기글 하드웨어 정보 게시판

10대 무선 기술

2010-02-27T02:55:12+09:00

현재 비교적 널리 쓰이는 10가지 무선 기술에 대한 글입니다. 출처는 http://www.pcpop.com/doc/0/474/474788_all.shtml

FM, AM

넓은 의미에서 말하면 무선 라디오 송/수신이 무선을 통해 소리를 전송하는 제일 오래된 기술이며, 제일 널리 쓰이고 있는 기술입니다. 여기에는 FM과 AM이 모두 포함되는데, 먼저 FM에 대해 같이 보도록 하지요.

FM은 Frequency Modulation(주파수 변조)라 하는데, 이것은 주파수를 조절하는 일종의 조절 방식을 가리키는 것이지만 지금은 FM이 라디오를 가리키는 말처럼 되어 버렸습니다(필드 매뉴얼의 FM을 말씀하실 분은 저리 가세요). 일반적으로 여기에 쓰이는 주파수는 76~108MHz 사이입니다.

라디오

FM 외에도 AM이 있습니다. AM은 Amplitude Modulation(진폭 변조)라 하며, 진폭을 조절하는 방식이기 때문에 대부분의 AM은 중파(MW) 방송을 가리키는 대명사가 되었습니다. 그 응용범위도 작지 않아, 국제 단파 방송에 사용됩니다.

하지만 시레로는 중파는 AM 방식을 사용하는 일종의 방송에 불과하며, 고주파(3~30Mhz)를 사용하는 국제 단파 방송의 조절 방식 역시 AM이라 할 수 있으며, 심지어 주파수가 더 높은 항공/선박 통신(116~136MHz) 역시 AM 방식입니다.

DAB, 디지털 방송

DAB는 Digital Audio Broadcasting의 약자로서, CD 수준과 가까운 소리를 낼 수 있어, 방송과 산업용 기기 등에 무한에 가까운 부가 서비스를 제공할 수 있습니다. 더 쉽게 신호를 잡을 수 있고, 업계의 간섭을 받지 않는 매우 낮은 송신 라이센스만 있으면 서비스를 할 수 있습니다.

DAB 수신기

DAB는 AM, FM 등의 전통적인 라디오 후에 나온 3세대 방송-디지털 신호 방송입니다. 그의 출현은 방송 기술에서 혁명적이라 할 수 있습니다. 디지털 방송은 노이즈와 간섭, 신호의 감소 등에 강하며, 빠른 속도로 이동 중에도 신호를 받을 수 있는 장점이 있습니다. CD 수준의 서라운드 사운드를 제공하며, 그 신호의 손실은 거의 없는 수준입니다.

전통적인 라디오와 비교하여 DAB의 제일 큰 특징은 2가지입니다. 첫번째는 대역폭입니다. DAB는 어떤 글-심지어 이미지도 전송할 수 있을 정도의 대역폭을 제공합니다. DAB 방송의 신호대 잡음비는 최소 95db이상이며 비트 레이트는 192kbps이기 때문에 MP3와 동급입니다.

두번째 특징은 디지털 신호가 노이즈에 강하고 전파가 갈수록 줄어드는 특징에 유리하다는 것입니다. DAB 방송은 빠르게 이동하는 환경-차량-에서 쓸 수 있습니다.

블루투스

블루투스(Bluetooth)도 일종의 무선 기술입니다. 하지만 이렇게 말하면 그리 정확하진 않습니다. 정확히 말하면 블루투스는 일종의 '단거리' 무선 기술이라고 해야 할것입니다. 블루투스는 분산식 네트워크 구조와 매우 빠르게 진동하는 주파수, 그리고 짧은 패키지 기술을 사용하며, 단일 포인트끼리의 연결(P2P)와 여러 포인트끼리의 연결을 지원합니다. 주파수는 전세계에서 통용되는 2.4GHz ISM(공업, 과학, 의료) 주파수입니다. 블루투스가 작동할때 평균적으로 79개의 간격을 가지고 있는 1MHz 채널 사이에서 주파수를 고를 수 있습니다. 뿐만 아니라 쌍방향 전송을 지원하는 것도 특징입니다. 지금까지 블루투스는 1.1, 1.2, 2.0, 2.1, 3.0의 5가지 버전이 있습니다.

블루투스

블루투스의 버전별 소개

1.1은 제일 먼저 나온 버전으로 전소율은 48~810kbps입니다. 제일 먼저 나왔기 때문에 같은 주파수를 사용하는 제품끼리 간섭을 많이 받습니다. (이론적으로 1Mbps)

1.2는 똑같이 748~810kb/s의 전송률을 지원하지만 소프트웨어적인 개선을 통하여 주파수가 건너뛰는 현상을 많이 줄였습니다.

2.0은 1.2의 업그레이드 버전으로 전송률이 1.8Mbps~2.1Mbps(이론적으로 3Mbps)이며, 쌍방향 작동을 지원합니다. 얼마 지나지 않아 블루투스 SIG에서는 블루투스 코어 스펙 2.0 버전에 더 높은 데이터 전송율(EDR)을 포함시켰는데, 이것이 현재 우리가 제일 많이 보는 블루투스 2.0+EDR 표준입니다. 새로운 표준은 데이터 전송률이 2배 더 높고 전력 소모량이 더 낮으며 배터리 사용 시간이 늘어났습니다. 대역폭이 늘어나면서 디바이스 사이에 여러 작업을 처리하거나 여러 블루투스 장비를 연결할 수 있게 되었고, 전송 범위는 최대 100m, 최고 전송 속도는 10Mbps까지 이르게 되었습니다.

그 다음에 블루투스 2.1과 블루투스 2.1+EDR이 순서대로 나왔습니다.

현재 최신 버전은 3.0입니다. 통용 AMP(Generic Al ternate MAC/PHY）의 새로운 주파수 교차 기술을 지원하여, 작업 상태에 따라 정확한 주파수를 고를 수 있또록 해줍니다. 3.0 표준의 근거리 전송율은 24Mbps(이론치)일뿐만 아니라, 초 고대역 기술을 사용하면 480Mbps까지, 10미터 거리에서는 100MBps까지도 지원합니다.

그 밖에도, 블루투스를 이야기할 때에는 반드시 A2DP 프로토콜을 이야기해야 합니다. A2DP의 전체 이름은 Advanced Audio Distribution Profile로서 사운드 신호의 인코딩/디코딩, 상호 교차 인터페이스, 비디오 인코딩까지 A2DP에 자세하게 정의되어 있습니다. 여기서 지원하는 코덱은 MP3, MPEG2, MPEG4 AAC, ATRAC 등이 있습니다. 또한 16bit/44KHz의 샘플링을 지원하며, 비트 레이트 300kbps 이상의 MP3/AAC 등 파일을 인코딩할 수 있습니다.

적외선(Infrared)

블루투스가 새로 나온 기술이라면 적외선은 매우 오래된 기술이라 할 수 있겠습니다. 우리가 평소에 사용하는 적외선 장비는 그리 많은 것은 아니기에 우리가 이걸 잊어버리기 쉽습니다. 사실 적외선은 1974년에 발명되어 널리 사용되어 왔는데, 예를 들면 적외선 마우스, 적외선 프린터, 적외선 키보드 등등이 있습니다. 제일 간단한 예를 들어보면 TV의 리모콘이 바로 적외선입니다.

적외선 스피커

적외선 기술은 원래 FM 기술을 기반으로 한 것으로서, 적외선을 통해 전파를 보내면, 적외선을 받은 쪽에서 신호를 해석해내는 것입니다. 이런 기술은 FM 방송과 매우 비슷하지만 전통적인 전파가 아니라 광파를 사용한다는 것이 다를 뿐입니다.

어떤 경우에는 적외선과 FM이 매우 널리 사용되기도 합니다. 그 이유는 적외선의 대역폭이 매우 크기 때문입니다. FIR 표준의 적외선 대역폭은 4Mbps이며 앞으로 나올 VFIR 표준의 적외선은 16Mbps까지 달합니다.

하지만 적외선에 단점이 없는 것은 아닙니다. 먼저 적외선의 지향성-방향을 타는 특성-이 크다는 것입니다. 따라서 적외선을 사용할 때에는 일정한 각도에서만 신호를 보내야 합니다. 다음으로는 적외선의 투과력이 비교적 약하다는 것입니다. 일단 앞에 사람이 서있다면 신호를 받을 수가 없지요. 또한 전체적인 속도가 느린 것도 있습니다.

2.4GHz 기술

현재 무선 키보드, 마우스 등에서 많이 쓰이는 기술입니다. 주요 기술 특징은 2.4~2.485GHz ISM 무선 주파수를 사용하는 것인데, 이 주파수는 전세계에서 거의 대부분이 라이센스를 받지 않는 대역입니다.

무선 키보드와 마우스.

2.4GHz 무선은 여러 장점이 있습니다. 먼저 그 대역폭이 매우 높아 2Mbps에 달하여 일상적으로 사용하는 디바이스들의 수요를만족시킬 수 있다는 것입니다. 동시에 2.4GHz의 송신기와 수신기는 연속적으로 작동할 필요가 없기에 상대적으로 전력 소모량이 적습니다.

다음은 2.4GHz가 노이즈에 비교적 강하다는 것입니다. 그 이유는 이 기술이 자동으로 주파수를 고르기 때문입니다. 2.4GHz대역에서 만약 해당 주파수의 점유율이 높다면 자동으로 다른 주파수 대역을 고르게 됩니다.

또한 2.4GHz가 P2P 뿐만 아니라 여러 포인트 사이의 전송 모드를 지원하며, 쌍방향 전송 모드가 가능하여 신호가 끊기는 일을 막을 수가 있습니다.

2.4GHz 기술의 전송 거리는 10~100m 사이입니다.

WiFi

무선 기술을 거론할 때에는 WiFi와 802.11n을 이야기하지 않을 수가 없습니다. WiFi는 무선 네트워크 통신 기술의 이름으로서, WiFi 얼라이언스가 소유하고 있는 기술입니다. IEEE 802.11 표준 제품을 기초로 테스트하여, IEEE 802.11 표준 무선 네트워크와 상호 호환되도록 개선하는 것이 목적입니다. 현재 일반적으로 WiFi와 IEEE 802.11을 섞어 쓰고 있으며, 심지어는 WiFi가 무선 네트워크와 같은 의미로 쓰이기도 합니다.

WiFi 역시 2.4GHz~2.48GHz ISM 주파수단에서 작동합니다. 그중에서 22MHz 대역의 12개 중첩 채널 중에 하나를 선택하여 사용합니다.

WiFi의 로고

IEEE 802.11의 첫번째 버전은 1997년에 발표되었습니다. 그 중에는 MAC 레벨과 물리층이 정의되어 있었습니다. 물리층에서는 2.4GHz의 ISM 주파수 단에서 두 종류의 무선 주파수 방식과 한종류의 적외선 방식으로 작동한다고 정의되어 있었고, 총 데이터 전송률은 2Mbit/s로 설계되어 있었습니다. 두 디바이스 사이의 통신은 ad hoc의 방식으로 자유롭게 직접 연결되며, Base Station과 Access Point의 협조 하에 진행됩니다.

1999년에는 2개의 버전이 보충되었습니다. 802.11a는 5GHz ISM 주파수 단의 데이터 전송율에서 54Mbit/s의 물리 레벨까지 도달하도록 하였고, 802.11b는 2.4GHz의 ISM 주파수 단에서 데이터 전송률을 최고 11Mbit/s의 물리 레벨까지 도달하도록 하였습니다.

2.4GHz의 ISM 주파수 단은 세계에서 절대 다수의 국가에서 통용되는 것이기에 802.11b가 제일 널리 쓰이게 됐습니다. 애플은 이미 802.11 표준을 이용하여 에어포트(AirPort)를 개발하였습니다. 1999년에 공업계는 WiFi 얼라이언스를 결성하여 802.11 표준 제품의 생산과 디바이스의 호환성 문제를 해결하기 위해 노력했습니다. WiFi는 802.11 무선 네트워크를 제정하는 조직이지, 무선 네트워크를 대표하는 것은 아닙니다.

802.11 표준과 보충

    802.11, 1997년, 최초의 표준 (2Mbit/s, 2.4GHz 주파수 채널)
    802.11a, 1999년, 물리층의 보충 (54Mbit/s, 5GHz 주파수 채널)
    802.11b, 1999년, 물리층의 보충 (11Mbit/s, 2.4GHz 주파수 채널)
    802.11c, 802.1D에 부합하는 MAC Layer Bridging
    802.11d, 여러 나라의 무선 전신 규정에 맞춰 조정
    802.11e, Quality of Service, QoS의 지원
    802.11f, Interoperability
    802.11g, 물리층의 보충 (54Mbit/s, 2.4GHz 주파수 채널)
    802.11h, 무선 복개 반경의 조정. 실내외 실외 채널 (5GHz 주파수 단)
    802.11i, Authentification 부분의 보충.

802.11n, 다중 입/출력(MIMO)의 도입과 40Mbit 채널 대역(HT40)기술의 사용, 802.11a/g의 확장판

UWB와 WiHD

지금까지는 사람들이 많이 알고 있는 기술에 대해 봤습니다. 여기서는 그리 알려지지 않은 기술을 보도록 합시다.

UWB를 사용한 디바이스

UWB(Ultra Wide Bane)는 일종의 노 캐리어((no carrier) 방식의 통신 기술입니다. 나노초에서 마이크로초급의 규칙적이지 않은 펄스를 통해 데이터를 전송하는 것입니다. 비교적 넓은 주파수 스펙트럼에 낮은 출력의 신호를 실어 보내는데, UWB는 10m 좌우의 범위 내에서 수백Mbps에서 수Gbps까지의 데이터 전송률을 낼 수 있습니다.

UWB는 노이즈에 매우 강하며 전송률이 높고 대역이 넓으며, 전력 소모량이 작고 발송 출력이 작은 장점이 있습니다. 뿐만 아니라 UWB는 1GHz 이상으로도 쓸 수 있어 몇개의 GHz 주파수 단까지 사용할 수 있습니다.

WiHD-WirelessHD는 이름에서 볼 수 있듯이 HD 오디오나 비디오 등을 무선으로 전송하는 기술입니다. 간단히 말해서 WiHD는 60GHz 주파수 대역단(밀리파)의 주파수 스펙트럼을 사용하여, 더 큰 데이터 전송 속도를 낼 수 있으며, 처음으로 나온 전송 속도는 4Gbps에 달합니다. 따라서 앞으로 HD 동영상의 무압축 전송에 필요한 대역을 충족할 수 있게 됩니다.

WHDI

현재 WiHD의 위치는 다른 모든 WLAN과 LAN 기술을 보충하는 것입니다. LAN과 WLAN은 가정 내에서 데이터를 전송하는데 사용하며, 실내에서 무선 비디오를 전송할 때 사용합니다. WiHD는 고화질, 고해상도, 무압축, 무손실 비디오/오디오 신호를 전송할 수 있다는 점에서 최고의 선택이 될 수 있습니다.

WHDI를 지원하는 마이크로 칩.

WHDI의 의미는 Wireless HDMI입니다. 무선 고해상도 디지털 멀티미디어 인터페이스를 의미합니다. 매우 넓은 대역폭을 사용하는 기술과 HDMI를 서로 결합한 것으로, 5GHz의 주파수 대역을 사용하여, 데이터 전송 속도가 최고 1.5Gbps까지 나올 수 있습니다. 대역폭이 넓기 때문에 720p/1080i의 무압축 HDTV 영상을 전송할 수 있습니다.

그 밖에도 WHDI의 전송 거리는 비교적 먼 편이며, 신호의 투과력도 매우 강합니다. 30미터 안에서 벽을 통과할 수 있으며, 레이턴시는 1밀리초보다 작습니다.

뿐만 아니라 WHDI는 HD 신호를 전송하기 위해 지정된 것이기에 오디오 신호의 전송과 그의 조절도 가능합니다. WHDI 컨트롤 라이센스는 유저가 중앙 조절식 홈 시어터에서 모든 A/V 디바이스를 조절할 수 있게 해주며, 이때 전송에는 레이턴시가 거의 없어, 사용자들은 소리와 영상의 싱크가 맞지 않는 일을 발견할 수 없습니다. 또한 WHDI로 네트워크에 연결할 수도 있습니다.

43종 그래픽카드의 기판 사진

2010-02-18T15:35:38+09:00

43종 그래픽카드의 기판 사진입니다. 그냥 쿨러만 탈착해 놓은 사진이라고 보시면 되겠는데, 여러 세대의 그래픽카드들을 한번에 보면서 비교하는 글 정도로 생각하시면 될듯 합니다. 출처는 PCGH.

이 중에서 길이가 긴 그래픽카드를 찾아 본다면 AMD가 최근에 발표한 다이렉트 X 11 플래그쉽인 라데온 HD 5970입니다. 무려 30.9cm지요. 하지만 시기를 최근이 아니라 지금까지 나온 그래픽카드 전부로 늘린다면 3위밖에 안됩니다. 부두 5 6000이 무려 31cm, NVIDIA의 첫번째 2 GPU 그래픽카드인 지포스 7900GX2가 33.5cm이기 때문입니다. 그 밖에 OEM 버전의 라데온 HD 2900XT도 상당히 길긴 하지만 이건 논외로 쳐도 될듯 합니다.

두께는 팔릿에서 만든 첫번째 비 레퍼런스 라데온 HD 4870X2인 레볼루션 R700 디럭스가 제일 두껍습니다. 3슬롯 쿨러를 사용했씁니다.

카드의 높이는 아수스 ROG MARS입니다. 2개의 지포스 GTX 285를 하나의 기판에 장착했기 때문에 기판 높이가 백플레이트를 넘어섰습니다.

코어 크기는 NVIDIA GT200이 제일 큽니다. 65나노 공정, 14억개의 트랜지스터로 576평방mm입니다. 두번째는 55나노 공정의 GT200b로 497평방mm라는 만만치 않은 수준. 다음은 NVIDIA의 첫번째 다이렉트 X 10 코어였던 G80이 487평방mm입니다. ATI에서 제일 큰것은 R600으로 429평방mm입니다.

보조전원은 지포스 7900 GX2가 최초로 2개의 보조전원을 사용했던 카드입니다. 라데온 HT 2900XT는 첫번째로 6+8핀 조합을 사용하여 최대 218W의 전력을 사용합니다. 아수스 MARS는 2개의 8핀 포트를 사용하여 470W까지 가능합니다.

