12 년간 계속 된 Pentium 브랜드는 임종으로
"Intel Core" Processor로 브랜드 변경에 따라, Intel은 결국 "Pentium"브랜드에 마침표를 찍을 것으로 보인다. 12 년간에 걸쳐서 사용되어 온 Pentium 브랜드는 2006 ~ 7년 죽음으로 향한다. (그러나 죽지 않고, 보급형 브랜드로 살아남죠.)
원래 Intel은 "Intel 486" 프로세서까지는 CPU의 브랜드를 그다지 중시하지 않았다. 그렇지만 같은 3 줄의 숫자를 가진 AMD나 Cyrix의 호환 CPU의 공세를 받은 결과, 호환 CPU와 차별화 하기 위해 브랜드의 중요성을 인식하기 시작했다 (숫자로 된 제품 이름이 보호를 못 받음. 다른 회사에서 386 486으로 써도 막을 방법이 없음.). 그래서 5 세대인 코드 네임 "P5" 였던 CPU에는 "586"이 아닌, "5"를 의미하는 "Pent- (펜트)"을 씌운 Pentium 브랜드를 주었다.
이러한 경위에서 6 세대 째에 해당하는 "P6"에는 "Hexa- (헥사)"(6 의미)를 접두사로 가지는 새로운 브랜드 이름이 붙는다고 소문이 났었다. 그러나, Intel은 P6에 "Pentium Pro "를 씌워 Pentium 브랜드를 계속. 그 후, "Pentium II (Klamath : 클래머스)", "Pentium III (Katmai : 카트마이)", "Pentium 4 (Willamette : 윌라멧)", "Pentium M (Banias : 베니어스)", "Pentium D (Smithfield : 스미스필드 )"라고 Pentium 브랜드를 계승해 왔다. 즉, 마이크로 아키텍처가 확장되거나 혁신되어도 Pentium 브랜드를 유지했으며, Pentium 본래의 "5 세대째" 라는 의미 부여는 이미 사라졌다.
그러면 여기에 와서 CPU 브랜드의 변경은 무엇을 의미하는가?
Intel의 이번 CPU 브랜드 변경이 매우 재미있는 것은, 이것이 마케팅 및 제품 전략의 변화뿐만 아닌, CPU 아키텍처의 세 가지 변화를 반영한 것이다.
(1) CPU의 멀티 코어 화
(2) CPU의 통합 아키텍처 화
(3) CPU 마이크로 아키텍처의 방향성의 변화
반대로 말하면, 이러한 Intel의 내부적 기술적인 변화를 반영한 것이, 이번 브랜드 쇄신이라 말할 수 있다. 브랜드 변경하는 것으로, Intel은 어떤 의미 "결심을 했다"고 말해도 좋을지도 모른다.
CPU의 멀티 코어화
Intel이 멀티 코어 (Multi-core) CPU 화를 강조하기 위해, 일부러 Core 라는 브랜드 이름을 택한 것은 이미 리포트 한 대로. Core 브랜드 부터 Intel CPU는 멀티 코어로 향해 돌진한다.
멀티 코어화는 = , "명령 수준의 병렬성 (Instruction-Level Parallelism : ILP)"중시에서 "스레드 수준 병렬성 (TLP : Thread-Level Parallelism)" 포커스로의 대전환으로, 그 의미에서는 CPU 아키텍처의 패러다임의 전환이라고 말 할 수 있다. Intel은 원래 이 흐름에 탑승이 늦었다 (1년 반 전에 싱글 코어 Tejas를 출시하려고 했다). Core로 브랜드 하는 것으로, 지금의 Intel은 그 시류를 타고 있는 것을 강조하려 한다.
CPU의 통합 아키텍처화
신 브랜드 "Intel Core Processor"에는 "M (Mobile)" 또는 "D (Desktop) "등의 폼팩터를 규정하는 이니셜은 붙이지 않는다고 말한다.
