[고전 1997/10/17] Katmai 대 AMD-K6+ 3D 대 Cayenne, 그 후에는 Merced가 보인다

 

 AMD와 Cyrix가 차세대 MPU 기술을 발표

 

 PC 업계에서는 내년 등장하는 2세대 Pentium II (코드명 Deschutes : 333MHz 이상)에 기대하고 있는 단계라고 말하기에, MPU 업계는 이미 그 "다음"과 "다음 다음"세대의 MPU에 고조되어 있다. 싸움은 400MHz 동작 클럭 클래스의 성능에, 부동 소수점 연산 성능의 확장으로 옮겨져, 한층 그 후에는 명령 세트 수준의 혁신이 보였다. 이것이 모두 지금부터 2년 이내에 PC용 MPU에 일어나는 일이다.

 

 이미 몇회 이 코너에서도 다루어진 대로, 이번 주 개최된 MPU 업계 컨퍼런스 "Microprocesor Forum1997 "에서, 미국 Intel 사, 미 AMD 사, 미 Cyrix 사 등 x86 계 PC 시장의 메인 플레이어들은 일제히 신기술이나 제품의 개요, 로드맵 등을 발표했다.

 

 AMD가 밝힌것은 MMX 명령을 독자적으로 확장한 "AMD-K6 3D (K6-2)"와 그것에 2차 캐시를 집적한 "AMD-K6+ 3D (K6-III)".  이 개요는 15일 본지 뉴스 "AMD, K6+ 3D와 K7을 포함한 새로운 프로세서 로드맵을 발표" 에서 이미 보도했다. 한편, Cyrix가 발표한 것은 차세대 MPU 코어 "Cayenne"과 그것을 사용한 통합형 MPU "MXi". 이것은 16일에 "Cyrix 차세대 CPU 아키텍처를 발표" 에서 보도했다.

 

 이 두회사의 차세대 MPU 아키텍처에서 공통된 것은, 400MHz 급 성능을 노리며, 또 MMX 레지스터를 사용한 부동 소수점 연산 유닛을 새로 설치, 그것에 대응하는 명령어 세트 확장을 한 것. 즉, 간단히 말하면, 3D 그래픽이 빨라지는 확장을 했다는 것이다.

 

 이미 잘 알려진 대로, 지금까지의 MMX는 3D 그래픽에서는 그다지 효과가 없었다. 그것은 MMX 명령이 정수 연산에 한정되어 있었기 때문이다. 그에 따라,  지금은 부동 소수점 연산만이되어 버린 지오메트리 파이프 라인에는 MMX는 대부분의 경우 효과가 없었다. 또 렌더링 파이프 라인에서도 지금의 3D계 게임 등은 화면의 폴리곤이 (크기가) 작아졌기 (폴리곤 수가 늘었다. 많은 수의 작은 폴리곤 = 덜 각진 그래픽) 때문에, MMX의 효과는 적어졌다. MMX는 하나의 폴리곤 안의 각 픽셀에 대한 처리만 효과가 있기에, 폴리곤이 많거나 색상 수가 많은 경우에는 큰 효과는 나오지 않는 것이다. 게다가 3D 그래픽 칩의 성능이 높아져, 렌더링 처리는 그래픽 칩에 맡기는 편이 합리적이 되었다. 그 경우 필요한 것은 부동 소수점 연산 성능이라는 뜻이다.

 

 

Katmai에 선수를 치려 서둔다

 

 이러한 뜻으로, AMD와 Cyrix는 3D를 의식한 MMX 확장을 해온 이유인데, Intel이 그것을 손가락을 더해서 보고있을 이유는 없다. 라고 할까, AMD와 Cyrix의 움직임은, 실은 Intel의 다음 수에 앞서려는 움직임인 것이다. 그것은 Intel도 Deschutes의 다음 MPU "Katmai (코드명 = 250나노 슬롯1 펜티엄 3) "에서 MMX 명령 세트의 확장을 한다고 보이기 때문이다. 이 새로운 명령 세트는 MMX2라는 코드명으로 불리는 것으로 알려져 있는데, 그 초점도 부동 소수점 연산 성능의 확장에 있다고  MPU나 반도체 업계 관계자들은 입을 맞춘다. Katmai는 3D 성능의 레벨 업을 내세우며, 동작 주파수로는 400MHz 클래스로 등장, 데스크톱 용 Deschutes 상위 (서버용은 별도)로서 들어온다고 소문이 돌고 있다. Katmai가 등장한다고 전망되는 것은, 현재 1998년 말부터 1999년 초기, 그것에 대해서 AMD는 내년 전반기에 K6-3D를, Cyrix는 내년 후반에 MXi를 투입 한다고 한다. AMD도 Cyrix도, 이 Katmai를 주시하며, 가능한 빨리 내려는 전개인 것이다.