3dfx Voodoo 5 6000

GeForce 5900 FX Ultra

GeForce 6600 GT

GeForce 6800 Ultra

아수스의 2 GPU 버전 GeForce 6800 Ultra

GeForce 7600 GT

GeForce 7800 GTX

GeForce 7800 GTX 512MB

GeForce 7900 GT

GeForce 7900 GTX

GeForce 7950 GX2

GeForce 8800 GT

GeForce 8800 GTS 512MB

GeForce 9800 GTX

GeForce 9800 GX2

GeForce 8800 GTX

65nm 버전 1세대 GeForce GTX 260

55nm 버전 GeForce GTX 260-216

GeForce GTX 275

GeForce GTX 280

GeForce GTX 285

1세대 2기판 버전의 GeForce GTX 295

2세대 1기판 버전의 GeForce GTX 295

아수스 ROG MARS

Radeon 9800 XT

Radeon X800 Pro

GeCube의 2 GPU 버전 Radeon X1650 XT

Radeon X1900 XT

Radeon X1950 XTX

Radeon HD 2900 XT

Radeon HD 3850

Radeon HD 3870

Radeon HD 3870 X2

Radeon HD 4770

Radeon HD 4850

Radeon HD 4870

Radeon HD 4890

Radeon HD 4870 X2

Radeon HD 5750

Radeon HD 5770

Radeon HD 5850

Radeon HD 5870

Radeon HD 5970

NVIDIA 옵티머스(Optimus)의 등장

2010-02-15T03:37:05+09:00

배터리 사용 시간을 늘리기 위해 여러 제조사달은 자신들만의 절전 기술을 개발하고 있습니다. AMD와 NVIDIA의 IGP/GPU 그래픽 전환 실시간 전환 기술은 이 기술을 도입하는데 적지 않은 돈이 들어간다는것 외에도, MUX 회로를 구성하는데 상당한 공간을 필요로 하였으며, 호환성 문제가 있어 널리 보급되지 못하였습니다. 마침내 NVIDIA가 발표한 옵티머스(Optimus)는 제조 원가를 낮추고 호환성을 높이는것 외에도 딜레이가 없는 실시간 전환을 실현하였는데, 이 기술의 특징은 어떤 것이 있는지 같이 보도록 하지요.

과학 기술은 계속하여 발전하고 있꼬, 사람들은 단순히 텍스트를 처리하는 것에 만족하지 못하며, 더 강력한 멀티미디어와 게임 성능을 바라고 있습니다. 하지만 배터리의 성능은 노트북 컴퓨터에서 이를 실현시키기에 너무도 부족하며, 따라서 여러 제조사들은 크기와 무게를 줄이고 배터리 수명과 성능을 늘리는 방법을 연구하고 있습니다. 전력 소모량을 더 줄이는 제조 공정, 작업의 부하에 따라 실시간으로 전압을 조절하는 C-스테이트 기술 등으로 지금 배터리 수명은 10시간을 넘었으며, 더 가벼운 무게를 위해 탄소 섬유, 산화 알루미늄, 마그네슘, 아연 등의 복합 재료를 사용하고 있습니다.

그래픽 서능과 배터리 사용 시간에서 최적의 균형을 찾기 위해, 양대 그래픽 회사-AMD와 NVIDIA-는 IGP(내장 그래픽)과 GPU(외장 그래픽) 사이에 실시간으로 전환 조작을 수행하는 Switchable Graphics 절전 기술을 발전시키고 있습니다. 일찌기 몇년 전에 도입하기 시작한 기술이지만 두 회사의 이 기술은 여전히 단점이 존재하는데, 그것은 사람이 직접 전환 조작을 해야 하고, 지원하는 다이렉트 X AP가 부족하며, 조작 전환이 유저 친화적이지 않다는 것입니다.

더 중요한 것은 그래픽 전환의 드라이버 업데이트가 시간이 많이 걸린다는 것입니다. PC 업계에서는 더 많은 부품이 이 기술을 사용하려 하고 있지만 제조 원가가 상승하여, 시장에는 오직 1% 정도만 이 기술을 지원하고 있고, 그나마 고급형 노트북에만 한정되어 있습니다. 높은 그래픽 성능을 위해 배터리 사용 시간을 줄여야 하는 것일까요? 아니면 OLPC 계획처럼 사람이 직접 충전을 해서 써야만 할까요.

마침내 NVIDIA가 정식으로 옵티머스를 발표했습니다. 이 기술은 딜레이가 없이 내/외장 그래픽을 전환하는 기술로서, GPU 하드웨어를 개량하고, 소프트웨어의 지원을 조합하여, 시스템에서 GPU의 고성능 연산이 필요하다면 자동으로 전환하고, 최적의 배터리와 성능 중에 필요한 것을 어플리케이션이 자동으로 선택하도록 해주는 것입니다.

NVIDIA 옵티머스는 GPU의 노스브릿지가 많은 전력을 필요로 한다는 고정관념을 타파하여, 전력 소모량을 줄이면서도 성능을 높이며 호환성을 갖추고 있습니다. 이전 세대의 그래픽 전환 기술이 널리 쓰이지 못했던 것은, 별도의 부품이 필요했다는 것인데. 이번에는 별도의 구성이 필요하지 않아 제조 원가를 추가할 필요가 없다는 것이 특징입니다.

1세대 그래픽 전환 기술을 사용한 소니 바이오 SZ-110

NVIDIA가 옵티머스를 발표하기 전에 쓰였던 기술을 사용한 제품으로는 소니가 2006년에 출시한 바이오 SZ-110 노트북이 있습니다. NVIDIA 지포스 고 7600 그래픽 코어를 사용하고, 노트북의 버튼을 누르면 내장 그래픽에서 GPU 사이에 전환을 하게 됩니다. 하지만 이 기술의 제일 큰 단점이라면 실시간 전환이 되지 않고, 시스템을 리붓해야 전환이 이루어졌다는 것입니다.

그 작동 원리는 메인보드의 회로를 통해서, 시스템 바이오스가 GPU를 사용할 것인지 아닌지를 결정하게 됩니다. OS(운영체제) 레벨에서 전환이 되는 것이 아니기에, 그래픽 전환을 할때마다 실행중인 모든 프로그램을 종료해야 하고, 컴퓨터를 껐다 켜느라 3~5분 정도의 시간이 필요하게 됩니다. 그런데 이렇게 프로그램들을 종료하고 시스템을 다시 켜는 것은 많은 하드디스크 엑세스와 풀로드 CPU를 초래하기 때문에 그만큼 전기를 많이 먹게 되며, 결국 전력 소모량을 줄인다는 의미가 퇴색하게 됩니다.

전통적인 그래픽 전환의 원리. MUX 회로외 쵭셋을 만들기 위해 제조 원가가 상승하게 됩니다.

2세대 그래픽 전환 기술

이 기술은 오직 하드웨어 제조사들만이 참가하였으며 소프트웨어와의 조합이 이루어지진 않았습니다. 따라서 NVIDIA는 2007년에 이를 개량한 2세대 전환 그래픽 기술을 발표했는데, 이 기술의 특징은 시스템을 리붓할 필요 없이 바로 IGP와 GPU를 바꿀 수 있다는 것입니다. 그 방법은 MUX를 미러링하는 방법으로 IGP와 GPU 그래픽 회로 사이에 전환 조작을 하는 것으로서, 시스템이 필요로 하는 그래픽 리소스를 비디오 메모리에서 GPU의 버퍼로 복사하게 됩니다. 이때 그래픽을 표시하기 위해 5~10초 정도의 딜레이가 생깁니다.

당시 관점으로 본다면 2세대 그래픽 전환은 실시간 사용이 가능한 수준에 도달하게 되었고, IGP의 절전과 GPU의 그래픽 성능 사이에 균형을 맞추게 되었습니다. 하지만 여기에는 다른 큰 결점이 있었는데, 그것은 자동으로 전환이 되지 않는다는 것입니다. 뿐만 아니라 일반적인 다이렉트 APU 소프트웨어가 실행되고 있을 때에는 전환 조작을 할 수 없었습니다. 예를 들어 3D 게임이 싱행될 때에는 전환을 할 수 없다는 것이지요. 윈도우즈 내부에 포함된 사소한 게임들도 다이렉트 APU를 사용한다면 역시 전환이 불가능했습니다. 따라서 유저들이 사용중인 모든 프로그램을 꺼야 그래픽 전환을 할 수 있었던 것과 마찬가지인 셈입니다.

전통적인 그래픽 전환에 소프트웨어적인 지원을 추가하여 재부팅을 할 필요가 없게 되었음.

이전의 그래픽 전환 기술이 재부팅을 할 필요가 있었던 것과 비교한다면, IGP와 GPU를 전환하기 위해 5~10초 정도의 블랙 스크린이 뜨는 것 정도는 참아줄 만 합니다. 하지만 상당수의 유저들은 블랙 스크린이 뜨면 이게 고장이 난 것이나 아닌지 걱정하게 되는데, 이것 때문에 5~10초라는 시간은 그리 유쾌한 것은 아니지요.

특히 NVIDIA의 쿠다(CUDA) 기술이 널리 보급되기 시작하면서, 어떤 때에 GPU 그래픽 코어를 사용하는지 유저가 알기 힘들어졌습니다(쿠다의 통용 계산을 이용하여 일반 작업에서 그래픽 코어를 활용하기 때문). 따라서 언제 어느때에 그래픽 전환이 가능한지 알아내기 위해서라면 상당한 경험과 소프트웨어에 대한 지식이 필요한데, 이점에서 볼때 2세대 그래픽 전환 기술은 여전히 개선의 여지가 있는 것입니다.

여기서 알아둬야 할 것은 2세대 그래픽 전환이 소프트웨어와 하드웨어가 조합된 실시간 전환이라는 것입니다. NVIDIA는 특정한 그래픽 드라이버 모드를 사용하여 2세대 그래픽 전환을 지원했으며, 인텔도 IGP 드라이버에 관련 내용을 추가했습니다. 드라이버를 업데이트 할때마다 관련 부분을 손봐야 하기 때문에 이를 지원하는데 드는 비용도 갈수록 늘어나게 되는 것입니다.

AMD 역시 그래픽 전환 기술을 2008년 초에 출시했습니다. 비록 AMD의 전환 그래픽 기술은 NVIDIA보다 늦었지만, 두 기술은 매우 비슷했습니다. 인텔의 전력 지원을 받았지만 자동화는 아니었고, 5~10초 정도의 블랙 스크린을 봐야 했으며, 사용중인 다이렉트 API 어플리케이션을 껐어야 했고, 상당수의 프로그램에서 시스템이 먹어버리는 일이 있었습니다.

AMD의 그래픽 전환 기술은 NVIDIA와 비슷했습니다. 느리고, 자동 전환도 안되고, 기타 등등.

NVIDIA의 옵티머스는 제조 원가를 줄일 수 있다는 특징이 있습니다.

2세대 전환 그래픽 기술이 비록 실용적으로 변했긴 하지만 여전히 사용자가 조심해야 할 점이 있었습니다. 특히 전문 지식이 없는 유저라면 더더욱 그렇겠지요. 따라서 NVIDIA는 더 효율적이고 선진화된 GPU 절전 기술, 이름하여 NVIDIA 옵티머스를 개발하게 됩니다.

하드웨어를 단순히 전환 회로와 연결하여 IGP와 GPU를 선택하도록 한 것이 아니라. 드라이버 수준에서 전환을 하도록 하여, 처리가 필요한 모든 3D 렌더링 데이터를 GPU에게 넘기도록 하는 것인데, 제일 마지막에 풀력되는 그래픽은 인텔의 내장 그래픽으로 출력되게 됩니다. 따라서 IGP는 단순한 그래픽 컨트롤러의 역할만 하게 되는 것이지요. 이 방법은 어떤 딜레이도 없고 리부팅도 필요 없습니다. 이런 방식은 3DFX가 예전에 별도의 3D 가속 애드온 카드를 달도록 했던 것과 매우 흡사하지요.

NVIDIA 옵티머스. PCI-E 레인을 통해 3D 렌더링된 결과를 IGP로 보냄. 일반 2D는 내장 그래픽에서 담당.

NVIDIA 옵티머스는 별도의 MUX 회로를 구성할 필요 없이 IGP/GPU 사이에 실시간 전환을 하여 제조 원가를 대폭 낮췄을 뿐만 아니라, 부하가 높은 3D 어플리케이션과 쿠다 연산을 필요할 때에만 GPU가 완전 대기 모드에서 자동으로 작동을 시작하며, 처리가 끝난 다음에는 자동으로 꺼지게 됩니다. 부하가 많지 않은 작업은 인텔 IGP가 대신하게 되어 노트북의 절전 효과를 이끌어냅니다.

옵티머스의 구조는 NVIDIA의 프로그래머가 10만줄 정도의 코드로 만든 것입니다. 마이크로소프트 API와 다른 그래픽 표준 API 인터페이스에 부합하며, 인텔 IGP와 NVIDIA GPU 사이에 분업하도록 프로토콜이 짜여져 있고, PCI-E 쌍방향 설계를 사용하여 연산이 다 된 3D 렌더링 결과를 인텔 IGP로 전송하는데, 업계 표준을 지키지 않는 프로그램을 사용하는 것이 아니기 때문에 NVIDIA 옵티머스는 현존하는 그래픽 소프트웨어와 쿠다 소프트웨어를 모두 지원합니다.

NVIDIA 옵티머스는 MUX 회로를 사용하지 않아 제조 원가가 일반 노트북과 비슷합니다.

NVIDIA 옵티머스는 IGP와 GPU가 공존하며, IGP와 GPU가 다른 작업을 합니다. 예전에 하드웨어 방식의 그래픽 전환을 했던 것과는 달리, GPU는 처리가 끝난 3D 랜더링 데이터를 반드시 IGP를 통해서만 출력할 수 있습니다. 따라서 GPU 로컬 프레임버터는 처리가 끝난 그래픽 데이터를 밖으로 내보내야 하며, 동시에 그래픽 리소스를 시스템 메모리에 보내 IGP가 그려내도록 만들어야 하는데, 이것은 상당한 리소스를 차지하게 됩니다. 따라서 NVIDIA는 GPU에 데이터를 복제하는 새로운 엔진인 옵티머스 카피 엔진을 도입했습니다.

만약 옵티머스 카피 엔진이 없다면 GPU가 처리가 끝난 3D 데이터를 IGP에 줘서 출력하게 할 때에, 데이터를 시스템 메모리에 복사하고, IGP가 이를 읽어서 스크린에 표시하도록 만들어야 합니다. 이것은 다이렉트 메모리 엑세스 매커니즘의 mem2mem 명령으로 해결되지만, 여기서 아주 중요한 것이 빠져 있습니다. 바로 GPU가 프레임버퍼와 시스템 메모리 사이에 완벽한 읽기/쓰기의 동기화가 이루어진 후에, 프레임버퍼에서 읽어낸 데이터를 한프레임씩 그려낼 수 있다는 것인데, 이것은 GPU의 성능을 대폭 떨어지게 하는 요소입니다.

이런 문제를 해결하기 위해 NVIDIA는 새로운 40나노 공정의 GT200M 패밀리와 앞으로 나올 GPU 아키텍처에 옵티머스 카피 엔진을 도입합니다. 이것은 그래픽 코어 내부의 메모리 컨트롤러를 대체하여, GPU 프레임버퍼의 데이터를 직접 복사하여 시스템 메모리에 넣어, GPU 내부의 메모리 컨트롤러가 3D 연산을 위한 작업에만 치중하도록 해주고, mem2mem 명령을 사용하지 않도록 만들어 줍니다.

뿐만 아니라 옵티머스 카피 엔진은 쌍방향 PCI-E 전송 기술을 사용하여, 3D 엔진이 메모리에서 데이터를 읽어들이는 것과 동시에, 시스템 메모리 내부의 데이터를 업데이트하게 합니다. 이런 비동기식 DMA 조작 명령 송신 체계는 옵티머스의 성능 하락을 줄이고 효율을 높여주는 방법입니다.

왼쪽은 전통적인 GPU의 DMA 엑세스. 오른쪽은 옵티머스 카피 엔진.

NVIDIA 옵티머스는 옵티머스 카피 엔진을 통해 딜레이가 없는 IGP/GPU 전환을 달성하였습니다. 그렇다면 이것을 어떻게 자동화했을까요? 도대체 어떤 매커니즘이 어떤 프로그램에는 IGP를 사용하고 어떤 프로그램에는 GPU를 사용하도록 하였을까요?

NVIDIA는 옵티머스 라우팅 레이이어 매커니즘을 추가, 쿠다를 지원하는 프로그램을 탐지하여 시스템이 NVIDIA 쿠다를 사용하는 GPU를 필요로 하는지를 알아냅니다. 만약 이런 요구를 받는다면 드라이버가 바로 GPU를 작동하도록 하여 쿠다 연산을 하는 것입니다. 따라서 쿠다를 쓰는 프로그램에만 한정한다면 옵티머스를 사용하는 노트북이 잘못 판단할 일은 적겠지요. 마찬가지로 이런 방식은 멀티미디어와 HD 영상 처리에도 응용되어, 소프트웨어가 DXVA GPU 가속을 필요로 한다면 드라이버가 GPU를 작동시키도록 합니다.

비록 GPU가 대기 모드이긴 하지만 장치 관리자에는 GPU가 여전히 존재합니다. 이렇게 하여 소프트웨어가 NVIDIA GPU가 없는 것으로 오인하는 일은 없습니다.

마찬가지로, 드라이버는 어떤 다이렉트 X 소프트웨어가 대량의 다이렉트 X 명령어를 실행했을때, 이것이 IGP 코어에서 처리 가능한 범위를 넘는다면 GPU를 작동시키도록 만듭니다.

현재 대부분의 프로그램은 다이렉트 X API나 오픈 GL을 사용합니다. 그렇다면 옵티머스의 GPU는 대부분 시간 켜져 있어야 하거나 아니면 아예 꺼져 있어야 한다는 말인데, NVIDIA는 부하가 높은 게임들의 리스트를 따로 옵티머스 프로파일로 관리하여, 3D 부하가 높은 게임을 싱행했을때 GPU가 작동하도록 합니다. 프로파일의 관련 정보는 옵티머스 소프트웨어라는 네트워크 업데이트를 사용하여 관리되어, 자동으로 수정됩니다.

인터넷을 통해 옵티머스 프로파일을 갱신합니다.

여기서부터는 Drew Henry와의 인터뷰.

문: 어떤 GPU들이 옵티머스를 지원합니까?

답: 지포스 200M, 300M, 앞으로 나올 지포스 M 시리즈와 차세대 ION 플랫홈에서 지원합니다.

문: 현재 지포스 200M을 장착한 노트북이 옵티머스를 지원합니까?

답: GPU가 하드웨어적으로는 옵티머스를 지원하지만, 제조사들이 여기에 맞는 기판을 사용해야 하기 때문에 모든 지포스 200M 시리즈 노트북이 옵티머스를 지원하는 것은 아닙니다. 이것은 제조사에 문의해야 합니다.

문: 옵티머스는 인텔과 공통 개발입니까? 인텔 IGP의 성능에 영향을 줍니까?

답: 그렇지 않습니다. 옵티머스는 NVIDIA가 개발한 업계 표준 인터페이스이며 인텔은 옵티머스의 연구 개발에 참여하지 않았습니다. 동시에 우리 내부 테스트에 따르면 옵티머스 드라이버는 인텔 내장 그래픽의 성능에 영향을 주지 않습니다.

