[고전 1998.11.19] 4번째 x86 메이커 Rise Technology mP6 데뷔

Rise 최초의 제품은 266MHz의 성능 범위

 

 

 늦게 온 4번째 플레이어. 그것이 Rise Technology다. 회사는 COMDEX에서 자사 최초의 x86 호환 MPU "mP6"을 정식으로 발표했다. Rise이 mP6 기술 개요를 10월 Microprocessor ​​Forum 98에서 발표. 그 때 정확한 스펙과 가격을 COMDEX에서 발표한다고 공표했다. 이번에는 그 공약을 완수한 셈이다.

 

 Rise Technology가 발표한 mP6는 "mP6-266" "mP6-233" "mP6-166"의 3모델. 다만 266 등의 숫자가 나타내는 것은 동작 클럭이 아니라 회사 자체의 성능 레이트 (PR)이다. mP6-266의 실제 구동 클럭은 200MHz로, 베이스 클럭은 100MHz. 2배속으로 작동한다. 회사의 Mei Wong 부사장 (Sales and Marketing)은 "실제 사용자에게 의미가 있는 것은 시스템 성능이라  PR을 채용했다. mP6의 200MHz 버전에서는 소프트 DVD 재생이 가능하다. Intel이나 AMD의 프로세서에서 소프트 DVD가 가능한 것은 300MHz. 거기에 mP6-266도 있다 "고 설명한다.

 

 Rise가 PR을 채용하는 것은 mP6 아키텍처에서 보면 당연한 것이다. 같은 동작 클럭에서도 다른 프로세서보다 성능이 높아질 가능성이 높은 설계이기 때문이다. mP6는 x86 명령을 3명령 동시에 디코드 가능하다. 이 디코더는 가장 복잡한 x86을 제외한 대부분의 x86 명령을 디코드 가능하다고 한다. 실행 유닛은 예를 들면 정수 연산 유닛만도 3개, 부동 소수점 연산 유닛은 2개, MMX 유닛은 3개라는 상태로 매우 많다. 이것은 파격적인 실행 유닛 수로, 그만큼  병렬로 명령을 실행 할 수있는 가능성이 높다는 것을 나타낸다.

 

 10월에 개최된 Microprocessor ​​Forum에서 Rise Technology의 치프 아키텍트 Ken Munson 씨는, 동 클럭의 mP6와 Pentium II에서는 "mP6 쪽이 15%까지 코어 성능이 높아진다 (Wintune97로 측정)" 고 설명했다. 실제 프로세서에서는 15%의 성능 차이는, 클럭으로는 2배 가까이 차이가 된다. 그래서 mP6 코어 성능이 정말 15%까지 높다면 PR가 33%의 성능을 동작 클럭에 더해 올리는 것도 과장은 아니다.

 

낮은 실제 동작 클럭

 

 하지만 그 대신 mP6의 파이프 라인 단수는 6단으로, Pentium II의 12단과 비교해 아주 적다.  파이프 라인의 단수가 적다면, 원리적으로는 높은 동작 클럭을 실현하기 어렵게 된다. mP6은 Pentium II처럼 RISC 형의 내부 명령으로 변환하지 않고, 네이티브 그대로 실행 유닛에 발행 하는데, 이 수법은 일반적으로 파이프 라인을 깊게해 동작 클럭 높이는 것은 어렵게 된다.

 

 실제로 mP6 제품 버전의 동작 클럭이 현재 200MHz에 머무르는 것은, 이 아키텍처의 동작 클럭의 상한이 낮은 것을 말한다. 물론, 동작 클럭을 높이는 쪽에 포커스 하는지, 아니면 명령의 병렬 실행도를 높이는 쪽에 포커스 하는지는 디자인의 선택으로, 동작 클럭을 올리는 설계를 취하지 않았다고 뒤떨어진다고는 말할 수 없다. 그러나 99년에는 Intel뿐만 아니라 AMD도 National Semiconductor / Cyrix도 IDT / Centaur Technology도, 다음의 설계부터는 동작 클럭을 높이는 설계로 향한다. 그 중에서 Rise Technology 1사만이, 다른 접근 방식을 취하고있다.

