13 인텔2세대 코어i시리즈 샌디브릿지
- INFO
- 2024-04-11
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네할렘~샌디브릿지까지 커집니다.)
잘 알려진대로, 인텔은 '샌디브릿지'(Sandy Bridge)의 코드명으로 소개되어 온 새로운 코어i7/i5/i3 시리즈 프로세서를 발표했다.
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위 그림은 샌디브릿지 전체 구조이다. 이것은 4코어의 코어i7/5의 경우이고, CPU 코어가 2개인 코어i3도 라인업되어있다. 주요 특징은 다음과 같으며, 네할렘과 클락데일 세대에 비해 큰 다른점이다.
◎ 클락데일의 기존 코어i 시리즈와는 달리, CPU코어와 GPU코어의 MCH의 역할을하는 '시스템 중계기'(System Agent)가 모두 하나의 다이에 집약되어있다.
◎ 'LLC'(최종단계 캐시-Last Level Cache-과거의 L3캐시)가 복수로 분할되어 모든 CPU코어+GPU가 공유한다.
◎ 각 CPU코어/LLC와 GPU 시스템 중계기는 양방향 링 버스로 연결된다.
그 외에 세세한 차이점은 다음과 같다.
◎ 디스플레이 컨트롤러를 GPU 코어에서 분리하여 시스템 중계기측에 구현함으로써 화면 재생 링 버스의 대역폭 점유 가능성을 배제했다.
◎ GPU 코어의 성능을 개선했다.
◎ DMI 2배의 전송 속도를 가지는 DMI 2.0을 사용한다.
◎ CPU 코어 자체의 IPC를 개선했다.
◎ AVX 명령어를 구현한다.
우선 AVX의 구현에 대해 설명하자. ALU는 Port 0,1,5에 할당하고있다. 네할렘 세대의 경우 정수 연산이라면, 범용 레지스터로 처리하고, 정수 연산의 SSE명령어라면 SSE 레지스터로, 정수 형식 부동 소수점 연산의 SSE 명령어라면 SSE 레지스터를 플로트/더블 형식(부동 소수점)으로 각각 처리하도록 되어있다.
AVX 명령어에서는 이 SSE레지스터의 조작을 그대로 이용하도록 구현되어있다. 따라서 AVX레지스터는 256bit폭임에도 불구하고 128bit폭의 SSE 연산 유닛을 사용하여 계산할 수 있게 된 셈이다.
예를 들어, 포트1 에서 AVX의 가산(더하기)연산을 할 경우 먼저 앞부분은 128bit SSE의 정수 용 인터페이스 (I/F)'SSE INT ADD'를 공유해서 사용하고 연산 결과를 기록한뒤, 다음 SSE 플로트/더블에 의해 I/F 'FP ADD'를 공유하고, 뒷부분은 128bit분의 연산 결과를 기입한다, 라고 처리를 한다. 연산 유닛 자체를 256bit 화하는 것은 성능 면에서 장점이 있어도 전력, 회로 규모의 증대 관점에서 바람직하지 않다고 판단한 것 같다.
(중략)
그리고 네할렘 세대와 샌디브릿지 아키텍쳐의 큰 차이가, LLC와 링 버스이다. 이번에 인텔은 L3캐시를 '최종단계 캐시'(LLC)라는 명칭으로 변경했다. 아마 CPU와 GPU에서 캐시를 공유하는 구조로 된 형태 때문일 것이다. LLC는 CPU에서 보면 L3캐시가 되고 GPU에서 보면 L2캐시가 된다. 그 때문에 오해의 소지가 없도록, LLC라는 이름으로 한 것으로 보인다.
덧붙여서, 이것에 맞추어 CPU의 L2캐시는 'MLC'(중간단계 캐시)라고 칭하게 되었다, L1캐시는 계속해서 L1캐시로 남아있다. 네할렘 세대까지, L3캐시는 하나의 큰 블럭으로 되어 있었다. 그러나 샌디브릿지의 LLC는 복수로 분할되어있다. 기본적으로, CPU코어와 동일한 수의 LLC가 병렬로 제공된다는 구조이다.
이것은 '대량의 데이터를 한번에 저장한다'는 관점에서 오히려 불리하다. 하지만 반대로 여러 LLC는 동시에 액세스가 가능하기 때문에, 전체적으로 메모리 대역폭은 기존보다 크게 오르게된다. 또한, LLC의 한 블록 당 크기가 작아지고 있는 만큼 태그된 RAM의 검색 속도의 대기 시간 단축에도 효과적이다.
이러한 여러 LLC 링 버스로 연결 구조는 인텔의 x86 CPU는 처음이 아니다. 처음 구현된 것은 '제온MP'의 '네할렘-EX'(제온7500 시리즈)로, 샌디브릿지의 링 버스는 이것의 비슷하다고 생각해도 좋다. 갑자기 등장한 것이 아니라, 인텔은 이미 검증된 시스템을 개선하고 데스크탑 전용으로 투입한 것이다.
마지막으로 GPU에 대해 설명하자. 샌디브릿지는 내장 GPU로, '인텔 HD그래픽스 2000/3000'(이하 HD2000/3000)이 탑재된다. 이것은 클락데일에 탑재된 '인텔 HD그래픽스'(이하 HD)의 개량 판이여서, 주요 차이점은 다음과 같다.
◎ 내부 연산 유닛인 'EU'(Execution Unit)개수가 HD2000는 6개, HD3000은 12개.(기존 HD는 12개)
◎ EU에 연산 전용 매스 박스(Math box)를 준비.(HD는 EU를 사용)
◎ 미디어 프로세서링 추가.
