고 할 수 있는 것이다.
재미있는것은 코어i7이, '코어2쿼드'시리즈와 같은 하이엔드와 '코어2익스트림'과 같은 울트라 하이 엔드 라인업이 먼저 등장했다는 것이다. '코어i7 965익스트림 에디션'과 '코어i7 940/920'가 그것이다.
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네할렘의 다이구조
이에 이어지는 것이, 메인스트림 전용 CPU인 코드명 '린필드'와 '클락데일'이다. 각각 '코어i5', '코어i3'브랜드가 된다.
코어i5/i3은 다음과 같은 일반적인 특징을 가진다.
◎ 2 채널 DDR3 메모리 컨트롤러를 내장
◎ PCI Express 2.0 x16 레인을 탑재
◎ 칩셋은 기존 칩셋 간 인터페이스 'DMI'로 접속
한편, 차이점은 다음과 같다.
◎ 코어i5는 4개의 코어를 지니며 내장그래픽 기능이 없다.
◎ 코어i3는 2개의 코어를 지니며 내장그래픽 기능을 내장.
먼저 코어i7을 코어2쿼드와 같은 하이엔드 제품이라고 했지만, 현실 적으로 코어i7의 상품 구성은(메인 보드 및 메모리 비용을 포함하면)하이엔드 보다는 코어2익스트림급에 가까웠다. 진정한 코어2쿼드의 포지션을 담당하는 것은, 코어i5가 된다. 코어i7은 말하자면, 코어i5가 나올 때까지 징검다리 역할을 하는 것이다.
문제는 코어i3 였다. 듀얼코어 CPU와 GPU를 통합한 제품이지만, 인텔도 이를 하나의 다이로 제조하는 것은 엉뚱한짓 이라고 생각한듯 하다. 즉, 코어i3는 CPU와 GPU를 별도의 다이로, 그 사이를 QPI로 연결하는 MCM방식으로 제조하기로 한다. 이것이 '헤븐데일'이라는 코드명 CPU이다.
그런데, 당초의 예정이 45nm공정에서 CPU와 GPU를 제조하려 했는데, 갑자기 정책을 변경하여 네할렘의 32nm공정 버전인 '웨스트미어'기반의 코어를 사용하며, GPU는 45nm공정으로 제조되는 프로세서가되어서, 헤븐데일은 취소되었다. 잠시 헤븐데일이 '셀러론'으로 출시된다는 이야기도 나온것 같지만 그것마저 취소되어 버렸다.
코어i시리즈 라인업
우선 1, 네할렘 아키텍처 첫 제품으로, 코드명 '블룸필드'의 '코어i7-965익스트림(XE)'과'코어i7-940, 920'이 발매된다. 이 3제품은 기본적으로 제온과 공통으로, 3개의 DDR3메모리 채널을 갖는다는, 데스크탑 전용으로 약간 럭셔리한 구성이었다.
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최초의 네할렘기반 프로세서 '코어i7-965익스트림 에디션'
이것에 이어 내부를 약간 개선하여 전력 소비량을 약간 낮춘 'D0스테핑'제품을 '코어i7-975XE'및 '코어i7-950, 920'로 출시된다. 다음달에는 '코어i7-960'이 추가되었다. '코어i7-930'이 추가되는 한편, 'C0스테핑'의 코어i7-940, 920은 단종되었다.
이들과 병행하여 '린필드'코어의 코어i7 및 '코어i5'시리즈가 에 출시되었다. 이것은 네할렘을 기반으로하면서도 칩간 인터페이스 'QPI'를 삭제한 것이다. 메모리 컨트롤러도 1채널 삭제하고 대신 PCI-E와 CPU간의 인터페이스 'DMI'를 추가한 제품이다. 덧붙여서 린필드 코어의 코어i7과 i5의 차이점은 동작 주파수 이외에서 하이퍼 스레딩을 활성화/비활성화 하였을 뿐이다.
먼저 9 월 '코어i7-870, 860'과 '코어i5-750'이 출시되고, 이어서 저전력 제품(TDP 82W)의 '코어i7-860S'와 '코어i5-750S'가 추가됐다.
, '코어i7-880'과 배수락을 해제한 '코어i7-875K'가 발매된다. 이 'K'라는 제품군은 처음에 '중국 시장 전용'이라는 얘기도 있었지만, 궁극적으로 전 세계에 출시되었다.