즉, 지금까지처럼, 모바일과 데스크톱 이라는 구분은, Core 브랜드에서는 강조되지 않는다. 유일한 구별은 Processor Number에 붙이는 파워 클래스 (전력 계층)의 접두사로 TDP (Thermal Design Power : 열 설계 전력) 대 마다로 구분된다.
? 100W 클래스
E 50W 이상
T 24 ~ 49W
L 15 ~ 24W
U 14W 이하
이 브랜드의 메시지는 명확해서, Intel은 이제 CPU 브랜드 명으로 폼 팩터는 규정하지 않는다는 것이다. 모바일과 데스크톱은 심리스로 연결한다. 따라서 Intel은 Merom / Conroe 계를 "통합 아키텍처 (Unified Architecture)" 라고 부른다.
실제, Intel의 사업부에서도 기존의 데스크톱과 모바일의 울타리를 넘는 "Digital Home Group"이 설립되었다. Yonah 세대 이하는 Intel이 "공식"으로, 모바일 계 CPU 기반의 데스크탑도 추진한다.
또한 향후에는 Merom / Conroe뿐만 아닌, PC용 CPU 아키텍처는 이후도 일원화하는 것으로 보인다. Intel 이라도, 2 계열의 CPU를 병렬로 개발하는 것은 부담이 너무 크기 때문이다. 작년 가을의 인터뷰에서 Intel의 연구 부문을 총괄하는 Justin R. Rattner (저스틴 R · 래트너) 씨 (Intel Senior Fellow, Director, Corporate Technology Group)는 다음과 같이 말했다.
"향후는 코어에 의한 차별화는 줄어들고 "언코어 (uncore) "에 의한 차별화가 늘어날 것이다. 언코어라 우리가 부르는 것은, 캐시, 버스 인터페이스 등 CPU 코어 이외의 부분으로 TLB 라인 수 등이 포함된다.
우리는 가능한 코어의 종류를 줄이고, 동일한 코어를 기반으로 각 시장의 전력과 성능의 요구에 최적화 한 제품을 설계해 갈 생각이다. 차별화의 초점은 코어가 아닌, 언코어 부분이 된다.
예를 들어, 노트북 PC라면, 최적인 양의 캐시와 메모리 대역폭을 프로세서에 구현한다. 메모리 컨트롤러의 통합도 요구 될지도 모른다.
또한 각 시장을 향해서 코어의 수도 바꾸는 것이다. 예를 들면, 데스크탑은 2 코어로, 프리미어 데스크톱과 서버는 4 코어 등 차별화로 향한다. 어쨌든, 모바일과 데스크톱과 서버 각각에 다른 마이크로 아키텍처를 개발하는 것은, 시간도 사람도 너무 든다. 기본적으로는 1 종류나 2 종류의 코어 설계를 중심으로, 다른 시장에 최적화 한 언코어의 조합과 최적화 한 코어 수를 취하는 것으로, 차별화 하게 될 것 "
아마도 Core 이후는, CPU 코어 자체는 데스크톱과 모바일에서 공통되고, 이외의 언코어 부분에서 차별화가 이루어져 갈 것으로 추측된다. 실제, Intel은 MP (Multi-Processor) 서버용의 Whitefield 에서는 FSB를 변경하려 했다. 예를 들면, 가까운 미래 데스크톱 CPU와 모바일 CPU에서, FSB 아키텍처가 다른 제품이 등장해도 이상하지 않다.
지금까지 데스크톱 CPU는 NetBurst, 모바일 CPU는 Banias로 CPU 아키텍처가 양분되어 있었다. 이것은 NetBurst 계가 예상 이상으로 소비 전력이 올랐기 때문에 고육지책이었다. 하지만 결과적으로 Banias 계가 존재한 것이 Intel을 구했다. Banias 계를 발전시킨 Merom 계를, NetBurst 후계의 통합 아키텍처로 투입 가능했기 때문이다. Banias / Yonah / Merom 계는, Intel 이스라엘이 개발을 담당하고 있으며, Pentium III 이하 Intel IA-32 CPU의 개발을 담당한 Intel 오레곤 제품이 아니다.