문: 옵티머스는 어떤 운영체제에서 사용 가능합니까?

답: 아직은 윈도우즈 7 뿐입니다. 하위 호환 여부는 아직 검토중입니다.

문: 옵티머스가 AMD 플랫홈도 지원합니까?

답: 아직은 지원하지 않으며, 앞으로 지원할지에 대해서도 말할 순 없습니다. 현재 옵티머스는 코어 2 듀오, 코어 i7, 코어 i5, 아톰 N450 플랫홈에서만 지원합니다.

문: 옵티머스를 지원하는 제품이 얼마나 출시되었나요?

답: 아수스 UL50VF가 옵티머스를 최초 지원하는 노트북입니다. IBM의 T5 시리즈와 아수스의 코어 i7/i5 라인이 옵티머스를 지원할 것이고, 올해 안에 50개가 넘는 제품들이 옵티머스를 지원하게 될 것입니다.

문: 아톰 N450을 지원하는 차세대 ION(ION 2)는 언제 나오나요?

답: 2010년 1분기 안에 출시된다는것만 말씀드릴 수 있습니다. 날짜는 아직 정해지지 않았습니다.

마이크로 프로세서의 작동 원리

2010-02-15T02:15:59+09:00

마이크로 프로세서의 작동 원리

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당신이 이 페이지를 읽을 때 컴퓨터는 마이크로 프로세서를 사용하여 이 작업을 하게 된다. 마이크로프로세서는 일반적으로 프로세서의 심장이라고 할 수 있는데, 데스크탑이든, 서버든, 랩탑이든 다 똑같다. 당신이 쓰는 이 마이크로 프로세서는 Pentium, K6, PPC, Sparc나 여타 다른 브랜드의 마이크로 프로세서가 될 수 있지만, 이들은 거의 비슷한 방법으로 비슷한 일을 하게 된다.

CPU나 중앙 처리 장치라고도 말하는 이 마이크로 프로세서는, 완벽한 연산 엔진으로써 한개 칩으로 짜여져 있다. 첫 마이크로 프로세서는 Intel 4004로써, 1971년에 소개 되었다. 이 4004는 그렇게 성능이 좋지는 않았다 -- 이것은 덧셈과 뺄셈만 가능하였으며, 당시에 한번에 4비트 씩만 연산이 가능했다. 그러나 이것은 엄청나게 신기 하였었고 모든것이 한개의 칩 상에서 가능 했었다. 4004에 힘입어, 엔지니어들은 수동 소자로부터 칩 하나로 컴퓨터를 만들었다.(당시에는 트랜지스터를 도선으로 이었었다.) 4004는 첫번째 계산기에 들어갔었다.

만약 당신이 컴퓨터의 마이크로세서가 뭔 짓을 하는지 궁금하다면, 아니면 당신이 마이크로 프로세서의 각기 다른 종류에 대한 궁금증이 있다면, 계속 읽어라. 이 글에서는, 어떻게 단순히 디지털 회로 기술로 하여금 컴퓨터가 게임이나 문서의 철자를 확인할 때 그들의 일을 정확히 하는지를 알게 될 것이다.

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마이크로 프로세서의 진화 : Intel

가정용 컴퓨터 안에 들어간 첫 마이크로 프로세서는 Intel의 8080 이었는데, 한개 칩에 완벽한 8비트 컴퓨팅이 되었으며, 1974년에 도입되었다. 시장

에 실제적으로 반향을 일으킨 첫번째 프로세서는 Intel 8088로써, 1979년에 소개 되었으며 IBM PC와 연계 되었다. (1982년에 처음으로 선보였다.) 만약 PC 시장과 이력에 친숙하다면, PC 시장이 8088에서 80286, 80386, 80486, Pentium, Pentium II, Pentium III, 마지막으로는 Pentium IV 로 전이된 것을 알 것이다. 이 모든 마이크로 프로세서들은 INtel에서 만들어졌으며 이 모든 것은 8088이라는 기본적인 설계에서 진보된 것이다. 이 Pentium IV는 원래 8088에서 동작하던 모든 코드를 모두 동작 시킬 수 있었으며, 속도는 5천배가 빨라졌다.

아래 표는 당신에게 Intel이 계속적으로 발표하던 프로세서들 간의 차이점을 이해하는데 도움을 줄 것이다.

Name	Date	Transistors	Microns	Clock speed	Data width	MIPS
8080	1974	6,000	6	2 MHz	8 bits	0.64
8088	1979	29,000	3	5 MHz	16 bits 8-bit bus	0.33
80286	1982	134,000	1.5	6 MHz	16 bits	1
80386	1985	275,000	1.5	16 MHz	32 bits	5
80486	1989	1,200,000	1	25 MHz	32 bits	20
Pentium	1993	3,100,000	0.8	60 MHz	32 bits 64-bit bus	100
Pentium II	1997	7,500,000	0.35	233 MHz	32 bits 64-bit bus	~300
Pentium III	1999	9,500,000	0.25	450 MHz	32 bits 64-bit bus	~510
Pentium 4	2000	42,000,000	0.18	1.5 GHz	32 bits 64-bit bus	~1,700
Pentium 4 "Prescott"	2004	125,000,000	0.09	3.6 GHz	32 bits 64-bit bus	~7,000

- 날짜는 마이크로 프로세서가 첫번째로 도입된 연도이다. 많은 프로세서들은 첫 소개 후 수년간에 걸쳐 클럭을 높여서 재 소개를 해왔다.
- 트랜지스터 란은 칩 상에 있는 트랜지스터의 갯수를 나타내는 것이다. 해가 갈수록 한개 칩 상의 트랜지스터 갯수가 늘어나는 것을 볼 수 있다.
- 미크론은 너비인데, ㎛으로 나타내며, 칩 상에서 가장 작은 도선의 너비를 나타낸다. 비교를 하자면, 사람의 머리카락은 100㎛ 두께이다. 칩 상의 이 크기는 점점 작아지고, 트랜지스터 갯수를 늘어나고 있다.
- 클럭 속도는 칩이 낼 수 있는 최고의 클럭을 말한다. 클럭 속도는 다음 섹션에서 다루겠다.
- 데이터 폭은 ALU의 폭을 말한다. 8비트 ALU 2개는 덧셈/뺄셈/곱셈 등을 할 수 있는 반면, 32비트 ALU는 32비트 수를 다룰 수 있다. 8비트 ALU는 2개의 32비트 수를 더하기 위해 4번의 명령어를 수행해야 하지만, 32비트 ALU는 한큐에 끝낸다. 대부분, 외부 데이터 버스는 ALU와 같은 데이터 폭을 가지지만, 항상 그런 것은 아니다. 8088은 16비트 ALU와 8비트 버스를 가지고 있는데, 현대의 Pentium 들은 64비트의 데이터를 가져오며 ALU는 32비트이다.
-MIPS는 "초당 수행 가능한 명령어의 개수" 로, 단위는 백만이며, CPU의 성능을 판별하기 위한 척도가 된다. 현대의 CPU들은 여러가지 다른 일을 많이 하기 때문에 MIPS가 가지는 의미가 많이 퇴색되었지만, 이 컬럼에서는 CPU의 성능 측정에 있어 일반적인 척도로 사용될 것이다.

이 표에서 당신이 볼 수 있듯, 일반적으로 클럭 속도와 MIPS는 관련이 없지 않다. 최대 클럭 속도는 칩의 제조 공정과 칩 내에서의 지연 시간에 영향을 준다. 이것은 또한 MIPS와 트랜지스터의 갯수에도 관련이 있다. 예를 들면, 5Mhz의 클럭을 가지는 8088 은 고작 0.88MIPS를 가진다. (1개 명령어를 수행하는데 거의 15클럭 사이클이 걸리는 정도) 현대의 프로세서들은 클럭 사이클 당 2개의 명령어를 처리하는 정도이다. 이 향상은 직선적으로 칩 상의 트랜지스터 갯수와 관련이 있으며 이것은 다음 섹션에서 더욱 설득력을 가지게 된다는 것을 알게 될 것이다.

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마이크로 프로세서 회로

어떻게 마이크로 프로세서가 작동하는지를 이해하기 위해서는, 내부를 보고 어떻게 회로가 일을 하는가를 배우는 것이 아주 유용하다. 연산에서 당신은 또한 기계어와 엔지니어가 프로세서의 속도를 올리기 위해 한 많은 것들을 배울 수 있다.

마이크로 프로세서는 기계 명령어의 조합을 실행하여 프로세서가 무엇을 해야 하는지를 말해준다. 명령어에 기반하여, 마이크로 프로세서는 세가지 기본적인 것을 할 수 있다.:

- ALU를 사용하여, (누산/논리유닛) 마이크로프로세서는 덧셈, 뺄셈, 곱셈과 나눗셈 같은 수학적인 연산을 수행할 수 있다. 현대의 마이크로 프로세서들은 완벽한 부동소수점 연산기를 포함하고 있기에 큰 부동소수에 대한 극도로 복잡한 연산이 수행 가능하다.
- 마이크로 프로세서는 한개의 메모리 주소를 다른 곳으로 옮길 수 있다.
- 마이크로 프로세서는 결정을 할 수 있으며 이 결정에 기반하여 다른 새로운 명령어 셋으로 이동을 할 수 있다.

마이크로 프로세서가 할 수 있는 다른 복잡한 것들도 많지만, 이것들은 마이크로 프로세서의 기본적인 세가지 활동이다. 아래 도식은 마이크로 프로세서가 할 수 있는 세가지 행동을 간단히 나타낸 것이다.

이것이 마이크로 프로세서를 가능한한 단순하게 한 것이다. 이 마이크로 프로세서가 가진 것은 :

- 메모리로 주소를 보낼 수 있는 주소 버스 (8,. 16이나 32비트 폭이 된다.)
- 메모리로부터 데이터를 송수신할 수 있는 데이터 버스 (8~32비트 폭)
- 메모리에게 주소를 얻거나 메모리 내 주소를 설정할 수 있는 RD(Read) 나 WR(Write) 선
- 프로세서에 클럭 펄스 순서를 지정하는 클럭 라인
- 프로그램 카운터를 0 이나 다른 수로 설정하고 실행을 재시작 하는 재설정 라인

이제 주소와 데이터 버스가 8비트 폭인 상태를 예를 들어 설정 해보자. 이 단순한 마이크로 프로세서에 몇몇개의 요소가 나오게 된다.

- 레지스터 A, B, C 는 단순히 플립플롭으로 만들어진 것이다. (자세한 것은 부울 대수의 논리에서 "edge-trigger latch" 섹션을 보면 된다.

http://www.howstuffworks.com/boolean.htm)
- 주소 latch는 단순히 레지스터 A, B, C와 같다.
- 프로그램 카운터는 지시 하였을 때 1씩 올라가는 추가 능력을 가지고 있는 altch 이며, 또한 지시 하였을 때 0으로 회귀 할 수도 있다.
- ALU는 8비트 덧셈자가 될 수 있는데, 덧셈, 뺄셈, 곱셈 그리고 나눗셈을 8비트 값으로 할 수 있다. 차후는 모두 이것을 기준으로 얘기 한다. http://www.howstuffworks.com/boolean.htm 에서 덧셈자 섹션을 보라.
- 테스트 레지스터는 특별한 latch 로써 ALU 내에서 비교 수행 중인 값을 잡을 수 있다. ALU는 일반적으로 2개 값을 비교하며 이들이 동등한지, 아니면 한 값이 더 큰지 등등을 판별하게 된다. 이 테스트 레지스터는 또한 일반적으로 덧셈자의 마지막 상태에 있던 캐리 비트를 잡을 수도 있다. 이것은 플립플롭 내에 값을 저장하며 명령어 디코더는 이 값을 사용하여 결정을 하게 된다.
- 다이어그램에는 "3-state" 라고 적힌 6개의 박스가 있다. 이것들은 삼상버퍼 라고 한다. 이 삼상 버퍼는 1이나 0이나 그들의 출력을 아예 끊어버릴 수 있다. (스위치가 출력 도선 라인으로부터 완전히 끊겨 출력이 앞에 있는 것을 상상하면 된다.) 이 삼상 버퍼는 도선에 연결하기 위해 여러개 출력을 허용하지만, 이들 중 한개만이 실제적으로 라인에 1이나 0을 공급하게 된다.
- 명령어 레지스터와 명령어 디코더는 모든 다른 요소를 제어해야 하는 책임이 있다.

비록 이들이 모두 다이어그램에 나오진 않았지만, 명령어 디코더에서 제어 라인은 이렇게 나온다.:

- A 레지스터에 현재 데이터 버스 상의 값을 가져오도록 말한다.
- B 레지스터에 현재 데이터 버스 상의 값을 가져오도록 말한다.
- C 레지스터에게 ALU에서의 현재 출력 값을 가져오도록 말한다.
- 프로그램 카운터 레지스터에게 현재 데이터 버스 상의 값을 가져오도록 말한다.
- 주소 레지스터에게 현재 데이터 버스 상의 값을 가져오도록 말한다.
- 명령어 레지스터에게 현재 데이터 버스 상의 값을 가져오도록 말한다.
- 프로그램 카운터 증가를 명령한다.
- 프로그램 카운터에게 0으로 회귀를 명령한다.
- 6개의 삼상 버퍼 중 아무거나 활성화를 시킨다. (6개 분할 되어 있음)
- ALU에게 수행할 명령을 말한다.
- 테스트 레지스터에게 ALU의 테스트 비트를 가져오도록 말한다.
- RD 라인을 활성화 한다.
- WR 라인을 활성화 한다.

명령어 디코더로 들어오는 비트는 테스트 레지스터와 클럭 라인에서의 비트인데, 비트는 명령어 레지스터에서 들어오는 것과 같다.

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마이크로 프로세서 메모리

이전 섹션에서는 주소와 데이터 버스, 그리고 RD와 WR 라인에 대해 말했다. 이들 버스와 라인들은 RAM이나 ROM에 연결되어 있다. -- 일반적으로 모두 연결 되어 있지만. 샘플 마이크로 프로세서로, 우리는 8비트 주소 버스와 데이터 버스를 가지고 있다고 보자. 이것은 마이크로 프로세서가 256바이트의 메모리 주소를 지정할 수 있으며, 한번에 8비트의 메모리를 읽거나 쓸 수 있다는 것을 의미한다. 이 간단한 마이크로 프로세서가 주소 0~127까지의 ROM과, 128부터의 RAM을 가지고 있다고 추정해보자.

ROM은 읽기 전용 메모리를 뜻한다. 이 ROM 칩은 이미 설정된 용량의 영구 모음을 프로그램한 것이다. 이 주소 버스는 ROM 칩이 데이터 버스를 어디에 넣어야 하는지, 어떤 바이트를 취해야 하는지를 말해준다. RD 라인이 상태를 바꾸면, ROM 칩은 선택된 바이트를 데이터 버스로 보내게 된다.

RAM은 무작위 접근 메모리를 뜻한다. RAM은 바이트 단위의 정보를 가지고 있으며, 마이크로 프로세서는 이 곳에 RD나 WR 라인의 신호가 들어오면 읽기나 쓰기를 수행할 수 있다. 오늘날 RAM 칩의 한가지 문제는 전원이 꺼지면 저장된 모두를 날린다는 것이다. 이것이 왜 컴퓨터가 ROM을 필요로 하는가에 대한 이유가 된다.

근데, 거의 모든 컴퓨터는 약간의 ROM을 가지고 있다. (이것으로 하여금 간단한 컴퓨터에는 RAM이 안들어가도 될 수 있는 가능성을 갖게 한다. -- 많은 마이크로 컨트롤러들이 RAM을 칩 상에 놓지 않기도 한다. -- 그러나 일반적으로 ROM을 없애지는 못한다.) PC 상에서, ROM은 BIOS라고 불리운다. 마이크로 프로세서가 시작되면, 이것은 BIOS에서 찾은 명령어로 실행을 시작한다. BIOS 명령어는 기계 안의 하드웨어 테스트 같은 것들이며, 이것은 하드 디스크로 하여금 부트섹터를 가져오게 한다. (하드디스크 작동에서 확인 해라.http://www.howstuffworks.com/hard-disk.htm) 이 부트 섹터는 또다른 작은 프로그램이며, BIOS는 디스크에서 이것을 읽은 뒤로 RAM에 저장하게 된다. 마이크로 프로세서는 이때 부트 섹터의 명령어를 RAM에서 불러들여 실행시키기 시작한다. 이 부트 섹터 프로그램은 마이크로 프로세서에게 하드디스크에서 몇몇을 RAM으로 불러오라는 명령을 내리게 되는데, 마이크로 프로세서는 실행하게 된다. 이것은 마이크로 프로세서가 어떻게 모든 OS를 로딩하여 실행하는가를 알려 준다.

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마이크로 프로세서 명령어

이전 예제가 엄청나게 간단한 마이크로 프로세서임에도 이것이 수행할 수 있는 명령어는 엄청나게 많다. 명령어의 모음은 비트 패턴 같이 저장 되어 있으며, 이것들의 각개는 명령어 레지스터에 로드 되었을 때 각기 다른 의미를 지니게 된다. 사람들은 비트 패턴을 기억하는데 그렇게 특출나지 않기에, 짧은 단어들의 모음들이 각기 다른 비트 패턴을 나타내어지는 것으로 정의한다. 이 단어들의 모음은 프로세서의 기계어로 불리운다. 이 어셈블러는 단어를 비트 패턴으로 아주 쉽게 바꿀 수 있으며, 어셈블러의 출력은 마이크로 프로세서가 실행하도록 메모리에 안착하게 된다.

아래에는 설계자가 우리의 간단한 마이크로 프로세서에 넣을 예제 세트이다.

- LOADA mem - 레지스터 A의 메모리 주소를 로드한다.
- LOADB mem - 레지스터 B의 메모리 주소를 로드한다.
- CONB con - 레지스터 B에 상수값을 로드한다.
- SAVEB mem - 메모리 주소를 레지스터 B에 저장한다.
- SAVEC mem - 메모리 주소를 레지스터 C에 저장한다.
- ADD - A와 B를 더하여 결과를 C에 저장한다.
- SUB - A와 B의 차이를 C에 저장한다.
- MUL - A와 B의 곱 값을 C에 저장한다.
- DIV - A와 B의 나눗셈 값을 C에 저장한다.
- COM - A와 B를 비교하여 결과를 테스트 레지스터에 저장한다.
- JUMP addr - 해당 주소로 이동한다.
- JEQ addr - 동등하다면, 해당 주소로 이동한다.
- JNEQ addr - 동등하지 않다면, 해당 주소로 이동한다.
- JG addr - 해당 값보다 크다면, 해당 주소로 이동한다.
- JGE addr - 해당 값 이상이라면, 해당 주소로 이동한다.
- JL addr - 해당값보다 작다면, 해당 주소로 이동한다.
- JLE addr - 해당 값 이하라면, 해당 주소로 이동한다.
- STOP - 실행 중단

만약 당신이 C 프로그래밍의 동작 원리를 읽어 보았다면, http://www.howstuffworks.com/c.htm 이 5 팩토리얼 계산에 대한 C 코드도 알아볼 것이다.