일단 표면으로는 '오버클럭을 즐기는 사용자를위한 제품'이라고 되어있지만, 이러한 제품이 등장한 배경에는 AMD가 페넘II에서 '블랙 에디션'이라는 배수락을 해제한 모델을 하이엔드 제품으로 판매하고 있었다는 이유가 크다. 게다가, 그 하이 엔드 제품이 300달러 미만의 저렴한 가격으로써 인텔 보급형제품의 약간 아래 근처에 위치하고있는 가격대로 판매되고 있었기 때문에, 이것에 대항 책으로서 동가 격 대의 제품을 내지 않을수 없었기 때문에이다 .
'코어i7-870S'와 '코어i5-760'도 추가되어 이것이 린필드 기반 마지막 제품이되었다.
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베스트셀러 CPU '코어i5-750' 린필드
린필드에 이어 클락데일코어 제품을 '코어i3/5'및 '펜티엄-듀얼코어' 3개의 브랜드에 일제히 투입했다.
앞에서 말한바와 같이 클락데일은 32nm공정으로 제조되는 웨스트미어 아키텍처 기반 CPU코어에, 45nm공정으로 제조되는 GMCH(GPU와 메모리 컨트롤러 기능)를 결합하여 하나의 기판에 얹은 MCM 구조를 채택하고있다. 결과적으로 CPU 코어는 메모리 컨트롤러에서 상당히 먼 위치에되게, 네할렘 아키텍처가 가지는 넓은 메모리 대역폭특성이 다소 내려가게 되었다. 내장된 GPU코어도 기존의 인텔의 것과 큰 차이없는 성능 수준에 머문다.
그래도 32nm공정의 위력은 커서, 동작 주파수는 3GHz이상으로 가볍게 올라가는 것도 있고, 저렴한 가격과 함께 널리 사용되었다. 제품은 에 우선 '코어i5-670, 661, 660, 650'와 '코어i3-540, 530', '펜티엄G6950'가 투입된다.
그 후, '코어i5-680, 655K'과 '코어i3-560, 550'이 출시됬고, '펜티엄G6960'가 추가로 투입됐다.
덧붙여서, 로드맵에는 '펜티엄G6951'라는 제품이 있지만, 이것은 조금 변종이다. 투입된 것은 스펙으로는 펜티엄G6950과 다르지 않지만, OEM전용이다. 그리고 이 G6951 CPU와 별도로 '프로세서 퍼포먼스 업그레이드 카드'라는 것을 구입하여 이에 명시된 PIM 코드를 전용 유틸리티에 입력하고 PC를 다시 시작하면 CPU가 '펜티엄G6952'로 업그레이드할수 있다는 장치가 있었다.
이 G6952는 동작 주파수는 2.80GHz로 G6951/G6950과 다르지 않지만, L3 캐시가 4MB로 증가하고, 하이퍼 스레딩을 쓸 수 있다는 것이다. 굳이 말한다면, 코어i3-520에 해당하는 같은 스펙의 제품이다. 요컨대, CPU 내부의 펌웨어를 다시 작성하여 락을 제거하는 구조이다.
업그레이드 카드의 가격은 50달러 전후였던 것 같지만, '50달러로 이만큼이나 개선되는 것인가? 이정도밖에 개선되지 않는것인가?' 하는것은 약간 미묘하다.
펜티엄-듀얼코어가 타겟으로하는 시장은 단순히 CPU만 개선한다고 체감이 오르지 않는다. 이외에도 메모리라든지 그래픽이라든지 HDD든지와 같은 상당한 부분을 교체하지 않으면 전체적으로 체감 성능은별로 변하지 않는다고 생각된다. 그렇다고는 해도 인텔은 아직 여유롭게 보이고, 펜티엄G6951은 첫 번째 테스트 같은 제품이었던 것같다.
이야기를 로드맵으로 되돌 려서, 인텔은 '익스트림 에디션'으로 웨스트미어 기반 6 코어 제품 '코어i7-980X'를 투입했다. 이것에 이어 배수를 잠근 '코어i7-970'가 투입됬다. 동작 주파수는 980X가 3.33GHz, 970이 3.20GHz로, TDP는 둘다130W 다. 즉, 프로세스를 미세화한 만큼의 여유 전력을 코어 2개로 늘린 것이다.
32nm공정 쿼드코어 제품은 1세대 코어i시리즈에서는 끝까지 선보이지 않았고, '샌디브릿지'로 옮겨진다.
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'코어i7-990X익스트림 에디션' 리테일 시장에서 1세대 코어i시리즈 최후의 제품이다.
995X라는 제품도 준비중이었지만 결국 발매하지는 않았다.
출처: intel, ascii
원문: http://ascii.jp/elem/000/000/420/420961/
http://ascii.jp/elem/000/000/588/588723/