 

 양사의 경우에 중요한 것은, Intel에  따라 붙고, 그리고 어딘가의 시점에서 Intel을 넘는 것이다. PentiumII 대 K6 대 6x86MX 에서는 MPU의 발표 자체는 거의 같은 시기였다. 그리고 Intel의 다음 수는 알고 있다. 그렇게 되면, 거기서 승부를 걸고 한번에 뽑는 것은 당연한 전개라 말할 수 있다. 그리고 그 기회를 위해서는, 굳이 Katmai의 MMX 확장과는 호환성 없는 명령  세트의 확장도 불사했다는 것이다.

 

 그렇게, 이번의 경우 최초의 MMX와​​ 달리, 양사의 확장은 독자적인 것이다. 그렇게 되면, 소프트웨어가 대응하지 않으면 의미가 없어져 버리는 것이다. 그러나 이번에는 그래도 어떻게 든 된다 라는 읽기가 양사 서로에 있다고 생각된다. 이렇다는 것은 새로운 명령은 실질적으로 3D에 사용되는 것이 주체가 된다고 생각되기에, 3D 그래픽 라이브러리에 흡수시키는 것이 가능하기 때문이다.  AMD는 일본에서 발표 때에, AMD-K6 3D가 나올 때에는 DirectX에서 지원되는 것을 강조했다. Microsoft는 상당히 빠른 시점부터 공동 작업을 하고 있다고 한다.

 

 

공정 기술의 싸움

 

 그런데, AMD는 이번 K6 관해서 가능한 것은 모두 간다고 하는 결의를 보이는 것 같다. MMX 명령 세트의 확장뿐 아닌, K6+ 3D는 256KB의 2차 캐시까지 칩에 내장한다. 이것은 어떤 의미가 있는가 하면 Pentium II의 DIB (Dual Independent Bus. 정확하게는 펜티엄2 라기 보다 P6 버스. 그래서 펜티엄 프로의 소켓8이 있음에도 소켓8부터는 인텔만 쓰죠. 후의 비아처럼 라이센스 비용을 내면서 쓰기는 싫고, 떼쓰면서 여론전 펴서 인텔이 나쁜놈 인것 처럼 하면 허락할까? 떼도 써보고. 자사의 소켓을 만들어 볼까도 하는데, 자사의 버스와  소켓을 만들면 시장성 문제로 실패할 것 같고....  결국 인텔 소켓7을 확장한 슈퍼소켓7용으로 CPU를 발표. 이후 여러 기사에서 사이릭스나, IDT나 AMD의 제품을 말할 때  그냥 소켓7 이라고 하지만, 엄밀하게 말하면 슈퍼소켓7 입니다. 인텔 소켓7은 FSB 66이 정규 클럭의 끝입니다. 클럭도 클럭이고, 기본 보드의 VRM이 제대로 받혀주지 못하구요. 그러니까 오버드라이브 프로세서가 나오는 거구요. 인텔 제품만이 아닌, AMD 제품을 타사가  전원회로가 포함된 기판에 붙여서 파는 제품들 말이죠.) 대책이다. Intel은 Pentium II 에서  DIB 라는 아키텍처로 캐시 메모리용 버스를 시스템 버스에서 분리했다. Intel은 Pentium II용  슬롯인 "Slot 1"이 뛰어난 근거로서, DIB에 의해 버스 병목이 적어져, 높은 클럭에서도 시스템 성능이 떨어지지 않는 것을 들고있다. AMD는 특허 문제 등에서 Pentium II와 버스 프로토콜 호환 MPU를 내는 것이 가능하지 않다고 보고, K6+ 3D까지 Socket 7로 간다. 그러나 그렇다면 400MHz 수준의 싸움은 괴로운 것이 보인다. 그래서 2차 캐시를 내장하여, 칩에서 캐시 전용 버스를 마련하고, 그것을 시스템 버스와 분리하는 것으로 DIB와 동일한 효과를 Socket 7에서 실현한다 라는 것이다.

 

 이 AMD의 접근에서 눈에 띄는 것은, 공정 기술의 유리를 최대한 살리려는 점이다. 이러한 확장의 결과, AMD-K6+ 3D는 2,130만 트랜지스터라는 도깨비 같은 집적도 (Pentium II 750만 트랜지스터)가 되었다. 그런데 다이 (반도체 본체) 크기는 0.25 마이크론 공정으로 제조해서  135 제곱 mm로 지금의 K6 보다도 작다. 다이 사이즈가 작다는 것은 일반적으로 제조에서 유리하다. 참고로, 0.35 마이크론 버전의 Pentium II는 203 제곱 mm로, 이것이 0.25 마이크론 버전이 되어도 필시 100 제곱 mm 아래로는 안된다고 보인다.