그렇지만, Merom / Conroe의 다음 세대는 다시 오레건 개발의 "Nehalem (네할렘)"이 된다고 말하고 있다. Nehalem의 다음 다시 이스라엘이 된다. 현재 Intel의 태세로는 오리건과 이스라엘이 교대로 CPU를 개발하게 되는 것 같다. (한팀이 2년 먼저 개발을 시작, 한팀이 2년후에 개발을 시작, 각각의 개발은 4~5년이 걸리지만, 두팀 개발로 제품 출시를 절반으로 단축. 아톰 아키텍처 개발은 완전 별도의 팀.)
CPU 마이크로 아키텍쳐의 방향성의 변화
Intel CPU 마이크로 아키텍처의 대략적인 변천.
img.png (1245×2051) (kakaocdn.net)
브랜드의 변화는 CPU 코어의 멀티화와 공통화를 상징하는 것만은 아니다. Intel의 CPU 마이크로 아키텍처의 방향성 변화도 반영한다.
Pentium 브랜드는 4개의 CPU 마이크로 아키텍처 (P5 / P6 / NetBurst / Banias)에 걸쳐 사용되고 있으며, 특정 마이크로 아키텍처와의 연계성은 없다. 그러나 역사적으로 보면 Pentium 브랜드는 하나의 시대, 하나의 CPU 아키텍처의 트렌드를 확실히 보여주고 있다.
Intel CPU는 386까지는 "CISC (Complex Instruction Set Computer)"형 CPU의 세계에서 경쟁 싸움, 486에서 본격적인 "RISC (Reduced Instruction Set Computer)"형 프로세서의 도전에 노출 되었다. 따라서 Intel은 CISC인 x86 명령어 세트를 유지하면서, RISC 프로세서에 대항하기 위해 Pentium을 개발했다 (한편으로 RISC Intel 860도 개발했지만). (앤디 그로브는 인텔 첫번째 직원. 공동 창업자는 로버트 노이스 와 고든 무어).
그 위에, Pentium과 병행해서 개발한 P6 (Pentium Pro)에서는, x86 명령어를 RISC 풍(고정 포맷 & 로드 스토어 형)의 내부 명령 "uOPs (Micro-Operations)"로 변환해서 실행하는 방식을 채용. 아웃 오브 오더 / 슈퍼 파이프 라인 / 슈퍼 스칼라와 RISC 프로세서 풍의 기술을 망라했다. Pentium 4는 그 흐름을 한층 발전시켜, 더 깊은 파이프 라인, 더 복잡한 스케줄링 아키텍처를 취했다. 이러한 아키텍처 상의 발전 결과, Pentium 브랜드 CPU는 CISC의 성능 한계 설을 뒤집고, 성능을 계속 늘렸다. 돌아 보면, Pentium 브랜드 CPU의 역사는 RISC에 대항해서 태어나 발전한 것이 된다.
P5에서는 5 스테이지의 파이프 라인에서, 최대 2 명령어를 병렬 실행했다. 다음 P6에서는 최대 3 개의 x86 명령을 uOPs로 변환하고, 아웃 오브 오더 (out-of-order) 실행. 파이프 라인은 12 스테이지로 늘렸다. 그 위에 다음 NetBurst (Pentium 4)에 이르면, x86 명령 디코드를 파이프 라인 앞으로 빼서, uOPs를 더 공격적으로 스케쥴링하고, 파이프 라인도 20 ~ 31 스테이지로 한층 세분화 했다. 더해서, SMT (Simultaneous Multithreading) 기술인 Hyper-Threading도 구현했다. 즉, Pentium의 역사를 통해서, 파이프 라인은 더 넓고 길어진 것으로, 성능을 증가를 계속해 왔다.