(팩토리얼 5 = 5! = 5*4*3*2*1 = 120)

a=1;
f=1;
while (a <= 5)
{
f = f * a;
a = a + 1;
}

프로그램 실행 끝에는, 변수 f는 5 팩토리얼을 담고 있는 것이다.

어셈블러

C 컴파일러는 C 코드를 기계어로 번역하게 된다. 이 프로세서에서 주소 128부터 RAM이라고 했을 때, ROM (기계어 프로그램이 내장되어 있는 곳) 은 주소 0부터 시작하며, 우리의 간단한 프로세서는 기계어로 이렇게 본다.

// Assume a is at address 128
// Assume F is at address 129
0   CONB 1      // a=1;
1   SAVEB 128
2   CONB 1      // f=1;
3   SAVEB 129
4   LOADA 128   // if a > 5 the jump to 17
5   CONB 5
6   COM
7   JG 17
8   LOADA 129   // f=f*a;
9   LOADB 128
10 MUL
11 SAVEC 129
12 LOADA 128   // a=a+1;
13 CONB 1
14 ADD
15 SAVEC 128
16 JUMP 4       // loop back to if
17 STOP

ROM

자 이제 문제는, "어떻게 모든 이 명령어들을 ROM에서 보는가?" 인데, 각기 이들 어셈블러 명령어는 이진수로 나타내어져야 한다. 이런 간단함 때문에, 우리는 각기 어셈블러 명령어는 특이한 숫자를 받게 된다.

•LOADA - 1
•LOADB - 2
•CONB - 3
•SAVEB - 4
•SAVEC mem - 5
•ADD - 6
•SUB - 7
•MUL - 8
•DIV - 9
•COM - 10
•JUMP addr - 11
•JEQ addr - 12
•JNEQ addr - 13
•JG addr - 14
•JGE addr - 15
•JL addr - 16
•JLE addr - 17
•STOP - 18

이 숫자는 opcode 라고 불리우는 것이다. ROM 내에서, 우리의 작은 프로그램은 이렇게 보인다.:

// Assume a is at address 128
// Assume F is at address 129
Addr opcode/value
0    3             // CONB 1
1    1
2    4             // SAVEB 128
3    128
4    3             // CONB 1
5    1
6    4             // SAVEB 129
7    129
8    1             // LOADA 128
9    128
10   3             // CONB 5
11   5
12   10            // COM
13   14            // JG 17
14   31
15   1             // LOADA 129
16   129
17   2             // LOADB 128
18   128
19   8             // MUL
20   5             // SAVEC 129
21   129
22   1             // LOADA 128
23   128
24   3             // CONB 1
25   1
26   6             // ADD
27   5             // SAVEC 128
28   128
29   11            // JUMP 4
30   8
31   18            // STOP

C 코드로 7줄이 고작인 것이 어셈블러로 오면서 18 줄로 바뀐것을 볼 수 있으며, ROM에는 32바이트 크기가 되었다.

Decoding

명령어 디코더는 각기 opcode 들을 신호로 바꾸어 이 신호가 마이크로 프로세서에게 각기 다른 요소로 인식되도록 하는 것이 필요하다. 예를들어 ADD 명령어를 이용하여 이것을 수행 하기에는 어떤 작업이 필요한지 보도록 하자. :

1. 첫 클럭 사이클 동안, 우리는 명령어를 실제적으로 로드 해야 한다. 그러므로 명령어 디코더는 이것이 필요하다. :
1) 프로그램 카운터를 위한 삼상 버퍼 활성화
2) RD 라인 활성화
3) 삼상 버퍼 내의 데이터 활성화
4) 명령어를 명령어 레지스터 내로 끌어오기
2. 두번째 클럭 사이클에서, ADD 명령어가 해독된다. 이것은 아주 약간의 일을 해야 한다.:
1) ALU에 덧셈을 하기 위한 수행을 설정한다.
2) ALU의 결과를 C 레지스터로 가져간다.
3. 세번째 클럭 사이클에서는, 프로그램 카운터가 늘어난다. (이론적으로 이것은 두번째 클럭 사이클에 의해 묻히게 된다.

모든 명령어는 적절한 명령 속에서 마이크로 프로세서의 요소에 적합하게 배분되어 조작되기 위해 순차 명령 수행의 세트로 쪼개지게 된다. ADD 명령어 같은 몇몇 명령어들은, 2개나 3개 클럭 사이클을 차지하게 된다. 다른 것들은 5~6 사이클을 차지하기도 한다.

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마이크로 프로세서 성능과 경향

사용 가능한 트랜지스터 갯수는 프로세서의 성능에 엄청난 영향을 준다. 이전에 봤듯이, 8088 같은 프로세서 내에서 일반적인 명령어는 실행하는데 15클럭 사이클이 소요된다. 배수의 설계로 인해, 8088에서 16비트 곱셈 연산을 할 때에는 대략 80 사이클을 소모하게 되었다. 더 많은 트랜지스터로, 한번의 사이클에 더 위력적인 곱셈 연산이 가능해졌다.

더 많아진 트랜지스터로는 또한 파이프라인화라고 불리우는 기술 또한 적용이 되었다. 파이프라인 아키텍쳐에서, 명령어 수행은 중복된다. 심지어 한개 명령어 실행에 다섯 사이클을 차지하는데, 이런 것들은 다양한 실행 스테이지에서 동시에 다섯개의 명령어를 실행할 수 있게 되었다. 이것은 각 클럭 사이클마다 한개 명령어를 완료 하는 것 같이 보이게 된다.

많은 현대의 프로세서들은 다수의 명령어 디코더를 가지고 있어, 각기 디코더는 그들만의 파이프라인을 가지고 있다. 이것으로 하여금 다수의 명령어 스트림이 가능케 되어, 이것은 각기 클럭 사이클마다 1개 이상의 명령어를 처리할 수 있다는 것을 의미하게 된다. 이 기술은 도입하기에 엄청나게 복잡하기에, 엄청나게 많은 트랜지스터들을 차지하게 된다.

경향

프로세서 설계의 경향의 주요적인 것은, 완벽한 32비트 ALU에 빠른 부동소수 연산 유닛이 내장되었으며 파이프라인된 실행과 다수의 명령어 흐름이 가능해진 것이다. 프로세서 설계에 있어 가장 최근의 것은 64비트 ALU이며, 그리고 사람들은 다음 세대에 이들 프로세서를 그들의 가정용 PC에 넣으려 한다. 여기에는 또한 (MMX 명령어 같은) 특수 명령어 도입 경향이 생겨 특정 작업을 특히 효율적으로 만들게 하며, 하드웨어 가상 메모리 지원과 프로세서 상에 L1 캐시를 추가 하였다. 이 모든 경향들은 트랜지스터 수치를 올리게 하였는데, 이것으로 하여금 수백만 트랜지스터들의 집합체가 가능케 만들었다. 이들 프로세서들은 초당 1조번의 연산이 가능하다.

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64비트 마이크로프로세서들

64비트 프로세서들은 1992년부터 출시 되었으며, 21세기에 메인스트림에 정착되게 되었다. Intel과 AMD 모두 64비트 칩을 소개 하였으며, Mac G5 sport 또한 64비트 프로세서였다. 64비트 프로세서는 64비트 ALU와, 64비트 레지스터와, 64비트 버스 등등을 가지고 있다.

왜 세계적으로 64비트를 필요로 하는지는, 이들의 확장된 주소 공간에 있다. 32비트 칩들은 최대 2~4GB의 램 접근에 묶여 있다. 대부분의 컴퓨터가 256MB에서 512MB 정도의 메모리를 사용하는 것에 비하면 커보인다. 그러나, 4GB 제한은 서버나 큰 DB를 돌리는 컴퓨터에는 아주 엄청난 문제이다. 그리고 또한 PC는 이런 경향이 계속 된다면 곧 2GB/4GB의 제한을 넘을 것이다. 이 64비트 칩은 이런 제한이 없는데 왜냐면 64비트 램 주소 공간은 거의 근 미래에는 무한정같이 보이기 때문이다. - 2^64 비트의 램은 대략 1조 기가바이트의 RAM 용량이다.

64비트 주소 버스와 폭으로, 메인보드 상의 고속 데이터 버스는, 64비트 상에서 하드디스크 드라이브나 비디오 카드에 빠른 I/O 속도를 가져야 한다. 이런 특징들은 시스템 성능을 대폭 향상 시킨다.

서버는 확실히 64비트로 인한 이득을 보지만, 일반 사용자들은? RAM 솔류션 외에, 64비트 시스템이 일반 사용자에게 전해지는 것은 현재로써는 없다. 이들은 데이터 처리를 더 빠르게 할 수 있다. (더 복잡한 데이터는 더 많은 실수로 이루어져 있다.) 사람들은 비디오 편집과 사진 편집할 데이터가 아주 클 때 이득을 누릴 수 있다. 고사양 게임 또한 64비트로 재 코딩 한다면 이득이 있다. 그러나 일반적인 사람들은 이멜이나, 웹 검색이나 문서 편집이나 하기에 이런건 그다지 소용이 없다.

http://computer.howstuffworks.com/microprocessor.htm

Firewire의 작동 원리

2010-02-13T16:09:10+09:00

Firewire의 작동 원리는

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아마 당신이 디지털 비디오에 관심이 있다면 Firewire 라는 단어를 들어봤을텐데, 이것은 Sony 의 i.Link나 IEEE1394의 공식 명이다. FireWire 는 다른 기기 간의 연결 수단으로써 빠르고 쉽게 정보를 공유할 수 있게 된다.

원래는 Apple에 의해 만들어졌으며 1995년 IEEE 1394 고성능 직렬 버스에 대한 사양이 표준화 되었는데, FireWire는 USB와 아주 유사하다. FireWire의 설계자는 그들이 표준을 만듦에 있어 몇가지 특이한 목표를 염두에 두고 있었다.:

- 고속 데이터 전송
- 버스 상에 많은 기기를 연결할 수 있는 능력
- 쉬운 사용
- 케이블을 통한 전력 송신
- PnP 능력
- 낮은 케이블 단가
- 낮은 도입 단가

이 기사에서, 당신은 정확히 FireWire가 무엇이며, 어떻게 이것이 작동하고 왜 이것을 원하는지 알게될 것이다.

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FireWire가 뭔가?

FireWire는 디지털 기기 간의 정보 전송 수단인데, 특히 오디오와 비디오 장비에 쓰인다. IEEE 1394라고도 알려져 있는 FireWire 는 빠르다. -- 가장 최근에는 최대 800Mbps 까지의 속도로 올렸다.

FireWire 버스로 최대 63개의 기기를 연결할 수 있다. 98이후의 Windows OS와 8.6 이상의 Mac OS 둘 다 이것을 지원한다.

당신의 디지털 캠코더를 PC에 연결한다고 하자. PC의 전원을 켜면, 이것은 버스에 연결된 모든 기기에게 그들의 주소를 부여하는데, 이것을 전수조사라 부른다. FireWire 는 PnL 이므로, 새로운 기기를 컴퓨터에 연결한다면, OS는 자동적으로 이것을 감지하며 드라이버 디스크를 요청하게 된다. 만약 당신이 이미 기기를 설치 했다면, 컴퓨터는 이것을 활성시키고 이것과 통신을 시작하게 된다. FireWire 기기들은 핫플러깅도 지원하는데, 이것은 전원이 들어와 있는 상태에서도 언제나 기기를 연결 하고 제거할 수 있다는 것을 뜻한다.

자 이제 FireWire의 적용 분야를 보도록 하자.

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FireWire 사양

원 FireWire 사양은, FireWire 400(1394a)로써, 출시될 당시에는 USB보다 빨랐다. FireWire 400은 여전히 오늘날에도 쓰이고 있으며 이런 특징을 가지고 있다. :

- 400Mbps 까지의 전송률
- 최대 4.5m 까지의 전송 거리 지원 (케이블 길이)

-- 최대 480Mbps를 지원하며 5m 까지의 전송 거리를 가지는 -- USB 2.0의 출시는 이들 경쟁 기준의 차이를 더욱 줄여주었다. 그러나 200년에, FireWire 800 (1394b) 가 소비 가전에 선보이자, USB 2.0의 인기는 잦아들었다. FireWire 800의 기능은

- 최대 800Mbps의 전송속도
- 최대 100m 까지의 전송 거리 지원 (케이블 길이)

더 빠른 1394b 기준은 1394a와 하위 호환이 가능하다.

다음 섹션에서, 우리는 FireWire와 USB 간의 차이에 대해 좀 더 깊게 들어가겠다.

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FireWire와 USB의 중요한 차이점은 FireWire는 더 많은 용량의 데이터 작업을 위한 기기를 위해 만들어졌다는 것이다. - 캠코더, DVD 플레이어와 디지털 오디오 장비 같은것들 말이다. FireWire와 USB는 몇가지 특성들은 공유하지만 중요한 것들은 차이가 나기도 한다.

아래가 요약이다.

특징	USB		FireWire
	1.1	2.0	400	800
데이터전송률	12 Mbps	480 Mbps	400 Mbps	800 Mbps
연결 가능한 기기 갯수	127	127	63	63
PNP 지원	지원	지원	지원	지원
핫플러깅	지원	지원	지원	지원
기기 등시	등시됨	등시됨	등시됨	등시됨
버스 전력	공급됨	공급됨	공급됨	공급됨
버스 종단 요구	필요없음	필요없음	필요없음	필요없음
버스 종류	직렬	직렬	직렬	직렬
케이블 종류	꼬인쌍(4개선:2개전력,1개꼬인쌍)	꼬인쌍(4개선:2개전력,1개꼬인쌍)	꼬인쌍(6개선:2개전력,2개꼬인쌍)	꼬인쌍(6개선:2개전력,2개꼬인쌍)
네트워크 가능여부	호스트 기반	호스트 기반	P2P	P2P
네트워크 토폴로지	허브	허브	데이지 체인	데이지 체인

아래 볼 수 있듯이, 이 두개는 아주 유사하다. FireWire 도입 비용은 USB보다 약간 비싼데, 이것으로 하여금 고속 버스를 요구하는 곳의 주변 기기의 대부분은 USB가 표준이 되게 된 이유가 되었다.

속도는 둘째 치더라도, FireWire와 USB 2.0의 가장 큰 차이점은 USB 2.0은 호스트 기반이라는 것인데, 이것은 기기가 무조건 컴퓨터에 연결되어야 통신할 수 있다는 것을 의미한다. FireWire는 피어투피어인데, 이것은 FireWire가 되는 두개 카메라 끼리 컴퓨터 없이도 통신할 수 있다는 것을 의미한다.

다시 FireWire의 도입으로 가보자. 어떻게 연결하지?

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FireWire 케이블과 커넥터

FireWire 기기는 전력 공급을 할수도, 하지 않게 할 수도 있다. FireWire는 그들의 전력을 연결을 통해 송전이 가능하다. 케이블 내의 두개의 전력 전도체는 컴퓨터에서 전력이 필요한 기기로 전력 전송을 가능케 한다. (8~30v, 최대 1.5A) 두개의 전쌍은 6핀 설정을 통해 FireWire 400 케이블로 데이터 전송이 가능하다.

몇몇 작은 FireWire는 4핀 커넥터로 공간 절약을 하면서 기기 사용을 가능케 하는데, 전력 전송을 위한 두개 핀을 제외 한 것이다.

FIreWire 800 케이블은 9핀 설정을 이용한다. 이들 중 6개 핀은 1394A의 6핀과 같은 역할을 한다. 두개의 추가된 핀은 "그라운드 쉴드" 로 작용하여 왜곡으로부터 다른 도선을 보호하며, 세번째 추가된 핀은 현재로써는 암것도 안한다.

왜냐면 FireWire 800이 FireWire 400과 하위 호환되기 때문인데, 같은 버스 상에서 두개 표준의 조합이 다양하게 가능하다. FIrewire 800 모드는 두가지 종류가 있다. "두개 모드" 를 자유자재로 하는 것과, b 모드만을 사용하는 Firewire 800 커넥터가 그것이다.

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FireWire를 통한 데이터 전송

FireWire는 64비트 고정 주소를 사용하는데, IEEE1212 표준에 준한다. FireWire를 이용해 기기에서 보내지는 각기 정보 패킷에는 세개의 부분이 있다.

- 10비트 버스 ID는 어떤 FireWire 버스로 데이터를 뽑아 올지를 결정하는데 쓰인다.
- 6비트 물리 ID는 어떤 기기가 버스 상으로 데이터를 보냈는지 확인한다.
- 48비트 저장영역은 각기 노드마다 256테라바이트의 정보를 수용할 수 있는 능력이 있다.

이 버스 ID와 물리 ID는 16비트의 노드 ID로 모이는데, 이것은 시스템 상에 64000개 까지의 노드를 가능케 한다. 데이터는 16개의 중계점을 통해 (기기 에서 기기로) 옮겨질 수 있다. 중계점은 데이지 체인 구조에서 일어나게 된다. 아래 예제를 보라. 캠코더가 컴퓨터 A의 외장 하드 드라이브에 연결 되어 있다. 컴퓨터 A는 B에 연결 되어 있는데, 이것은 컴퓨터 C에도 연결 되어 있다. 컴퓨터 C가 카메라에 접근 하려면 4개의 중계점이 된다는 것이다.

이 기기들이 FireWire 800이 모두 장착 되어 있다고 치면, 캠코더는 최대 컴퓨터 C 로부터 400미터가 떨어져도 된다.

http://computer.howstuffworks.com/firewire.htm

괴상한 메인보드들

2010-02-08T11:59:50+09:00

괴상한 특징으로 이야기거리가 되었었던 메인보드들을 소개하는 글입니다. 최근 10년 사이에 나왔던 메인보드들 한정이고, 정말 괴상하지만 이 글에서 빠진 것도 있는데, 뭐 그래도 볼거리는 될듯 합니다. 출처는 http://www.pcpop.com/doc/0/461/461726.shtml

이종교배

PCI-E 슬롯과 AGP 슬롯의 과도기 시절에, 분명 PCI-E가 대세가 될텐데 지금 사용하는 AGP 그래픽카드를 아까워하는 사람들이 많았는데, 그런 사람들을 공략하기 위한 AGP와 PCI-E를 모두 지원하는 칩셋이 있었습니다. 이름하여 비아의 PT800 프로.