 

복잡한 스케줄링 기구의 탑재를 피하다

 

　또한 mP6의 실행 유닛은 수는 많지만, 그 각 유닛이 전체의 기능을 갖추는 것이 아니라 각 유닛의 실행 가능한 명령은 한정되어 있다. 예를 들어, 부동 소수점 연산 유닛은 한쪽이 완전한 기능의 4단 파이프 라인 유닛이지만, 다른 한쪽은 FXCH 명령만을 수행 할 수 있는 유닛이다. MMX 3개는 눈에 띄지만, 이것도 "MUL / MAC" "시프트" "ALU"의 3 유닛으로 되어서 역할 분담한다. 즉, 병렬 실행 할 수 있는 가능성이 높은 명령에 관해서만 실행 유닛을 분할했다고 말하는 편이 옳다.

 

 게다가 일반적으로 실행 유닛의 수를 늘리면 아웃 오브 오더 기능을 탑재하는 것이 보통이지만, Rise Technology에서는 이것도 하지 않는다. 아웃 오브 오더 기능이라는 것은, 명령을 줄선 순서가 아닌, 실행 가능한 순서로 실행하는 기능이다. 그것에 의해 각 실행 유닛이 원활하게 병렬 동작 되도록 한다.

 

mP6에는 이 기능이 없다. 따라서 단순하게 말하면 명령이 병렬로 실행 가능한 순서로 줄줄이 있는 경우면, 그대로 3 명령을 쿵하고 실행 유닛에 떨구는 것이 가능하지만, 그렇지 않은 경우는 동시에 발행 할 수 없는 구조가 된다.

 

 회사에 따르면, 이러한 접근 방식을 취한 것은, 복잡해서 다이 사이즈(반도체 본체 면적)가 커지는 아웃 오브 오더 스케줄링 기구를 탑재하는 것을 피했기 때문이라고 한다. 그 대신 실행  유닛을 방대하게 준비해서, 병렬로 실행 가능한 확률을 높였다는 것 같다.

 

 그러나 이 방법의 경우, 실제로 어느정도 성능이 오르는지에 대해서는 의문이 있다. 예를 들어, MMX는 일반적으로, Intel의 2 파이프 라인에 최적화되어 있기 때문에 mP6의 MMX의 3개의 파이프에서 성능이 나올지 어떨지는 보장할 수 없다. 응용 프로그램에 따라서 꽤 성능의 불균형이 나올 가능성도 있다.

 

낮은 소비 전력으로 노트북 시장을 겨냥

 

 

 

 

 다만 COMDEX의 부스에서 데모는, 적어도 몇가지 응용 프로그램에서는 mP6의 성능이 매우 높은 것을 보였다. mP6-266 데모에서는 DVD 소프트 재생에 28 프레임 / 초 시현. 소프트 모뎀은 CPU의 점유율이 10% 이하로 실현했다. 또 100Mbps 이더넷으로 소프트웨어 기반의 비디오 회의 데모도 진행했다. 이것이 모두 실클럭 200MHz에서 실현되는 것을 생각하면, mP6 아키텍처의 유효성 알 수 있다.

 

 또 회사의 접근 방식은 트랜지스터 수를 억제하면서 성능을 높인다는 의미에서 효과적이다. Rise는 mP6의 트랜지스터 수와 다이 사이즈는 아직 공개하지 않았다. 그러나 "IDT의 WinChip 2 처럼 극적으로 작은 다이는 아니지만 상당히 억제했다"고 말했다.

 

 다이 사이즈가 작으면, 소비 전력도 작아진다. 또 Rise의 경우는 낮은 동작 클럭으로 높은 성능을 내는 구조이기에 같은 성능에서도 다른 업체보다 소비 전력을 낮게하기 쉽다. 또한 Rise는 사용하지 않는 기능 블록을 정지시키는 것으로 소비 전력을 억제하는 기능도 탑재했다. 따라서 mP6-266 에서는 "코어의 구동 전압은 2.7 볼트에서 소비 전력은 최대 (Max)에서 8.2 와트. 이것은 최대 값으로 타사가 사용하는 전형 값 (Typical)이 아닌 것에 주의를 바란다. 당사는 최대에서도 극히 낮은 소비 전력으로 억제했다"(Wong 부사장)고 한다.

 

 회사는 mP6의 시장을 베이직 PC와 노트북으로 저소비 전력을 무기로 노트북 시장에 파고들 예정이다. "mP6는 최추부터 노트북 PC 지향으로 설계. 그것을 데스크탑에 더해 넣는 방법을 취했다. 그러면 노트북 PC에 간단히 대응 가능하기 때문이다."라고 Wong 부사장은 말한다.