◎ 최대 1350MHz로 구동.(HD는 최대 900MHz)
◎ 다이렉트X 10.1/오픈GL 3.0을 지원.(IHD는 다이렉트X 10/오픈GL 2.1).
◎ 셰이더 모델4.1을 지원 (HD는 SM 4.0).
◎ 다이나믹 프리퀀시 스케일링(Dynamic Frequency Scaling)을 데스크탑/모바일 지원.(HD는 모바일 전용)
◎ H.264 및 MPEG-2 인코딩을 지원.
◎ 색상 조정 기능을 추가.
◎ HDMI 1.4/3D 지원.
(중략)
샌디브릿지는 EU의 수가 같거나 줄어들지었만, 인텔에 따르면, 각 EU처리량은 HD 세대에 비해 배가된다고한다. 이와 함께 구동 주파수 증가에 따른 효과에 의해 성능은 두 배 이상 인상되었다고 한다. 그러나 오랫동안 요구되고 있었던 다이렉트X11 대응은 이번에도 없었고, 어디 까지나 다이렉트X10.1 대응에 머물고있다.
2세대 코어i시리즈 샌디브릿지
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새로운 코어i7/i5/i3 프로세서는 모두 32nm공정으로 제조되어 지금까지의 네할렘 아키텍처를 대신하는 새로운 아키텍처의 CPU다. 1세대 코어i 시리즈는 그래픽 기능(GPU)를 내장하는 것과, 하지 않는 것이 혼재하고 있던데 반해 대해 새로운 코어i 시리즈는 모두 GPU를 내장하고있다. 동작 클럭도 향상하고있어 데스크탑 PC용 코어i7/i5중 많은모델이 3GHz이상의 클럭으로 동작한다. 소켓은 새롭게 등장한 1155핀 'LGA1155'다.
데스크탑용 코어i7/i5와 코어i3의 주요 차이점은 i7/i5가 기본적으로 쿼드코어 CPU에 자동 오버클럭 기능인 '터보 부스트'을 갖춘 반면, i3는 듀얼코어 CPU에서 터보 부스트를 탑재하지 않았다는 점이다. 또한 코어i7과 코어i5의 주요 차이점은 하이퍼 스레딩 기술 지원 여부에있다.
프로세서 번호 끝에 'K'을 붙인 CPU는 클럭 배율 잠금이 해제되어, 오버클럭에 적합한 제품으로 자리매김되고있다. K가 붙은 제품은 내장 GPU도 강화되어 HD3000을 탑재한다. 일반CPU의 내장 GPU는 'HD2000'이다. 참고로 K시리즈가 아닌 일반 샌디브릿지기반 CPU는 오버클럭을 할수없다.
가장먼저 출시된것이 '코어i7-2600, 2600K, 2600S'와 '코어i5-2500/2500K'등의 제품이다.
초에는 i7-2600K가 수요량에 비해 공급량이 못미쳐 물량이 부족할만큼 큰 인기를 끌었다. 하지만 인텔 6시리즈 칩셋인 P67/H67에 중대한 문제가있어, 이것을 교체해야 한다는 발표가 나오게되었다.
이 문제는 칩셋에 포함된 SATA포트의 품질이 시간 경과에 따라 저하되는 것으로, SATA 포트에 연결된 저장장치와 광학 드라이브의 성능이나 기능에 영향을 미칠 것으로 우려되었다.
이것은 칩셋의, SATA 3Gbps 해당 포트 전자 회로(PLL)의 트랜지스터의 이상에 의한 것이었다. 0~5번까지 6개있는 SATA 포트 중 해당 포트는 2~5번이다.
인텔은 문제를 파악하고 해결책을 발표후, 기존의 'B2'스테핑에서 수정된 'B3'스테핑 칩셋을 하순부터 출하를 개시하여 메인보드 출하를 개시하기로 하였다.
원래 계획이라면, '코어i5-2405S, 2390T'나 '코어i3-2105, 2102,2100,2100T', '펜티엄 G850/G840/G620/G620T'라고 등록된 메인스트림 전용의 제품을 대량으로 발송하고, 빠르게 기존 제품 라인업을 대체할 예정이었다.
그런데 P67/H67칩셋 결함에 대응하기 위해 주요 OEM벤더는 기존의 P67/H67메인보드의 출하를 정지하고. 예정되어있는 결함을 수정한 새로운 버전이 출하되기 전까지는 운송을 재개하지 않을 의향을 나타냈다.(일부 업체는 SATA 카드를 제공한다고 형태로 해결하려는 것 같다).
따라서 단종이 예정되있던 클락데일기반 제품이 좀 더 생산되었고, 결과적으로 클락데일에서 샌디브릿지로의 교체시기도 지연되었다.
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우여곡절끝에 여름쯤에는 '쿠거포인트'-인텔 6시리즈 칩셋의 결함문제도 어느정도 해결되었고, 샌디브릿지 프로세서도 라인업을 확충하면서 계획중이던 모든 프로세서가 발매되었다. 익스트림급 라인업으로 '샌디브릿지-E'기반 '코어i7-3960X 익스트림 에디션'을 선보였다.
출처: intel, ascii
원문: http://ascii.jp/elem/000/000/579/579517/
http://ascii.jp/elem/000/000/588/588723/index-3.html
http://ascii.jp/elem/000/000/585/585381/