트레이드 오프는 CPU의 비 효율성화로. 온 더 플라이로 제어해야 하는 내부 수가 증대, 스케줄링에 막대한 자원을(회로) 차지해서, 성능 향상 이상으로 소비 전력이 증가했다. 낭비는 많지만, 싱글 스레드의 절대 성능이 높은 CPU를 목표한 것이 Pentium 세대지만, TDP가 100W를 맞아서, Intel은 방향 전환의 필요에 압박 받았다. 그리고 Intel의 전환의 시작된 것이 Pentium 4로 모자랐던 저소비 전력 라인용으로 개발 된 Banias 아키텍처였다.
uOPs 퓨전의 진화
흥미로운 것은 Intel은 NetBurst 계열 CPU에는 Core 브랜드를 붙이지 않지만, Banias 계 아키텍처를 발전시킨 Yonah에는 Core 브랜드를 씌우는 점이다. 새로운 브랜드 CPU 군의 2 세대 째인 "Merom (메롬)"계 아키텍처는 Banias / Yonah을 한층 혁신한 것으로 추측된다. 그렇게 생각하면 Banias / Yonah 계 아키텍처는 꼭 Pentium에서 Core로의 중개가 된다.
Banias 계의 아이디어의 기본으로 있는 것은, 지금까지의 Pentium 브랜드 CPU의 흐름에 역행하는 것. 즉 내부 명령 수를 줄이고, 파이프 라인을 짧게하고, 낭비를 줄인 고효율화가 Banias의 컨셉이다. 열쇠가 되는 기술의 하나가 "uOPs 퓨전" 이었다. x86 명령을 복수의 uOPs로 분해하는 대신에, 복수의 uOPs을 봉합하는 "Fused uOPs"로 거의 1 대 1 변환한다. 파이프 라인 안에서는 Fused uOPs로 다루며, (아마) 명령 발행 전에 uOPs로 분해한다. 실행될 때는, uOPs 기반이 되지만, 그때까지 제어하는 명령 수는 대폭 감소하게 된다. 지금까지는 디코더에서 실행 유닛을 은폐하던 것이, uOPs 퓨전에 이르면 uOPs 분해 스테이지에서 은폐하게 된다.
uOPs 수에 주목하면 Pentium 브랜드 = uOPs의 증대, Core 브랜드 = uOPs 절감이라는 전환이 된다 (연산계 명령의 경우. 제어계의 uOPs는 * T의 도입으로 증가. *T 인텔의 각종 기술들, HT, VT,TXT, EM64T, 등등). Merom 후에 위치한다고 보인는 Nehalem이나 그 다음의 "Gilo (길로 : 이 코드 네임의 대로인지 어떤지는 불명)" 가 어떤 아키텍처가 될지 알 수 없지만, 아마 기본 라인은 변하지 않을 것이다. "우리가 전력 효율을 향상시키기 위해, Banias부터 Merom과 그 이후(의 CPU)까지 계속 하고있는 것은, 더 uOPs 퓨전을 적용하는 것이다" 라고 Intel의 Rattner 씨도 말했다.
원래 CISC는 RISC에 비교하면, 코드 밀도 (Cord Density : 프로그램 사이즈 당 명령 수)가 높아 명령어 페치 효율이 좋다는 장점이 있다. uOPs 퓨전은 이러한 CISC의 특성을 CPU 코어 내부에도 미쳤다고 생각하는 것도 가능하다. 심한 말투를(대충 말하면) 쓰면, CISC의 장점을 더 살리는 형태로 진자를 흔들어 되돌린 것이 Banias 이후라고 할 수 있다.
Intel이 의도하고 있는지 어떤지는 어쨋든, 이번의 CPU 브랜드 변경은 이러한 아키텍처의 큰 흐름의 변화도 반영하고 있는 부분이 포인트다.