 

 

PGA 위에 BGA가 올려진 패키지

 

 

 

 

 

mP6 칩은 사진처럼 조금 다르다. Socket 7 호환 PGA 패키지 위에 BGA 패키지가 올려진 모양이다. 노트북 PC 용으로는 위의 BGA 패키지를 제공하고, 데스크탑 용에는 그것을 PGA 위에 올려진 패키지를 제공한다. 또 칩 본체는 칩 표면에 본딩 패드를 배치하는 C4 (Controlled Collapse Chip Connection) flip chip 기술을 써서 BGA 기판 위에 구현했다. Rise Technology는 팹리스 (공장이 없는) 업체이므로, 이것은 회사의 제조 파트너의 팹 (공장)이 IBM 처럼 C4 기술을 가진 메이커인 것도 말한다.

 

 Rise 제조 파트너에 관해서는 아직 입을 다문 채이다. 그러나 "12월이 되면, 제조 파트너와  함께 발표할 예정이다. 한가지 말할 수 있는 것은 제조에 있어서는 Intel과 법적 문제가 일어나지 않도록 신경을 쓰고있다. 몇개의 반도체 메이커는 Intel과 크로스 라이센스를 가지고 있다" 고 Wong 부사장은 말했다.

 

차세대 코어도 개발 중

 

 또 Wong 부사장은 향후 계획에 대해서도 일부 밝혔다. 현재 mP6은 0.25 마이크론 (Pentium II 등과 같은)으로 제조한다. 또한 99년 제 2분기에는 256KB의 2차 캐시를 통합한 mP6 II의 양산이 시작된다. 이쪽은 최초 0.25 마이크론에서, 그 후 0.18 마이크론으로 이전 할 예정이다. 0.18 마이크론 판에서는 다이 사이즈가 작아지는 정도가 아닌, 구동 전압을 1.8 볼트로 낮추기 때문에 소비 전력이 한층 감소한다고 한다.

 

 또 Wong 부사장은 현재 칩셋 메이커는 노스 브릿지 칩에 그래픽 칩을 통합하는 방향으로 가고 있다는 경향을 지적. mP6 II처럼 2차 캐시를 통합한 프로세서와 그러한 칩셋을 원칩이나 MCM 패키지에 통합하는 방향도 향후 업계의 경향일지도 알 수 없다고 말했다.

 

 또한, 회사는 향후 전개의 일부를 밝혔다.
 "우리도 다음 세대 제품에서는 더 높은 동작 클럭에 최적화한다. 그것은 mP6 코어와는 상당히 달라질 것이다. 이 차세대 코어는 이미 개발 중이다. 내년 발표 가능할 것이다" (Wong 부사장)

 

 만약 회사의 제조 파트너가 IBM처럼 구리 배선 기술을 가진 경우, 그것을 이용하여 고속화를 도모하는 것도 가능하다. 그것에 대해서 Wong 부사장은 "구리 배선에 대해서는 당사도 생각은 있다. 팹리스의 강점은 최고의 팹을 선택하는 것이다"라고 말했다.

 

메인 프레임 CPU 설계 팀이 개발

 

 이처럼 Rise Technology는 독특한 디자인으로 PC 시장의 로우엔드에 새바람을 넣으려 한다. 회사가 취한 아키텍처 등은 지금까지의 다른 x86 호환 메이커에 없는 것으로, 매우 독특하다. 아무래도 그 독특함은 회사 개발진의 출신에 관계가 있는 것 같다.

 

 Wong 부사장에 의하면, 회사의 개발 팀은 "구 Amdahl 사의 프로세서 설계 팀을 핵심으로 구성 되었다."라고 한다. 따라서 메인 프레임 CPU 설계에서 키운 기술을 써, 뛰어난 에뮬레이터를 만들어 철저하게 동작 검증을 거듭했다. 그 결과, 퍼스트 실리콘부터 정확히 움직이는 프로세서가 됐다고 설명한다. 참고로, 설계팀은 겨우 35명으로 구성되어 있다고 한다. 또 호환성에 관해서는 현재 Microsoft와 Windows 호환 로고를 취득하기 위해 작업을 진행하고 있다고 한다.

 

 Rise는 mP6의 가격을 mP6-266에서 70달러로, Intel의 로우엔드 이하, 클래스로는 M II와 같은 정도로 붙였다. 즉, 가장 아래의 가격 범위부터 공격할 태세다. 파트너로는 Acer Labs나 Evergreen Technologies, Soyo Computer 등이 이름이 오르고 있다. 대기업부터 중견 메이커를 개척하는 작업은 지금부터다.

 

(실물로 구경도 못해본 제품이라.. 좀 아쉽네요.)

 

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