 

 이것은 AMD의 K6가 5층 메탈 레이어에 더해서 로컬 인터커넥트라 부르는 한층 하층의 레이어를 가지고 있기 때문이다. 이것은 실질적으로 제 6번째 층으로 세어도 좋을 레이어로, SRAM 셀을 작게하는데 상당한 효과가 있다고 한다. 이 기술은 IBM이 가장 숙련된 것인데, AMD도 이것을 채용한 것으로 대용량 캐시의 탑재가 가능해졌다고 보인다. 또 다이 사이즈가 작은 것은 칩 표면에 본딩 패드를 배치하는 C4 (Controlled Collapse Chip Connection) flip chip 배선 기술도 상당히 기여했다. 참고로, Cyrix도 다음 Cayenne과 MXi에서 C4를 채용, Cyrix 칩의 고민의 원인이었던 다이 사이즈의 크기를 해소 할 의도이다.

 

Intel은 현재로는 아직 이 어떤 기술도 채용하지 않았다.

 

 

Intel은 IA-64 기술의 근간을 발표

 

 이번에 Intel은 라이벌 2 개사에 대한 대항 자세를 밝히지는 않았다. 즉, MMX2와 Katmai에 관해서는 아직 베일을 벗기지 않았다. 그러나 Intel 이라면 의외로 전투적인 기업이기에, AMD와 Cyrix가 선수를 치는대로 있지 않을 것이다. 아마 그다지 멀지 않은 시점에서 어떠한 모양으로 자사의 MMX 확장을 밝히는 것이 아닐까. 어찌하든, 소프트 메이커에 대응을 얻는 것을 생각하면, 실제 Katmai 발표 전에 공표하는 것으로 생각된다.

 

 그런데, Intel은 이번 Microprocesor Forum에서는 Pentium II 세대에서는 아닌, 그 다음 세대의 기술에 초점을 맞춘 것 같다. 오랫동안 기다린 64비트 MPU "Merced"의 명령 세트 IA-64 기반 기술과 개요를 분명히 한 것이다. 이것도 15일 본지 "Intel과 HP가 공동으로 "Merced"기초 기술을 발표" 에서 보도하고 있지만, 포인트가 되는 것은 "Explicitly Parallel Instruction Computing (EPIC)" 이라는 기술이다. 이 기술에 관해서는 가까운 시일에 상세함을 이 코너에서  다룰것 이지만. 대략 말하면, MPU로 부터 컴파일러로 명령 스케줄링 기능의 다수를 옮겼다는 것이다. 지금의 하이 엔드 MPU는 결국 이 명령 스케줄링에 큰 실리콘을 할애해, 그것이 병렬 실행도를 높이는 한계가 된다. 그것을 해결하기 위해 EPIC 에서는, 복수 명령을 1 명령에 넣어, 여기에 각각 명령의 의존관계도 기록한다. 투기 실행 이라든지 메모리로 부터 로드 등의 선행 실행 등도 명령 측에 포함하는 것 같다.

 

이러한 접근 방식은 열쇠를 쥐는 것은 말할필요도 없이 컴파일러가 된다. 그 때문에 미국 Hewlett Packerd 사와 짝이 된 이유지만 (공동 개발, 각자 CPU 개발팀이 협력해서 개발. 공동 개발이지만, 인텔이 생산하고 또 인텔은 한 때 손댔던 arm도 다 자사의 인텔 Xscale 등으로 이름을 붙이듯이, 아이테니엄도 공동개발이지만 인텔 아이테니엄으로 발표. HP는 뭐 대신 공동 개발자로서 타사보다 싸게 구입 가능하다던가 그런 옵션이 있겠죠. (다른 기사에서도 언급이 되는데, 인텔은 뭐든지 자사 이름을 붙인다고 합니다. 유명한 것으로는  SMT도 SMT라고 안하고 인텔 하이퍼스레딩 이라고 부르죠.) 그렇게 해서 슈퍼컴퓨터나 초고성능 서버 시스템을 선점한다던가 할 수 있구요.. 그러나 후에 아이테니엄2 나온 뒤에 HP의 아이테니엄 개발팀을 인텔에 넘깁니다..), 충분히 아키텍처의 장점을 끌어낼 정도로 지능이 높은 컴파일러가 나올지 어떨지가 열쇠가 되는 것이다. 다만 큰 장점도 있다. 컴파일러라면 계속해서 버전업해서 최적화의 정도를 높여가는 것이 MPU 보다 간단하다는 것이다.

 

 

[고전 1997/10/15] AMD, K6+3D와 K7을 포함한 새로운 프로세서 로드맵을 발표

 

 

[고전 1997/10/16] Cyrix, 차세대 CPU아키텍처를 발표

 

 

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