PT880 프로는 AGP 8x와 PCI-E x4 슬롯을 네이티브 지원했습니다. 비아는 여기에 통용 그래픽 인터페이스라는 의미의 UGI라는 이름을 붙였습니다. 지금 PCI-E x4라면 대역폭이 좀 부족해 보이는데 가만있자 PCI-E x4면 AGP 8x랑 거의 비슷하던가 그 당시 수준의 그래픽카드라면 저 정도에서도 그럭저럭 쓸만했던가 가물가물(...)

사실 이건 PCI-E x1 슬롯으로 나온 레인을 PCI-E x4로 모아서 만들었다고 하는게 더 맞을것 같기도 한데, 당시에는 PCI-E x1 슬롯을 쓰는 카드가 전무하다시피 했었으니까요.

AGP와 PCI-E 슬롯이 같이 있습니다.

대표적인 메인보드들입니다. 보시면 아시겠지만 보드들이 미묘하게 다릅니다. 제조사는 전부 애즈락.

애즈락은 비아 칩셋을 사용하느 A.G.I.(Asrock Graphic Interface)라는 기술을 사용하여 915PL 메인보드에서도 AGP와 PCI-E 슬롯을 동시에 지원하게 됩니다. 이 기술은 PCI 슬롯을 모아 133MB/s로 작동하는 AGP 슬롯처럼 생긴 슬롯을 만든 것인데, 애즈락은 이것을 AGI 8x라고 불렀습니다.

애즈락은 나중에 133MB/s 짜리 PCI-E 슬롯을 제공하는 기술을 선보이는데, 이건 또 A.G.I. 익스프레스라고 불리게 됩니다.

애즈락의 P4듀얼-915GL과 775듀얼-915GL.

다른 메인보드들도 같은 솔루션을 많이 내놓습니다. MSI의 915PL 네오-V라던가 컬러풀의 C.915PL-D 같은거.

새 술을 헌 부대에

인텔이 콘로 코어를 사용한 코어 2 듀오 프로세서를 발표하면서 965 칩셋과 975 칩셋도 같이 발표했습니다. 하지만 애즈락이 이때 865 칩셋에서 콘로를 지원하게 만들어서, PCI-E로 아직 업그레이드하지 않은 사람들에게 AGP 그래픽카드와 콘로 조합을 쓸 수 있게 하였습니다.

865 칩셋 주제에 콘로를 지원하는 ConRoe865PE와 ConRoe865GV.

그럼 중간에 915랑 925는 왜 빼먹냐 이러실 분도 있을텐데, 걔네들은 설계 자체가 듀얼코어-듀얼CPU를 지원하지 못하도록 된 반면, 865는 지원을 했기 때문에 이런 제품을 만들 수 있었다는군요.

애즈락은 나중에 945 칩셋에서 콘로 뿐만 아니라 45나노 울프데일을 지원하도록 한 메인보드도 출시합니다.

45나노 프로세서를 지원하는 945GC 제품. 애즈락 울프데일1333-GLAN.

듀얼소켓

듀얼 CPU 소켓을 지원하는 메인보드는 서버나 워크스테이션에서 흔해 빠진 것이지만, 여기서 말하는 듀얼 CPU 소켓은 완전히 다른 이야기입니다. 서버 메인보드에서는 2개의 똑같은 CPU를 동시에 작동하도록 해주지만, 여기서는 2개의 완전히 다른 CPU 소켓을 제공하여 둘 중 하나를 골라 쓰도록 하는 것입니다.

848P 칩셋을 사용하여 LGA 775 소켓과 소켓 478을 동시에 지원한 애즈락 P4 콤보 메인보드.

ULi(이게 ATI가 먹었던가 NVIDIA가 먹었던가 가물가물 -_-a)의 M1689 칩셋을 사용하여 소켓 754와 939를 모두 지원한 애즈락의 K8 콤보-Z 메인보드.

J&W의 K8F8G 듀얼 메인보드도 소켓 754와 939를 제공.

확장카드

애즈락의 K7업그레이드-880 시리즈는 비아 KT880 프로와 8237 칩셋의 조합을 사용, AMD K7 아키텍처의 소켓 462 프로세서를 지원합니다. 만약 나중에 K8 아키텍처의 소켓 754로 업그레이드하고 싶다면? 확장 카드와 CPU만 구입하면 됩니다.

흔한 메인보드처럼 보이지만 중간에 이상한 슬롯이 하나 있습니다.

K8T800 노스브릿지와 소켓 754로 구성된 754 브릿지 카드.

비아 8237 사우스브릿지는 여러 노스브릿지를 지원하기 때문에 사우스브릿지와 공통 요소들은 재사용하고, 노스브릿지와 소켓 등만 따로 사용하는 식입니다.

엔포스 3 250Gb 칩셋을 사용한 애즈락 K8업그레이드-NF3

소켓 754->939를 지원했던 939 CPU 보드와 754->AM2를 지원했던 AM2 CPU 보드.

NVIDIA의 엔포스 250Gb는 원칩 솔루션인데다 754, 939, AM2 소켓을 모두 지원했기 때문에 확장 카드에 CPU 소켓, 메모리 슬롯, 전원부 정도만 장착하면 됐습니다.

ECS의 PF88 메인보드는 이런 확장 카드 메인보드 중에서도 가히 최고라 할 수 있는데, 인텔 LGA 775와 AMD 소켓 939를 모두 지원합니다.

예전에 다른 사이트에서 활동했을때 이거 확장카드 사진 전부 쭉 올린 기억이 아직도 나는데 말입니다 -_-a

헌 술을 새 부대에

최근에 나온 보드라 다들 기억하시고 계실텐데, 785G+SB710 칩셋에서 소켓 939를 지원하는 메인보드입니다. 덕분에 메모리도 DDR을 사용하게 된 제품.

합체

이것 역시 최근에 나온 DFI의 하이브리드 P45-ION입니다.

하나의 메인보드에 P45 칩셋-LGA 775 소켓 시스템, 아톰 시스템을 같이 장착한 제품입니다.

NVIDIA GF100의 구조

2010-01-19T13:34:23+09:00

2009년 말에 NVIDIA는 코드네임 페르미를 사용하는 새로운 그래픽 아키텍처를 공개했었습니다. 거의 완전한 통용 계산용인 이 아키텍처는 NVIDIA의 새로운 영역에 대한 결심을 보여준 것입니다. 올해 초의 CES 2010에서 NVIDIA는 마침내 페르미 아키텍처를 사용하는 고급형 그래픽카드인 GF100을 공개하고, 멀티 스크린 환경을 구축하는 기술인 3D 비전 서라운드를 전시함과 동시에, 내부에서 여러 개의 새로운 데모를 시연했습니다.

오늘 NVIDIA는 마침내 페르미 GF100의 게임 부분에서의 여러 특징을 공개하였습니다. 이것이 바로 일반 소비자들이 제일 관심을 가지고 있는 부분이며, 우리도 여러분과 같이 나누려 합니다.

하지만 우린 아직도 최종 리테일 판매 버전의 GF100을 보지 못하였습니다. 상당 수의 중요 코어 스펙들도 아직은 부족하기에, 이런 것들을 기대하고 이 글을 클릭하신 분들이라면 실망하시게 될 것입니다.

- 코어 크기

- 클럭

- 제품 모델

- 전력 소모량

- 판매 가격

- 게임 성능

페르미 칩은 아직 제대로 된 양산을 시작하지 않았으며, 코어 크기가 매우 크기에 수율에 영향을 미치게 됩니다. 또한 수율은 클럭에도 관계가 있으며, 전력 소모량과 성능이 받쳐 주는 전제 하에 클럭을 정할 수 있습니다. 이것들은 전부 가격을 결정하는 중요 요소입니다. 당연히, GF100은 라데온 HD 5870보다는 빨라야 할 필요가 있으며, 그 차이는 커야만 합니다. 가격과 전력 소모량이 더 많아지는걸 피할순 없으며, 다만 그것이 얼마나 더 늘어나는지가 중요할 뿐입니다.

아래 그림은 2009년 9월 1일에 촬영한 페르미 GF100 칩의 코어 사진입니다.

1. GF100 게임 아키텍처에 존재하는 2개의 새로운 심장

우리는 이미 GF100이 TSMC의 40나노미터 공정으로 제조되고, 대략 30억개의 트랜지스터를 내장하며, 512개의 스트림 프로세서(SP)를 내장한다는 것을 알고 있씁니다. 혹자는 이것을 NVIDIA의 공식 설명대로 쿠다 코어라고 부르기도 합니다. 32개의 이런 코어가 모여 스트리밍 멀티 프로세서(SM) 배열을 구성하며, 이것이 4개가 모여 하나의 그래픽 프로세싱 클러스터(GPC)를 구성합니다. GF100도 이렇게 3개의 층으로 나뉘어져 있는데, 4개의 GPC, 16개의 SM, 512개의 SP가 됩니다.

그 밖에도 GF100은 64개의 텍스처 어드레싱 유닛, 256개의 텍스처 필터링 유닛, 48개의 ROP 유닛이 있으며, 메모리 버스는 384비트, GDDR5 메모리 칩을 사용합니다. 코어/쉐이더/메모리 클럭은 아직 정해지지 않았으며, 메모리 용량도 아직 확실하지 않습니다.

그럼 먼저 NVIDIA가 공개한 비교적 최신의 GF100 아키텍처 구조도를 보도록 합시다. 다음에 몇개의 중요한 부분을 설명하지요.

NVIDIA가 페르미 GF100을 완전히 새로운 아키텍처라고 말하는 것이 아주 말이 안 되는 것은 아닙니다. 통용 계산 부분이건, 게임 부분이건 모두 상당한 변화가 있었으며, 거의 모든 모듈을 새로 조직하였습니다. 어떤 것은 없애고 어떤 것은 옳기고 어떤 것은 보강하였습니다. 또한 새로 라스터(Raster) 엔진과 폴리모프(Ploymorph) 엔진을 새로 증가하였습니다.

라스터 엔진은 엄격하게 말해서 새로운 하드웨어는 아닙니다. 오직 예전에 존재하던 관련 부분을 처리하던 하드웨어들을 떼내어 조합한 것이며, 스트림 과정 중에서 Edge/Triangle Setup, Rasterization, Z-Culling 등의 조작을 실행합니다. 클럭 사이클 순환 주기마다 8개의 픽셀을 처리할 수 있으며, GF100에는 4개의 라스터 엔진이 있어, 각각의 GPC마다 1개씩 분배됩니다. 따라서 전체 코어에서 1 사이클마다 32개의 픽셀을 처리할 수 있습니다.

폴리모프 엔진은 Vertex Fetch, Tessellator, Viewport Transform, Attribute Setup, Stream Output 등의 처리를 담당하며, 다이렉트 X 11에서 제일 큰 변화 중의 하나인 테셀레이터도 여기서 처리됩니다. GF100에는 16개의 폴리모프 엔진이 있어, 모든 SM마다 1개씩 포함되기에, 모든 GPC에 4개씩 있는 셈입니다.

폴리모프 엔진은 지오메트리 유닛을 바꾼 것이 아니며, 성능을 15배 강력하게 한 것입니다.이것은 지금까지 존재하던 고정 기능의 하드웨어 유닛을 결합하여 하나의 유기적인 총체를 만든 것입니다. 비록 한개 한개의 모든 폴리모프 엔진이 간단한 순서로 설계되어 있다고 하지만, 16개가 모여서 CPU와 똑같이 아웃 오브 오더(Out of Order) 명령을 진행하고, 병행 처리도 가능합니다. NVIDIA는 이 폴리모프 엔진에 전용 통신 채널을 설정하였느데, 그것의 임무는 처리 과정 중에 폴리모프 엔진의 유기적인 연결성을 유지해주는 것입니다.

당연히 이러한 변화는 매우 복잡하며, NVIDIA의 엔지니어들이 무수한 노력과 자원과 시간을 소모하게 하였습니다. 사실상 폴리모프 엔진이 GF100 코어에서 제일 큰 변화라고 말할 수 있는데, 이것이 작년에 제때 발표되지 못했던 제일 큰 원인이기도 합니다. NVIDIA의 제품 영엽 부사장인 Ujesh Desai는 "이렇게 큰 GPU를 설계하는 것은 정말 어렵다"라고 말했는데, 사실 여기서 그가 가리킨 것이 30억개의 트랜지스터를 가리킨 것은 아닙니다.

텔셀레이터 유닛의 지오메트리 복잡성에 대해 봅시다. 고정 기능 파이프라인이 이미 적용되지 않고, 전체 파이프라인이 수요에 따라 새로 평형을 맞추게 됩니다. 폴리모프 엔진을 통한 병렬 설계하여, 지오메트리 하드웨어는 이제 어떤 고정 유닛의 파이프라인에 국한되지 않고, 칩의 크기에 따라 탄력적으로 줄어들고 커지게 됩니다. 지금까지 GT200/G92나 AMD의 아키텍처와 비교하면 GF100은 또 다른 길을 걷고 있으며, CPU 아키텍처와 비슷한 방법을 취하고 있는 것입니다.

각각의 SM 어레이, 텍스처 유닛, L1/L2 캐시, ROP 유닛과 각각의 유닛 클럭은 모두 지금까지와 완전히 다릅니다. 각 조의 SM에는 4개의 텍스처 유닛이 있으며, 12KB의 L1 텍스처 캐시가 결합되고, 전체 칩에서는 768KB의 공유 L2 캐시와 어울리게 됩니다. 각각의 텍스처 유닛은 하나의 사이클에 1개의 텍스처 어드레스를 찾고, 4개의 텍스처 샘플링을 할 수 있으며, 다이렉트 X 11의 새로운 텍스처 압축 포멧을 지원합니다. ROP 유닛은 총 48개이며 6개로 나뉘는데, 각각 64비트 메모리 채널로 분배됩니다. 모든 ROP 유닛과 전체 칩은 768KB의 L2 캐시를 공유합니다(GT200은 공유 캐시가 아닙니다).

ROP 유닛과 L2 캐시를 제외하면, 다른 모든 유닛의 클럭은 모두 쉐이더 클럭(NVIDIA에서는 이것을 GPC 클럭이라고 부릅니다)과 관련되어 있습니다. L1 캐시와 쉐이더 유닛은 풀스피드로 속도를 맞추며, 텍스처 유닛, 라스터 엔진, 폴리모프 엔진은 하프 스피드입니다. GF100을 오버클럭하려면 여러 새로운 특징들을 이해해야 할 필요가 있습니다.

2. NVIDIA가 어떻게 지오메트리 성능에 초점을 맞추었는가.

마이크로소프트가 다이렉트 X 11 스펙에서 엄격한 제한을 두면서, NVIDIA(와 AMD)가 특징을 자유롭게 발휘할만한 여지가 그리 크지 않게 되었습니다. 회사마다 개성이 크게 차이나지 않기에 그런 부분에 대해 말해봤자 소용이 없으니, 여기서는 NVIDIA가 어떻게 속도를 늘렸는가에 대해 말하겠습니다.

NV30 지포스 FX 5800부터 GT200 지포스 GTX 280까지, NVIDIA 그래픽카드의 지오메트리 성능은 3배가 채 안되게 개선되었습니다. 하지만 쉐이더 성능은 150여배가 늘어났습니다. 하지만 GT200에서 GF100으로 오면서 지오메트리 성능의 성장은 8x 정도에 불과할 뿐입니다.

강력한 지오메트리 성능을 위해, NVIDIA는 테셀레이션과 디스플레이스먼트 맵을 사용하여 더 복잡한 인물, 오브젝트,장면을 만들 수 있게 하면서, 경쟁 상대와 똑같은 수준의 성능을 유지하였습니다. 따라서 16개의 폴리모프 엔진과 4개의 라스터 엔진이 있는 것입니다.

테셀레이션은 AMD 다이렉트 X 11 제품을 선전할때 중요한 부분이지만, NVIDIA는 이보다 더 복잡하게 하여, 이론적으로 말하면 그 효과가 매우 뛰어납니다. 아래는 NVIDIA가 게임 개발사들이 GF100 아키텍처의 잠재력을 발휘하기 위해, 성능을 보장하면서 더 정밀한 게임 화면을 만들어 내게 해주었습니다.

테셀레이션의 과정

테셀레이션을 이용한 NVIDIA의 수면 효과 데모

테셀레이션을 이용한 NVIDIA의 머리카락 데모

3. 더 나은 화질

지터드 샘플링(Jittered Sampling) :

다이렉트 X 11에서 그래픽카드의 필요한 특징을 상세히 정의하였지만, 렌더링 후의 작업에 대해서는 언급이 매우 적습니다. 그래서 NVIDIA는 폴리모프 엔진 외에도 지터드 샘플링을 채택하였습니다.

지터드 샘플링은 신기술이 아니라 오랜 기간동안 쉐도우 맵핑과 각종 후처리에서 사용하던 것으로 인접한 텍셀이나 텍스처의 픽셀을 통하여 새로 더 부드러운 그림자의 테두리를 만들어내는 것입니다. 그 단점은 리소스를 엄청나게 소모한다는 것입니다.

다이렉트 X 9/10에서는 지터드 샘플링이 1개의 텍셀이나 픽셀 단위로 작업을 진행하였지만, 다이렉트 X 10.1에서는 Gater4 명령을 사용할 수 있게 되었습니다. NVIDIA는 하드웨어적으로 단독 벡터 명령을 사용합니다. NVIDIA는 자신들의 내부 테스트 결과 새로운 벡터 명령어를 사용했을 때 성능 향상이 두배가 있다고 밝혔습니다.

게임 개발사들에게 있어서, 이것은 하드웨어 리소스를 더 조금 사용한다는 것이고, 게이머들에게 있어서, 더 나은 화질을 볼 수 있다는 것입니다.

안티 얼라이싱의 가속:

AMD와 마찬가지로, NVIDIA도 ROP 유닛에 조정을 하여 MSAA(멀티 샘플링 안티 얼라이싱)에서의 성능 손실을 줄였습니다. 또한 더 많은 ROP 유닛을 통하여 성능을 개선하였습니다.

NVIDIA에서 제공하는 데이터에 의하면, H.A.W.X에서 8x/4x MSAA 모드의 GF100의 성능은 지포스 GTX 285의 2.33배와 1.61배에 달했습니다.

CSAA의 개선:

CSAA는 Coverage Sample Anti-Aliasing을 줄인 것으로, G80 지포스 8800 GTX에서 처음 사용되었는데 당시에는 최고 16x까지 지원했지만 지금은 32x까지 올라갔습니다. 뿐만 아니라 컬러 샘플링과 CSAA를 분리하여, 32x CSAA에서는 8과 24개가 되어, 성능이건 화질이건 명확한 개선이 있습니다. NVIDIA는 GF100 CSAA가 8x에서 32x까지 상승하는데 평균 성능 손실이 7% 정도에 그친다고 밝혔습니다.

GF100에서 Alpha to Coverage는 최대 32개의 샘플 포인트를 전부 사용할 수 있고, 33개의 알파 값 레벨이 있어, TMAA의 품질이 상당히 개선되었습니다.

아래는 NVIDIA에서 제공하는 효과 그림입니다.