2005년 11월 30일 기사
386 40 MHz vs 486 25 MHz
https://youtu.be/3fcPxAO1FeU
Fresh 486DX2 66 MHz takes on the world :) AWE32 sound, HD
Creeping Network - Running a few old Emulators on a 486 DX4-100 under DOS 6.22
My 486 PC Running NES Games
Escom 486DX4 100 MHz, tons of games & benchmarks
Bench Starcraft 486DX2-66Mhz 486DX4-100Mhz Pentium-S 100Mhz
(스타 공식 사양은 펜티엄 90MHz, 16MB 램, 640 x 480 256색 Direct Draw지원 VGA
같은 486에서는 클럭 100Mhz가 당연히 높은거고, 슈퍼스칼라 CPU인 펜티엄이 486과 같은 100Mhz라도 역시 성능이 다르죠. 또 펜티엄의 경우는 32비트 데이터 버스를 가진 486과 다르게 64비트 데이터 버스를 사용 합니다. 펜티엄 오버드라이브 프로세서는 486 보드에 펜티엄을 쓰는 형태라 486 보드의 전압을 펜티엄 CPU의 전압으로 바꿔주는 추가 회로와 32비트 버스를 사용하는 점이 차이가 있죠.)
https://youtu.be/a3DTGWNvWNU?t=906
오리지널 스타크래프트와 브루드워 한글패치 적용. 윈도우 98SE.
Bench GTA 486DX2-66Mhz 486DX4-100Mhz Pentium-S 100Mhz
486 133mhz vs Pentium 60, DX4 100 and DX2 66 Benchmarks
| IBM DX4-100 15" monitor Onboard Cirrus Logic 58xx Intel 486 DX4 100 Soundblaster 16 500MB harddrive 16MB ram |
Dell Optiplex 560/l Lg / Goldstar Studioworks 56i Nvidia NV1 (their first graphics card ) Diamond Edge 3D Pentium 60 mhz 500MB harddrive 32MB ram |
"Partman 486" Promise EIDE2300 plus 15" IMP Tulip monitor ATI MACH 64 ISA Intel 486 DX2 66 mhz (later in video 133Mhz Kingston) Soundblaster 8-bit 500MB harddrive 32MB ram (초기는 인텔 486 DX2 66, 영상 6분 20초에 AMD Am5x86 133으로 CPU 교체. 킹스톤 써있는게 일종의 인텔 오버 드라이브 프로세서 같은 전압변경 칩을 통해서 동작되는 어댑터를 포함한 제품) |
퀘이크 부분은 마지막에 FPS 정보가 나옵니다.
Intel DX4 and Pentium Overdrive in DOS games
시작전 그림에 펜티엄 오버드라이브 프로세서는 486보드에 끼우기 때문에 일반 펜티엄과 다르게 CPU 표면에 전원 회로가 많이 붙어 있죠.
Quake Timedemo on 386
https://youtu.be/E2zsV-kXMIk
486DX/33 vs Am5x86/133: Quake
https://youtu.be/KbcFvUOGA44
486 machine pc with pentium overdrive 83.3 mhz running quake 1 timedemo test
Quake 1 320x240 on Pentium 1 60MHz - first version
Quake 1 320x200 pentium 75
Quake 1 AMD 5x86 133MHz 320x200
Quake 1 on PENTIUM 166MHz
Quake 1 Pentium 233MHz MMX 320x200
https://youtu.be/XrArsxYloD8
486/33 vs Am5x86/133: Winamp
https://youtu.be/ITdZGL-OafU
(486급 저클럭 PC에서 MP3가 조금씩 끊기는 경우, 구버전 윈엠프 설정에서 출력을 16bit에서 8bit로 바꿔주면 끊기지 않고 들을 수 있죠. 펜티엄은 그냥 들으면 되구요.)
80386 playing MP3 at 8khz 16kbps.
https://youtu.be/6Jj97NXgHw4
(이렇게 낮은 품질의 MP3로 들으면 가능은 하죠.)
Toshiba Pertege 3010 CT 3D Video games on Pentium 1 (MMX 266)
1MB Video Ram and 64 MB System Ram
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