Compute for Gaming:

통용 계산이 발달되면서, 전문 영역과 민간 영역에서의 용도가 끝없이 늘어나고 있습니다. NVIDIA 쿠다의 병렬 계산 아키텍처는 GF100에서도 계속 강력해졌을 뿐만 아니라, 용도가 광범위해져 여러 분야에서 쓸 수 있습니다.

먼저 쿠다 아키텍처는 여러 종류를 통하여 실현될 수 있습니다. 쿠다 C, 쿠다 C++, 오픈 CL, 다이렉트 컴퓨트, PhysX, OptiX Ray-Tracing 등등이 있습니다. 여기에는 NVIDIA가 개발한 방식이 있고, 업계에서 사용하는 표준이 있어, 개발사들이 자유롭게 선택할 수 있습니다.

게임에서, NVIDIA 쿠다 계산 아키텍처는 화면 처리, 가상 묘사, 혼합 렌더링 등을 처리할 수 있으며, 배경의 심도, 모션 블러, 물리 효과, 애니메이션, 인공지능, OIT, 부드러운 그림자 맵핑, 광선 추적 등의 효과를 낼 수 있습니다.

아래는 예입니다.

NVIDIA는 GF100의 게임 성능이 GT200보다 대폭 상승하였다고 했습니다. 예를 들면 PhysX의 데모에서는 3배의 성능 향상이 있고, 다크 보이드의 게임 물리 가속은 2.1배, 광선 추적은 3.5배, 인공 지능은 3.4배입니다.

3D 비전 서라운드

NVIDIA가 CES에서 공개한 3D 비전 서라운드는 GF100만의 전유물은 아니며 GT200에서도 실현할 수 있습니다. 다만 이제 나온 것을 보니 ATI Eyefinity에 대한 반응인듯 합니다.

ATI Eyefinity는 6대의 모니터에 출력할 수 있지만 3D 비전 서라운드는 최대 3대의 스크린에 출력할 수 있습니다. 하지만 3D 서라운드 효과를 쓸 수 있어, 3D 비전의 강화버전이라 할 수 있습니다.

유감인 것은 라데온 HD 5000 시리즈가 일반 제품도 3대의 모니터에 출력할 수 있는데 비해, 한 장의 GF100이 출력할 수 있는 모니터의 수는 여전히 최대 2대라는 것이고, 3대나 그 이상으 출력하기 위해서는 2장의 GF100으로 SLI를 구성해야 한다는 것입니다. 이것은 듀얼 그래픽 카드 시스템을 사용하여 성능은 괜찮아 지겠지만 돈은 그만큼 더 들게 됩니다.

GF100 아키텍처의 신기술이 아니기 때문에 GT200 지포스 GTX 200 시리즈에서도 똑같이 3D 비전 서라운드를 지원합니다. 사실 NVIDIA는 CES에서도 2장의 지포스 GTX 285를 사용한 시스템을 전시했었습니다.

3D 비전 서라운드 시스템은 3대의 모니터에서 동시에 3D 비전을 이용하여 하나의 모니터에 최고 1920x1080의 해상도로 출력할 수 있습니다. 만약 3D 비전을 사용하지 않고 보통 출력이라면 2560x1600까지 가능합니다.

아래는 NVIDIA의 데모인 Supersonic Sled입니다. 여기서 테셀레이션, 다이렉트 컴퓨트, 피직스등을 사용하며, 3D 비전 서라운드도 지원합니다.

http://images.anandtech.com/reviews/video/NVIDIA/GF100/GF100_Architecture_WMFG_R1.wmv

AMD의 Radeon HD 5870 : 차세대 GPU들을 선도한다.

2010-01-03T17:27:31+09:00

제 번역글 사상 최초로 가장 성의 없는 글이 될 것 같네요.

RV770, 그리고 DX11과 중복되는 내용이 너무 많아 한페이지 번역 했습니다.

DX11에 관한 부분이 재번역이 필요 하다면 다음주 쯤 하겠습니다.

Lucid Hydra 200 : 벤더를 가리지 않는 멀티 GPU 시스템이 30일 안에 될 것이다.

2010-01-02T20:34:15+09:00

Lucid Hydra 200 : 벤더를 가리지 않는 멀티 GPU 시스템이 30일 안에 될 것이다.

몇년 전 Lucid는 Hydra 100을 발표 하였다. : 물리적인 칩으로 귀찮은 SLI/CF 소프트웨어로 게임 프로파일 같은 것 따위를 하지 않고 하드웨어 멀티 GPU를 가능케 하는 것이었다.

고수준에서의 Lucid의 기술은 CPU에서 GPU로 가는 OpenGL/DirectX의 명령어를 가로채며 다수 개의 GPU들에 대한 부하를 균형있게 맞춰주는 것이었다. 최종 버퍼는 Lucid 칩에서 다시 읽어오며 디스플레이를 위해 첫번째 GPU로 보내지게 된다. 이 기술은 완벽하게 들린다. 게임 프로파일이나 드라이버 지원을 걱정할 필요가 없고, 그냥 GPU만 더 꼽으면 이것들이 완벽에 가깝게 부하를 조정시켜 준다. 더욱 인상적인 것은 Lucid가 말하길 다른 성능 레벨을 갖고 있는 GPU를 혼합하여 사용하여도 맞춰 준다는 것이었다. 예를들어 Geforce GTX 285와 Geforce 9800GTX를 병렬 장착 시키면 이 두개는 완벽하게 부하를 Lucid 하드웨어가 맞춰준다는 것이었다.; 확실히 속도가 올라가긴 한다. 결국엔, Lucid는 또한 각기 다른 벤더들에서의 멀티 GPU 설정도 가능케 할 것이다. (1개 Nvidia GPU와 1개 AMD GPU)

최소한 지면상으로는, Lucid의 기술은 완벽히 멀티 GPU에 대해 지난 몇년간 삽질하였던 우리들의 어리석음을 완벽히 없애줄 잠재력을 갖고 있다. 오늘, Lucid는 30일 안에 선적이 가능한 하드웨어의 최종판은 발표 하였다. (9/22일)

MSI Big bang, P55에 Lucid의 Hydra 200을 장착 하였다.

이것은 Hydra 100으로 불리우며 처음으로 MSI의 Big Bang P55 메인보드에 장착될 것이다. 재작년에 우리가 말했던 Hydra 100과는 달리, 200은 130nm 대신 65nm 공정에서 제조 되었다. 설계는 Lucid 파트의 칩 설계 부의 풍부한 경험을 바탕으로 현저히 발전되었다.

3개 버젼의 Hydra 200이 있다. : LT22004, LT22102와 LT22114가 그것이다. 이들 칩의 차이는 단지 PCIe 레인의 갯수 뿐이다. 가장 낮은 사양의 칩은 8개의 연결 선이 CPU-PCIe 컨트롤러에 연결 되어 있고 2개의 8x 연결 선이 PCIe 레인에 연결 되어 있다. 중간 급의 LT22102는 16개의 연결 선이 CPU에 연결 되어 있으며 두개의 16개의 연결 선이 GPU에 연결 되어 있다. 그리고 하이엔드 솔류션은, MSI 보드에 장착 되어 있으며, 16개 선이 CPU에 연결 되어 있으며 설정 가능한 16개의 연결 쌍이 GPU에 연결 되어 있다. 이것은 마음대로 4개의 8x 모드, 1개의 16x + 2개의 8x나 16x 모드로 설정할 수 있다. 이것은 모두 자동 감지이며 자동 설정이다. 하이엔드 제품은 10월에 발주 되며, 다른 두개 버젼은 메인스트림과 모바일 시스템에 차후 적용되게 된다.

Lucid는 메인보드에 추가되는 단가를 말해주지 않았지만, Lucid는 PCie 레인 당 1.5 달러 정도의 가격이 들 것이라 말해주었다. 하이엔드 칩은 총 48개의 PCIe 레인을 갖고 있는데, 이것은 거의 72 달러의 가격이다. 로우엔드는 24개의 레인을 갖고 있으며, 이것을 환산하면 Hydra200 칩으로서도 36달러 정도가 된다. Hydra 200이 내장된 PCIe 스위치를 가지고 있어, 메인보드에서 추가적인 칩의 실장이 필요 없다.(그리고 물론 SLI 라이센스료도 필요 없다.) Hydra 200의 첫 도입은 MSI의 하이엔드 P55 메인보드가 될 것인데, 그러므로 우리는 이 메인보드가 추세선의 위쪽에 있을 것이란걸 예측할 수 있다. 충분한 도움으로, 우리는 이것들이 상위급 메인스트림 부문에 들어올 수 있을것이라 본다.

Lucid는 Hydra 200이 6W의 TDP를 가질 것이라 스펙화 하였다.
이 또한 작년과 다르게, 우리는 실제로 Hydra 200이 있는 MSI Big Bang을 건드려 볼 시간이 생겼다. 더 좋은 것은 : 우리는 Geforce GTX 260 + ATI Radeon 4890을 멀티 GPU 모드로 돌렸다.

물론 두개의 다른 GPU 벤더들로, 우리는 동시에 두 드라이버가 돌게 하기 위해 Windows 7이 필요 했다. Lucid의 소프트웨어는 백그라운드에서 동작하였으며 우리는 멀티 GPU 모드를 사용/비사용 선택을 할 수 있었다.

Lucid가 게임을 멀티 GPU 모드로 돌리지 못할 어떠한 이유라도 생긴다면, 이것은 항상 사용자와의 의견을 묻지 않고 싱글 GPU 모드로 작동하게 된다. Lucid는 모든 DX9/DX10 게임을 가속할 수 있다고 하는데, 비록 AA 같은 것들이 DX10 에서는 더 쉬워졌지만 모든 하드웨어들은 같은 방법으로 이 문제를 풀어야 한다.

Nvidia와 ATi가 한개 시스템에서 멀티 GPU모드로 돌고 있다.

성능과 호환성에 대한 많은 질문들이 있지만, 솔직히 우리는 이 하드웨어를 우리 스스로 얻기 전까지는 말을 아낄 것이다. 우리는 시스템으로 몇몇 게임을 즐길 시간을 받았으며 최소한 작동은 잘된다 라는 말은 할 수 있다.

Lucid는 설치된 2개의 게임에서 혼합 GPU 설정이 가능하였다. : Bioshock와 FEAR2이다. 이것들은 시연에서 더 많은 데모를 보여줄 것인데, 이번주 IDF에서 더 많은 감동을 가져다 줄 것을 약속한다.

http://www.anandtech.com/video/showdoc.aspx?i=3646

Intel Atom D510 : Pine Trail의 성능이 올라감과 동시에, 전력이 줄다.

2010-01-02T19:51:43+09:00

Intel Atom D510 : Pine Trail의 성능이 올라감과 동시에, 전력이 줄다.

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Intel은 2008년에 Atom 프로세서를 발표 하였다. 동년에 우리는 이 제품군의 첫 두 가지 멤버를 소개받을 수 있었다. : Diamondville 과 Silverthorne이 그것이다. 이 침들은 둘 다 Atom이라고 불리웠으나, 이들은 그들의 적용 분야가 달랐다. Diamondville은 데스크탑, 넷북 그리고 넷탑에 쓰였었는데, Silverthone은 대부분 MID(이동식 인터넷 기기)들에 독점적으로 쓰였었다.

Atom은 그들 스스로 분화를 계속 해 나갔다. Silverthorne의 염가형 모델로 Moorestown이 나왔는데, MID와 스마트 폰에 쓰이는 차세대 Atom이라 할 수 있겠다. 반면 Diamondville은, 데스크탑, 넷탑과 넷북에 쓰이는 Atom의 차세대 버젼인 Pine trail로 우리를 이끌었다.

Pine Trail은 플랫폼 코드명이다. Pineview는 새로운 Atom CPU의 코드명이다.

Pineview는 2008년에 소개 되었는데 같은 45nm Atom 설계 이지만 메모리 컨트롤러, DMI링크와 GMA3150 그래픽 코어를 내장하게 되었다.

메모리 컨트롤러를 내장 하는 것은 Atom 에게는 정말 중요한데 in-order 설계에서는 계속적으로 중요해질 것이다. 만약 Atom에서 메모리 요청이 완료 될 때 파이프라인의 성능 저하에 맞닥드리면, 실행중인 re-order 명령은 최소한의 옵션을 갖게 된다. Atom이 메모리 지연시간에 민감하지만, 대부분의 통합 테스트들은 Pineview에서 메모리 지연 시간이 아주 약간만 향상 되었다고 보여준다. 실 성능은 예상 했던 것보다는 실망적이지만 구체적인데, 그렇다고 해서 어떠한 것도 이런 통합 메모리 지연 시간 테스트에 명백한 이유가 될 수는 없다. 이것에 대해 약간 더 언급해보자.

두개 버젼의 새로운 Atom

소개된 Intel Atom 칩은 N450, D410과 D510이 있다. N450은 새로운 Atom 군의 저전력 넷북 버젼이며 싱글 코어 프로세서이다. Intel은 달랑 1개 코어의 Atom 프로세서들은 넷북에 제공될 것이며, 이 제한사항은 조만간 풀려서 듀얼 이상도 되겠지만, 지금은 아닐 거라 주장하였다. Intel은 넷북에 대한 성능은 너무 높지 않고 적정 수준에 맞추거나, 아니면 싱글 코어 Atom으로도 덜 나쁜 성능을 낼 수 있는 것으로 보인다.

D410과 D510은 데스크탑과 넷탑 용이다. 이들은 각각 싱글과 듀얼 코어 버젼이다.

이 모든 세개의 칩은 1.66Ghz로 동작한다. 이들의 차이점이라곤 코어 갯수, TDP, 메모리 속도와 지원 용량이다. 아래 표에 더 자세히 나와 있다.

프로세서	클럭 속도	코어 / 스레드	L2 캐시	메모리	TDP
Intel Atom D510	1.66GHz	2 / 4	1MB	DDR2-800 (4GB max)	13W
Intel Atom D410	1.66GHz	1 / 2	512KB	DDR2-800 (4GB max)	10W
Intel Atom N450	1.66GHz	1 / 2	512KB	DDR2-667 (2GB max)	5.5W

Pineview의 넷북 버젼은 최대 DDR2-667만을 지원할 것이며 Intel의 데이터시트에 따르면 2GB의 메모리만을 지원할 것이라고 나와있다. 이것의 TDP는 데스크탑/넷탑 버젼의 반 정도가 될 것이다.

첫 듀얼코어 Atom 프로세서는 단지 2개의 싱글 코어 Atom을 1개 패키지에 넣은 것에 불과 했다. Pineview 듀얼 코어는 1개 다이로 만들어져 있는데 왜냐면 두개 코어가 같은 메모리 컨트롤러를 공유 해야 하기 때문이다.

듀얼 코어 Atom "Diamondvilee"(왼쪽) vs. 듀얼 코어 Atom "Pineview"(오른쪽)

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하드웨어 H.264 디코딩은 없다. : 장수하는 Ion

내장 GMA3150 그래픽은 Intel에서 쓰인적이 없지만, 이것은 GMA3100의 45nm 버젼이다. 이것은 기술적으로 DX9 GPU로 400Mhz로 동작하지만, -이 플랫 폼에서 어떠한 게임도 평탄하게 즐길 수 없다는 것을 곧 보게 될 것이다. 이 GPU는 MPEG-2 비디오 하드웨어 가속만을 지원하며, H.264 와 VC-1은 가속하지 않는다.

최대 출력 해상도 또한 제한 되어 있다. 최대로는 디지털 연결 방법으론(HDMI/DVI) 1366*768이며, 아날로그 VGA로는 2048*1536이 가능하다. (N450에서는 1400*1050만.) 이것은 희안한 우연인데, Poulsbo 또한 1366*768의 디지털 출력 제한을 갖고 있다.

듀얼코어 아톰 Pineview이며, 왼쪽의 반은 2개의 CPU코어이며, 오른쪽 영역은 GPU+메모리 인터페이스 이다.
그러면 이제 왜 Intel이 GPU 능력을 줄여버렸는지 알아보자 : 거의 반 정도의 다이가 그래픽에 쓰이는데.

싱글코어 Atom Pineview

싱글코어 부문에서, 반이 넘는 다이 영역이 GPU/메모리 컨트롤러 이다. 32nm에서 이것은 문제가 되지 않지만, 오늘날은 아직 45nm일 뿐이다. - 우리는 중간 크기의 GPU를 보고 있을 뿐이다.

NM10 express 칩셋

Pine Trail 은 모두 내장 하였다. 메모리 컨트롤러와 GPU를 온다이 시켜 보드 메이커로 하여금 더 작고 단순하거나, 더 많은 기능을 넣어 멋진 메인보드를 만들 수 있게 하고 있다. 사실, Atom 메인보드에서 내장의 한가지 이점은 4층 PCB를 이용해 만들 수 있다는 것이다. 이전에, 데스크탑 Atom 보드들만 4층 PCB로만 제작 가능하였으나, 현재 넷북 보드도 같이 비용 절감이 가능 해진것이다.

오래된 ICH7(왼쪽) vs. 새로운 NM10(오른쪽) - 그림이 실제 크기 이며, NM10이 훨씬 작다.

메모리 컨트롤러와 GPU를 온다이 시키면서, Pine Trail의 "칩셋"은 CPU에서 나와 외장되는 한개의 칩으로 줄어들게 되었다. 이것은 NM10 Express 칩셋이라고 불리우며 이것은 새로운 Atom CPU와 2.5GB/s의 DMI 링크로 연결되게 된다.

Intel의 NM10은 8개의 USB 2.0 포트, 2개의 SATA 포트, HD오디오, 2개의 32비트 PCI 슬롯과 4개의 PCIe 레인을 지원한다. NM10은 현존하는 ICH 기술에서 파생 된 것이지만, SFF(Small Form Factor) 메인보드에 사용하기 위해 작은 패키지로 나오게 되었다.

Intel은 한가지 흥미로운 "선택적 요소"를 넣었는데, 그것은 바로 NM10 칩셋이 서드파티 HD 비디오 디코더를 연결 할 수 있게 만든 점이다.

FTC는 이런 경우를 겪지 않아 대부분의 제조사들은 Ion 같은 것으로 가는 것보다 여전히 Intel을 지원하며 Pine Trail과 Broadcom H.264 디코더를 선호할 것이다. 이것이 Intel이 고화질 비디오 가속을 원하는 사람들에 대한 양보이다. 솔직히, 나는 서드 파티 솔류션에 의존하는 것보다 네이티브하게 지원하는 것을 선호 하였었다. 추측 하기에 3세대 Atom은 이 문제를 풀 것이다.; 32nm에서 GMA4500 시리즈 코어를 내장 할 만큼 충분한 트랜지스터 공간이 나올 것인데, 이것이 마침내 Atom에 Nvidia의 Ion 칩셋과 동등하게 만들어 줄 능력을 가져다 줄 것이다...2년 뒤에는.

Ion 2에는?
Pine Trail 은 Imtel의 DMI를 사용하여 Pine view와 NM10 칩셋을 연결한다. Nvidia는 Intel의 DMI를 사용하는 칩셋을 파는 영광을 못 얻었기에, Nvidia는 NM10 칩셋을 대신하는 칩셋을 만들지 못한다.

그러나, NM10은 PIe 컨트롤러를 내장 하였다. 이것은 Nvidia의 차세대 Ion이 간단히 PCie를 통해 NM10을 연결 할 수 있게 하는 가능성을 남긴다.

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보드를 보면서

우리는 2개의 Pine Trail 보드를 얻었다. 난 듀얼코어 넷탑 버젼을 보고 있으며 Jarred는 ASUS의 EeePC 1005 PE라는 첫 Pine Trail 넷북을 보고 있따.
Intel은 첫 데스크탑 Pine Trail 보드를 보내주었다. D510MO(B)가 그것이다. 이것은 단조로워 보여 mini-ITX 설계에 1개의 32비트 PCI슬롯 (PCIe 따윈 개나 줬다.)과 작은 PCIe 소켓을 보드 상에 달았다.

이전의 데스크탑 Atom 메인보드와는 다르게, D510MO(B)는 완전히 패시브 쿨링을 표방한다. 여기에서 Intel의 Pine Trail 플랫폼에 대한 저전력 성격에 대한 이점을 과시 하는 것이다. 당신은 1개의 큰 히트 싱크가 Pine view Atom CPU를 커버 하며, 작디 작은 NM10은 바깥에 내동댕이 쳐져 있는 것을 볼 수 있다.

히트싱크와 Intel의 pine Trail

또다른 변화는 2개의 DIMM 슬롯 내장인데, Pineview가 1개의 64비트 DDR2 메모리 채널을 지원한다 해도 이것은 환영할만한 일이다. 또한 2개의 SATA 포트 또한 내장되었다.

약간 돌려 보드의 뒷면으로 가서 I/O 패널을 보면 평범하다. 4개의 USB 포트, 이더넷, PS/2 키보드/마우스, 3개의 1/8" 오디오 잭과 VGA 출력이 볼 수 있는 다다. 새 제품이라는 보드가 75 달러에 살수 있다는 것은 좋지만, Intel로 하여금 이것이 DVI나 HDMI 출력을 없앨 이유가 되었단 말인가? 업계의 시각으로, 로우엔드쪽으로도 생각 해보자.
내가 보기에 이것은 Intel에서의 장난으로 보이는데, Pine Trail의 성격을 저급 머신으로 정하고 이것을 HDTV들에 연결하지 못하게 하려는 것으로 보이며, 마침내 이것은 1080p H.264 비디오도 디코드 못하게 된다. 이런 종류는 Ion의 몫으로 두자.

Intel은 그들 고유의 외장 DC 파워 서플라이가 장착된 mini-ITX 케이스에 D510MO(B)를 넣어 쓸모 있는 완전한 시스템을 보여준다. 최근 Ion 플랫폼 만큼 매력적이진 않지만, 이것은 이들 메인보드로 어떤것을 할 수 있는지를 완벽히 보여주게 된다.

완벽히 패시브 쿨링을 이용하는 Pine Trail mini-ITX 시스템

완벽히 고전적인 데스크탑을 갖고 있거나 세번째, 네번째, 다섯번째, 혹은 파일서버 PC를 당신의 네트워크에 연결 한다면, 이들 메인보드 중 하나를 구입해서 오래되거나/남는 하드웨어를 사용하여 기능성 머신을 만들 수 있다. 이 솔류션이 지향하는 바가 이것이다. 가장 싼 Ion 메인보드들은 110달러 이상이며, 일상적인 일을 하더라도, 확실히 느리다. 만약 당신이 HTPC용으로 Pine Trail을 만든다면 실망할 것이며, 데스크탑이나 파일 서버를 만든다면 Intel을 괜찮게 볼 것이다.

4페이지

플래시 가속 따위 없다.

Adobe의 Flash 10.1 베타는 H.264 인코딩된 플래시 무비의 DXVA 가속을 가능케 하는데, 우리가 이것을 몇주 전에 썼었다. 이것은 크로스 플랫폼으로, AMD, Intel 그리고 Nvidia 하드웨어 모두에서 동작한다. - 필요한 것이라곤 H.264 하드웨어 가속을 지원하는 GPU 뿐이다. 아, 여기서 당신이 문제에 봉착한 것을 알 것이다.
하드웨어 H.264 가속이 없는, Pine Trail은 전체 화면으로 Hulu/Youtube 비디오를 고해상도에서 프레임 드랍 없이 재생이 불가능하다.
아래 표는 당신이 할 수 있는것/없는 것을 나타냈다.

Windowed Average CPU Utilization	Intel Pine Trail	NVIDIA Ion
Hulu - 360p	Perfect	Perfect
Hulu - 480p	Perfect	Perfect
Hulu - 480p - Upscaled to 720p Window	Ok	Perfect
Hulu - 480p - Upscaled to 1920 x 1200 Window	Not Watchable	Perfect

내 의견으로 이것은 Pine Trail에서의 아주 심각한 문제이다. 당신이 이 플랫폼 Blu-rays 따위는 보지 않는다고 부르짖을 수 있지만, Flash 비디오는 어디에서나 온라인으로 볼 수 있다. 720p 데스크탑 해상도 이하에서는 전체 화면으로 시청 가능하지만, 더 높은 해상도의 화면으로 보려면 Ion으로 가는 것이 나을 것이다.

여기서 Intel이 택한 위치를 볼 수 있다. - 몇몇은 75달러 플랫폼으로 1920*1200 디스플레이를 할리 없지만, 문제는 이것보다 좀 더 복잡하다. H.264 디코드 가속 없이, 플래시 비디오는 더 많은 CPU 디코딩 시간을 차지하게 된다. - 이것은 다른 일을 같이 할 때 CPU 시간을 더 많이 뺐을 수 없을 것이라는 것을 의미한다.

만약 고해상도에서 전체 화면의 플래시 비디오를 보지 않는다면, Pine Trail이 좋지만, 가장 최선책은 아니다.

http://www.anandtech.com/cpuchipsets/showdoc.aspx?i=3692&p=1

수학 상수는 컴퓨터를 이용하여 어떤 원리로 계산되는가?

2009-12-28T14:29:47+09:00

흔히 컴퓨터의 성능을 테스트 해볼 때 벤치마크 프로그램을 사용합니다. 이런 벤치마크 프로그램은 여러 종류가 있으나 슈퍼파이나, wPrime과 같이 수학 상수를 계산하는 프로그램도 있습니다. 수학 상수라 하면 여러 가지가 있겠으나, 보통 계산되는 수는 원주율(π)이나 오일러 상수 e, 그리고 루트2 정도가 있습니다.

이들 상수들은 사실 공학이나 자연계에서 그렇게 긴 자리가 필요한 것은 아니기 때문에, 사실 컴퓨터로 긴 자릿수를 계산하는 것은 뻘짓 입니다. 그러나 이런 긴 자릿수 계산은 컴퓨터의 성능을 테스트하기 가장 쉬운 방법이며 계산하는 방법에 문제가 있는지, 혹은 하드웨어에 어떤 오류가 있는지 발견 할 수 있는 좋은 방법이기도 합니다. 오늘 이 글에서는 수학 상수들이 어떤 원리로 계산되는지 알아보겠습니다. 최대한 어려운 부분은 뺐으나 고등학생 이상이 읽기를 권장합니다.

1. 원주율 계산

원주율은 고대부터 수 천년동안 인간에 의해 계산되어진 중요한 상수중 하나입니다. 사실 여기 기글에 계신 분들은 적어도 초등학교 6학년 이상은 될 터이니 원주율이 어떤 숫자인지는 다들 잘 아실 겁니다. 처음 컴퓨터로 원주율을 계산 한 것은 흔히 최초의 전자식 컴퓨터라 불려지는 ENIAC(사실 ENIAC이 최초의 전자식 컴퓨터는 아닙니다.)으로, 원주율 소수점 이하 2037자리까지 계산 하는데 70시간정도 걸렸다고 합니다. 이후 컴퓨터 성능이 좋아지고, 수학이 발전함에 따라 원주율을 계산하는데 더 효율적인 식들과 방법들이 발견되면서, 계산시간이 극적으로 단축되었습니다.

우선 원주율은 어떤 방법으로 계산할까요? 원을 하나 그려가지고 지름 길이를 구한다음 원의 넓이를 나누는 원주율의 정의를 그대로 이용할까요? 그렇지 않습니다. 현실적으로 완전한 원은 없기 때문에 이런 방법을 이용하면 정확한 원주율 값을 구하기가 어렵습니다. 실제로 고대의 사람들은 이런 방법으로 원주율을 구했지만 아르키메데스가 겨우 소수점 이하 2자리까지 정확히 값을 구했을 뿐입니다. 그러나 17세기 이후 미적분이 발견되고 나서 상황이 바뀌었는데 바로 무한급수를 이용하여 계산하는 것입니다.

무한급수는 말 그대로 무한히 급수가 진행 되는 것입니다. 급수라는 것은 항과 항 사이에 덧셈 관계로 나타내진 수로써 다음과 같은 것들은 모두 무한급수입니다.

원주율에 관한 무한급수 식은 역 삼각함수를 미적분을 이용하면 쉽게 유도 할 수가 있는데 그리하여 발견된 원주율 무한급수 식은 엄청나게 많았습니다. ENIAC에서 원주율을 계산하던 때만 해도 이런 형태의 식을 사용했었습니다. 이들 공식은 항을 많이 더하면 더할수록 원주율 값에 일정한 속도로, 즉 값이 선형으로 수렴합니다. 다음 공식은 ENIAC에서 사용된 마친의 공식(Machin's formula)으로 역 탄젠트 함수를 이용한 급수입니다. 프로그래밍 하기 간단하여 컴퓨터 초창기에 계산용으로 많이 사용되었습니다.

저 식에 대입해서 계산한 다음 4배하면 정말로 원주율 값이 튀어나옵니다. 4arctan(1/5)는 하나의 항을 계산할 때 마다 1.3979자리씩 수렴하고, arctan(1/239)는 하나의 항을 계산할 때 마다 4.7558자리씩 수렴합니다. 현대의 공식에 비하면 그다지 빠른 공식이라고는 할 수 없습니다.

시간이 흐르고 1970년대 쯤 되어 타원적분을 활용한 원주율 계산 공식이 나왔는데, 이는 슈퍼파이에 사용된 Gauss-Legendre 알고리즘입니다. 실제로 가우스와 르장드르가 만든 공식은 아니고 이 수학자들의 연구 결과를 토대로 만든 공식인데 원리를 보면 다음과 같습니다.

1. 우선 초기값을 다음과 같이 줍니다.

2. 다음과 같은 계산을 반복합니다.

3. 적당히 반복 한 후에 원주율은 다음 식으로 구합니다.

이 공식의 특징은 한번 계산 할 때 마다, 이전에 비해 정확한 자릿수가 2배가 된다는 것입니다. 앞에서 본 무한급수들은 모두 일정한 속도로 가까워 졌지만 이것은 2배씩 가까워지므로 매우 적은 반복 횟수로 긴 자릿수의 원주율을 쉽게 구할 수가 있습니다. 이를 어려운 말로 2차 수렴(2nd-order convergence)이라 하는데, 슈퍼파이가 1M자리를 계산할 때 단 19번만 루프를 도는 것은 바로 그 때문입니다.

하지만 최근에 와서는 이 공식을 잘 이용하지 않습니다. 각 항의 연계가 심해서 멀티스레드화 하기도 쉽지 않고 가장 빠른 공식도 아니기 때문입니다. 현재 원주율을 계산하는데 이용되는 가장 빠른 공식은 러시아 수학자 형제인 Chudnovsky 형제가 1987년도에 만든 공식으로써 대략 한 개의 항을 계산 할 때 마다 14.181647자리를 계산할 수 있습니다.

하지만 이 공식도 앞에 보았던 무한급수들에 비해서 꼴이 좀 복잡해졌다 뿐이지 선형수렴을 하는데 어찌하여 Gauss-Legendre 공식보다 더 빨리 계산될 수 있는 것일까요. 우선 공식 자체도 항 자체가 독립적이기 때문에 멀티스레드화 하기 편하고, 이분 재귀 연산법(Binary splitting method)을 사용하면 계산량 자체도 줄어드는데다 급수 식을 정수의 팩토리얼과 곱셈 형태로 바꿀 수 있으므로 나눗셈 연산을 거의 할 필요가 없는데다가(나눗셈은 곱셈에 비해 매우 느립니다.) 재귀 호출로 작업을 쪼갤 수 있어서 속도가 극적으로 빨라지게 됩니다. 여담이지만 DJ PI 2.0의 멀티스레드 계산은 저 공식을 이용한 것입니다. 이 공식은 최근에 나온 대부분의 원주율 계산 프로그램이나 mathematica와 같은 프로그램에서도 사용됩니다.

2. e의 계산

e는 자연로그에서 밑으로, 그리고 미적분에서 자주 쓰이는 수학 상수입니다. e는 원주율에 비하면 매우 계산하기 쉬운 상수입니다. e는 정의를 이용하는 것 보다는 매클로린급수로 유도한 이 급수를 이용하여 x=1 을 만들어 놓고 계산을 합니다.

이 식은 발견 된지는 꽤 오래됐지만, 수렴하는 속도가 매우 빨라서 현재도 잘 사용되는 공식입니다. 하지만 이 공식도 그냥 계산하는 것 보다는 앞에서 언급한 이분 재귀 연산법을 이용하면 더 빠르게 계산할 수 있습니다. e는 비교적 쉬운 계산 공식과 빠른 수렴속도 때문에 사람들이 그다지 많이 도전하는 것 같지는 않습니다.

3. 제곱근의 계산

제곱근의 경우에는 앞에서 본 것과는 좀 다릅니다. 그래도 원주율에 비해서 수렴 속도도 빠르고 그 공식자체는 매우 간단합니다. 제곱근은 그 값을 계산할 만한 적당한 급수 식(제곱근의 급수 식은 수렴이 너무 느립니다.)이 없기 때문에, 빠른 계산을 위해서 주로 뉴턴-랩슨 법을 이용합니다. wPrime 역시 이 방법을 사용합니다.

뉴턴-랩슨 법은 쉽게 말하자면 방정식의 근을 미분을 이용해 구하는 것입니다. 미분을 하여 구한 접선이 점점 근에 가까워지는 원리를 이용하는데, 예를 들어서 루트2를 구하기 위해서는 f(x)=x^2-2=0의 근을 뉴턴-랩슨 법을 이용하여 구하면 됩니다. 뉴턴-랩슨 법은 제곱근 뿐 아니라 고차방정식의 해를 구하는데도 잘 사용됩니다.

다음과 같은 함수가 있을 경우, 접선이 x축과 만나는 xn+1에 수선을 긋고 또 접선을 긋고 하는 식으로 함수의 근에 접근하는데

이것을 공식으로 풀이해 보자면, 다음과 같습니다.

뭐 f(xn)자리에 루트2를 계산하고 싶다면 x^2-2를 집어넣으면 됩니다. 귀찮으니까 미리 정리해놓은 점화식을 봅시다.

다음 식은 a를 대입하면 루트a를 계산하는 점화식입니다.

뉴턴-랩슨 법의 특징이라 한다면 점화식 하나로 값을 구할 수 있으므로, 계산 속도가 빠르다는 것입니다. 그리고 Gauss-Legendre 공식처럼 2차 수렴의 특징 또한 갖습니다. 따라서 항을 하나 계산할 때마다 정확한 자리는 두배씩 늘어납니다.

그럼 실제로 계산이 되는지 한번 비교 해 봅시다. a에 2를 집어넣고 x0 = 1을 넣고 계산 해 보면 (초기값은 아무것이나 해도 상관없습니다.)

x0 = 1

x1 = 1.5

x2 = 1.4166666666666666666666666666667

x3 = 1.4142156862745098039215686274509

x4 = 1.4142135623746899106262955788902

x5 = 1.4142135623730950488016896235025

x6 = 1.4142135623730950488016887242097

실제 루트 2 = 1.4142135623730950488016887242097....

반복을 6번 밖에 안했는데 실값에 무려 31자리나 가까워졌습니다.

4. 부동 소수점 수의 한계와 계산을 위한 다른 방법

컴퓨터가 이들 상수를 계산하기 위해서는 적법한 데이터 형이 필요합니다. 흔히 컴퓨터에서 사용하는 부동 소수점 수 형식은 IEEE754로 double형의 경우 그 사이즈가 8바이트입니다. 하지만 이 Double형 하나로 100만자리씩 값을 구할수는 없습니다.

컴퓨터는 소수점 이하 수도 이진법으로 표현합니다. 정수 부분은 사실 어떤 진법으로 표현하더라도 정밀도의 문제가 없으나, 소수점 이하의 수를 표현하게 될 경우 진법간의 차이가 생깁니다. 예를 들자면 십진 소수 0.1은 이진수에서는 무한소수가 되어버립니다.

double형의 경우 유효숫자부가 53bit로, 결론적으로 정확하게 표현될 수 있는 자리는 1.11022e-16까지이므로 대략 소수점 이하 15자리까지 입니다. 이정도 정밀도로는 100만자리는 꿈도 꿀 수 없습니다.

따라서 새로운 자료구조를 정의 해야 합니다. 문제는 덧셈 뺄셈은 쉬울것 같지만 곱셈 나눗셈은 그렇지 않다는 것입니다.

곱셈 나눗셈은 초등학교에서 배운 방법대로 정의할 경우 시간복잡도가 커서, 계산속도에 지대한 영향을 끼치게 됩니다. 따라서 곱셈은 고속 푸리에변환을 이용하여 계산하고, 나눗셈은 뉴턴-랩슨법을 이용하여 역수를 구하는 방법을 이용하면 속도를 빠르게 할 수 있습니다.

문제는 고속 푸리에변환을 하는 프로그램을 구현하는게 공대 수학을 배우지 않은 일반인에게는 만만치 않습니다. 따라서 잘 짜여진 라이브러리를 이용하는데, GMP(Gnu Multi-Precision Library)가 그 대표적인 라이브러리 중 하나입니다. 이 라이브러리는 mathematica와 같은 프로그램에서도 활용 되었으며 또 여담이지만 DJ PI v2.0에서도 사용되었습니다.

RV770 이야기 : ATI의 성공으로 가는 길 1/2

2009-12-27T09:58:05+09:00

라데온 HD4000 series 막간 기념 되돌아보는 기사.

읽기 앞서 : 01.index 파트는 뺐습니다. 2008년 11월 기사인데 유념하세요. Bit-Tech 의 RV770 분석을 합쳐서 올리려 했지만 분석에 대한 번역은 이전에도 올라왔던 것 같아 안했습니다. 결국 2005년 부터 개발과정에 대한 이야기가 중점입니다.

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전 세계에 울려퍼진 한방의 서막

이 모든건 2001년으로 돌아간 ATI, 자부심 강한 그 때 당시의 R300 GPU(라데온9700Pro)를 연구하고 있던 때에 시작되었다. 절대로 잊을 수 없는 R300의 그 시절로 돌아가보자. 엔비디아는 꾸준히 이익을 냈고 ATI는 아무것도 얻지 못한 채 왕좌를 뺏앗긴 적이 있다. 기존 라데온은 매우 대단했지만 눈물나는 드라이버 문제가 있었고 엔비디아는 '실 성능이 아닌 이점'을 충실한 서비스로 제공했다. 라데온8500은 모든면에서 영 아니다 싶었는데 엔비다의 지포스4에 타격을 주지도 못했으며, Ti4200은 메인스트림 시장에서, Ti4600은 하이엔드에서 왕좌로 군림하게 되었다.

ATI가 오리지널 라데온과 라데온8500으로 한방 먹일 이야기를 할 때, 회사 내부에서도 시장에서 승리하기위해 결단을 내렸었는데- 이것은 영광스러운 승리를 얻게되었다. ATI가 가장 빠른 GPU를 만들 수 있었다면 브랜드 가치의 인정과 충성을 얻을 수 있고 하이엔드GPU 뿐만 아니라 싼값의 저가제품 역시 팔려야한다. GPU는 하이엔드를 필두로 6~12개월 이내 저가 시장 구획에 파생상품을 볼 수 있었다. 한가지 중요한 테이크어웨이로 시장에서 하이엔드는 $399 였다는 것을 잊지 말아야한다.

ATI가 엔비디아를 한방 먹이기 위해 가장 빠른 GPU를 만들어 낼 것이란 ATI의 생각은 모두 같았는데 라데온8500의 후임은 커다란 GPU가 되었다. 라데온8500은 0.15m 공정 프로세서이고 60M 트랜지스터가 들어있는데 R300은 같은 공정에 110M 트랜지스터가 될 것이었고 이는 미세화작업(die shrink) 없이 8500의 두 배에 근접하는 수치이다.

지포스4는 단지 63M 트랜지스터 칩일 뿐이었고 더욱이 엔비디아는 감히 150nm 노드에서 더 크게 만들 순 없었다.

우리가 아는 모든 이야기를 여기에 털어놓을 것이다. R300은 드디어 라데온9700Pro로 명명되었고 지포스4를 걸레짝으로 만들어버렸다. 인텔이 AMD를 콘로로 발라버렸던 것 처럼, ATI는 2002년 R300으로 이룩해냈다.

R300의 성공은 엔비디아를 한 방 먹이려는 단결된 ATI의 전략이었는데, 이는 칩 사이즈를 늘려버리잔 이야길 실행했던 것을 말한다. 각각 그 이후의 GPU는 하이엔드에서 더 커지고 빨라졌다. GPU 전쟁이 시작된 것이다.

전략 재검토, 2005년 RV770을 만들다.

성공 자체보단 무엇이 성공으로 이끌었는가를 더 중요히 여기야 한다는 것을 기억해야 한다. 2005년 즈음 ATI는 제2의 R300을 기획한다. R300의 성공적인 결과는 ATI가 GPU를 만드는 방법과 무엇이 올바른 결정인지 재검토한다. 이 때, ATI가 가능한 가장 큰 칩을 만들려는 쪽으로 작업하기 위한 사리판단이 맞았는데, 모든 가격점에서 더 경쟁력 있는 제품으로 하이엔드와 개량버전은 승리했다. R300의 계속된 성공을 언급할만한 가치가 엔비디아가 지포스FX에서 당당하게 말아먹은 것은 당연한 사실, 이것은 퍼펙트 스톰과 ATI 자본화(수익평가)였다. ATI가 가장 큰 칩을 제작했었고 엔비디아는 다가올 얼마간의 시간동안 진실되지 못한 대답을 했다.

터무니없는 수준까지 팬티엄4의 클럭에 열을 올리려 노력하느라 인텔이 거대한 벽에 들이받던 때 역시, ATI는 GPU가 이미 부담이 갈 정도로 커졌다는 걸 알아차렸다. 이들이 커다란 GPU를 만들 때 디자인 순환기는 길어져만 가고, 다이 사이즈는 점점 커지고 재정적으로 납득하기 어려울 정도가 되었다.

구조적 교정이나 수율이(두가지 기술을 짧은시간 내에 설명할 수 있다) 대강 30% 이상 내지 않는 한 ATI는 매우 커다란 GPU로 단정지어졌다. 저것이 뜻하는 바는 모든 100개 GPU 를 싱글 웨이퍼에서 생산하는데, 단지 30%만이 제대로된 기능을 할 것이고 판매가 가능하다. 그들의 복합 서킷 제조는 두드러지게 비싸며, 그들의 Fab공장은 제작과 대부분의 웨이퍼는 비지니스 경영에서 좋지 않은 방법으로 소비되는데 쉽사리 20~30억달러를 날려버린다.

고맙게도 그들은 더러운 30% 수율을 90% 위로 향상시켰다. 첫번째는 처리방식을 대부분 알듯이 수정시켜버렸다. 이 수정 아이디어는 단순하다. 만들어진 잉여는 디자인 속에 있다. 예를들어 10 쉐이더 프로세서 유닛이 있다고 치자, 실제로는 11 개를 만들어 놓고 살아남은 프로세서중 어떤 것 중 결함 있는 하나를 스페어로 남겨놓고 사용한다. 이와 같은 기술은 종종 온다이 메모리에서 사용하는데 캐시의 한 부분 속 결함이 완전한 칩을 쓸모없게 만들지 않도록 하기 위해 부가적인 셀 속에 포함시킨다. 그것을 여기에도 써먹었는데, 이러한 수정방법으로 제작했다고 하면 다이가 이러한 모험를 안고 있는 채로 실행될 때 다이가 좀 늘어나긴 해도 추가적인 성능 이익을 제공할 수 있다. 이렇게 완전한 교정으로 제작하지 않았다면 수율고통을 겪을 것이다.

수확법은 제법 알려진 방법이다. 웨이퍼 내 다이의 일부분만 완벽히 작동한다 생각할지도 모르겠는데, 그보단 제대로 작동하지 않는 하나를 버리고(기능을 꺼버리고) 로우엔드 시장에 내다 파는 것이다. 예를들어 당신의 목표는 10sp 제품이라 하자. 그러나 10개 모두 작동하는 제품의 수율은 고작 30%이며, 50%는 8개만 작동한다고 치자면? 단순하게 30% 만 건졌다고 생각하지 말아라. 이는 10sp, 8sp 모델 두개를 한 번에 얻는 것이다. 이 방법은 웨이퍼의 70%를 버리지 않고, 그 중 50%를 재활용하는 것이며, 남은 20% 가지고 8sp 보다 낮은 세번 째 제품을 만들게 되면 수율은 결국 100%에 다다를 수 있다.

수율을 향상시키는데 결국 무엇이 문제인가? 결과품만 생각하고 제품을 만들면 재정에 타격을 준다는 것이다. 위의 예시(Harvesting)로 같은 다이에 두개의 구성을 가지게 하면, 결국 당신의 8sp 다이가 10sp 보다 쉽게 만들 수 있다는 점에서 수율은 향상되며, 저가시장을 위한 시장수요를 채우게 되어 기능이 감소된 제품이라도 팔리게 된다.

가장 최근의 엔비디아의 GT200 이 이런 경우다. 지포스 GTX260은 192sp 일 뿐, GTX280 와 같은 웨이퍼에서 나온 것이다. 수율 상승으로 엔비디아는 지포스 GTX260 216sp 를 내놓았다. 엔비디아가 GT200 쉐이더 프로세서에 따로 손을 덴 것은 아니고, GT200 다이에서 나온 240sp 와 다를 바 없는 것이라, 어쨌든 간에 엔비디아의 수확법에 의하여 나온 것이다. 결과적으로 240sp 전부 작동하면 GTX280, 일부 문제가 있으면 GTX260 192sp 혹은 216sp 로 명칭을 매긴 것이다.

이것은 RV770XT와 RV770PRO가 클럭스피드와 소비전력만 다르고 같은 SP 를 갖는 것과 분명히 대비되는 점이다. 다이만 보자면, ATI는 엔비디아와 같은 방법인, 수율 상승으로 보류시켰던 칩의 기능감소 버전을 팔지 않았다.

제조사가 수확법에 의지하든 안하든 엔드유저에겐 별로 상관없는 이야기다. 이 경우, 지포스 GTX260 216SP 는 AMD가 라데온 HD4870 으로 하던 것과 비교하여 가치적 차이를 좁히는 것으로 엔드유저에게 실익을 주었다. 이는 엔비디아의 재정상에 있어 좋지 못한 행동이고, 수확법에 장기간 의지하는 것은 손해를 끼치게 될 것인데, GT200 같은 상황에서 엔비디아는 좋지 않은 상황을 55nm 리버전 제품으로 타개할 것이다.

ATI는 과한 수선(혹은 재활용)과 수확법을 통한 수율 상승을 꾀하여 GPU를 제조하고 싶어하지 않는다. 그리고 인증하 듯, 이러한 GPU 제조형태는 더이상 소비자의 관심을 끄는데 최고가 아니다.

쪽(부가) 설명 : GPU 건조

갑작스럽게 삼천포로 빠지는 소리를 하는 것 같지만 어떤 관점에선 붙여넣을 가치가 있다고 보기 때문이다. ATI의 RV770 디자인은 2005년 부터 3년 간의 결실이다. 제조가능한 마지막 제품을 선적하려 테이프아웃을 끊기 위해 소비한 시간으로, 1 - 1.5 년은 디자인, 나머지는 아키텍처를 짜는데 쓰였다.

산타 클라라에서 만난 팀은 2012년에 나올 디자인에 대해 말했는데, 이녀석은 대략 4 TFLOPS 성능으로, RV770의 4배 쯤 되지않나, 라는 이야기를 나눴다.

오늘 확인된 것은 그들의 제품이 매우 인상적일 것이고, 어떤 점에선 큰판의 맞추기 게임(guessing game) 같긴 한데, ATI는 엔비디아가 2012년 가지게 될 것을 모르고 엔비디아 역시 ATI 가 무엇을 만들어낼지 모른다. 각 제조사는 단순하게도 소비자에게 최고를 선물하기 위해 노력할 것이고 그들이 성능, 가격, 소비전력을 가장 좋은 쪽으로 조합할 수 있도록 희망한다는 것이다.

카를과 RV770 에 대해 연구한 수리 가능한(repairability) 수치에 대해 3주간 매일 아침 3시간씩 토론했다. 그 이야기에 대한 작은 부분을 살짝 전해보자면, RV770의 여분(redundant) 체계를 조직하는 것은 ATI가 심각하게 제한적인 다이에서 작업하는 것 이후 큰 문제이기 때문에, 단순히 칩을 크게 만드는 것은 옵션으로 둘 수 없다.

대중들을 위한 GPU 제조.

AMD는 현재 이 그래프를 Financial Analyst Day 에서 올렸다.

데스크톱 CPU 시장의 퍼포먼스급 부분은 단지 7% 에 그쳤는데 반해 이것이 과할 정도로 총수익의 커다란 부분을 차지하게 되더라도, 막상 이것이 가장 큰 부분은 아닌데다 시장에서 가장 커다란 수익을 만들어내는 것 또한 아니다. 가장 큰 시장은 메인스트림급 부분일 것이다.

ATI는 2005년에 이와 같은 것을 크게 깨달았다. 하이엔드 GPU는 매우 비싼데, R300 이 $399 끝물이고, 다음 해 우리는 $499 GPU를 보고, $599 을 보고, 끝내 $600 위로 치솟는 것을 보게되었다. 점점 높아지는 가격은 다이 사이즈와 수확법 같은 기술덕 뿐이고, 커다란 GPU고 뭐고 관계없이 수익을 보호하기 위한 것이다.

$399 R300 은 메인스트림 가격점에 충분히 가깝다. ATI는 다른 시장에 착수한 뒤에 범위를 축소할 수 있다. 그러나 요즘 하이엔드 GPU 도입과 이것의 메인스트림 리버전 사이 시간은 6~9 개월의 갭이 있다. 우리는 아직 GT200 아키텍처의 메인스트림급 파생품을 가지고 있지 않고, 9개월이 지나도 마찬가지일 것이다. $600 런칭된 GTX280, 9개월 후 이것으로 부터 파생될 제품은 ATI의 눈을 거슬리게 할 것이다.

위의 일은 초점을 다시 맞추게 하였다. 하이엔드를 재단하는 대신, ATI는 $200~300 선에서 최고가 될 제품을 만들고 싶어했다.우선 성공적으로 일궈내려 전략을 바꾸어 어떻게든 엔비디아가 따라할 수 없도록 하고자 한다. 엔비디아가 이렇게 할 가능성은?

내기, NVIDIA 에 걸어야하나

2005년 봄 ATI는 시장에 130nm R480(X850 시리즈)를 내놓았는데, 또 다른 130nm 칩인 R420(X800 시리즈) 를 약간 개선시킨 것이다. R420 으로부터 R480 의 변화는 이것이 엔비디아가 ATI의 행보를 예측하기 위해 지켜보려는 경향 같은 것이기(과 관련있기) 때문에 중요하다.

ATI는 아직 R520(X1800)로 처리하는 것을 통해 작업하려 하지만, 이 부분이 지연되고 있다는 것을 기억하는게 좋을 것이다. 그 딜레이의 원인은 ATI는 개별적(특수한) IP 단편화 칩 문제를 갖고 있었기 때문이다. R520의 지연사태는 파이프라인의 모든것에 영향을 받게 되는 파급이 원인인데, 게다가 R600 을 포함하여 이것자체는 다른 이유로 지연되고 있다.

ATI가 R520을 세부적으로 봤을 때 이것은 큰 칩이고 본전치기도 힘들 것이라 판단하였고, 그래서 ATI가 R520을 갑작스럽게 아키텍처를 변경하여 R580을 만들었다(1:1:1:1 비율(동기)을 깨버렸다).

R520은 ALU : 텍스쳐 유닛 : 컬러 유닛 : z 유닛이 1:1:1:1 비율 이었지만, R580 에서는 이 관계들을 3:1:1:1 로 바꿔버렸다. 텍스처/메모리 성능을 늘리지 않은 채로 산술 성능을 늘려버린 것이다. ATI는 어플리케이션에서 섀이딩의 복잡함이 늘어났지만 필요대역폭은 그렇지 않다는 것에 주목했고, 아키텍처적 변경을 증명(정당화)했다.

R520 에서 R580 으로 변화될 것 다른 이도 아닌 엔비디아가 예상했었다. X1800의 경쟁력이 전혀 없었으나(부분적으로 지연되었기 때문도 있지만 G70이 얼마나 잘했냐가 더 크기에), 라데온 X1900은 ATI를 위로 올려놨다. 이것은 엔비디아가 긴장탈 정도로 예상치 못한 행동이다. ATI가 변화 했을 때 우위를 점하던 엔비디아는 그렇게 하지 않았다.

ATI 내부에서, 카를은 내기를 걸었다. 그는 엔비디아가 R580을 과소평가했다 에 걸었는데, 이는 ATI가 R480 으로 삽을 푼 것을 생각하여 R580 역시 그런 식으로 될 것이라 예상한다고 봤기 때문이다. 또한 그는 엔비디아가 R580 때문에 놀라게 될 것이고 G70 을 이어 커다란 칩이 될 것이며, 엔비디아가 또 지는걸 원할리 없으니 G80은 괴물이 될 것이란데 걸었다.

ATI는 R520이 2005년 초여름에 등장하길 바랬는데 이는 거의 반년이나 늦어 10월에 이루어졌고 내가 앞서 언급했을 때, 이것은 전체 업적(Whole stack)을 지연시켰다. 이 부정적인(혹 쓸모없는) 파급 효과는 R600 패밀리 속속들이 모든 방향으로 영향을 미쳤다.

수년동안의 ATI와 엔비디아 GPU 다이 사이즈를 비교하여 일정한 비율로 정렬해보자. 빨간색은 ATI, 녹색은 엔비디아다.

ATI는 당시 R600 계획중에 있었고 알듯이 요녀석은 커지게 되었다. 이것은 18mm x 18mm 로 시작되어, 19, 20 으로 점점 늘어났다. 엔지니어가 카를에게 말하길 "그들의 칩이 이것보다 큰가요?". "당연! 크기로 절대 지지않지. R580 이후 그들은 계속 진 적이 없어.". 어느쪽이든 G80의 크기와 파워는 ATI가 R580에서 얻어낸 레알 좋은 결론을 바로 적용하고 있는데, 우리는 ATI의 입장을 알지만서도 막상 엔비디아는 ATI와는 관련없는 디자인이라 주장할 것이라 보는데, 문제가 되는건 카를의 예상이 적중했다는 것이다. G70 이후 다음 세대는 커다란 칩이 될 것이다.

ATI가 이 부분에 대응한다면, 엔비디아의 G80(지포스8800GTX)을 위해 이후 ATI가 자신의 재앙을 떠안게 되는 것이다. G80이 좋을 뿐만 아니라 R600은 늦게 출시되까지 한다. 그것두 매우 늦게. R520의 영향이 여전히 남아있고, R600의 통해 AA를 걸 때 매우 심각한 문제가 발생하기 때문에 경쟁력을 잃게 된 것이다. G80이 매우 좋은 데다, AA 문제를 해결하지 않은 R600으로 오랜시간 경쟁해야했다. ATI는 영광을 잃었으며, ATI의 가장큰 칩은 엔비디아의 커다란 칩과의 경쟁할 수 없고 그 다음 해 ATI의 수익과 시장점유율에서 고통을 겪었다. 그 일들을 겪는동안, 카를은 여전히 적절한 조취를 취했던 RV770 으로 모두를 납득시키려 했는데, ATI가 승리의 후광으로부터 고통을 겪은 것 처럼 그것이 승리의 후광은 문제가 아니었다. 그는 당시에 정신나간 소리를 했던 것 같은데...

카를과 팀원들이 RV770 스펙에 대해 칩 사이즈는 (이전과) 유사하나마 좋을 것이고, 뿐만 아니라 더욱 경쟁력 있을 것으로 예고 했는데, 이는 엔비디아는 여전히 G80 이후 울궈먹기만 하고있기 때문이다. 카를은 G80이 커진 것처럼 이를 따라갈 것이나 엔비디아는 칩에 더 많은 금액을 지불해야하기 때문에 RV770이 유리할 것이라 믿고있다.

역자 주 : G80을 울궈먹는다, 도 있지만 65nm 이기 때문이다. 이기도 합니다.

카를과 ATI 잔당들은 그들의 생활에 놀랄 수 밖에 없었다.

If it Ain’t Broke...

현상유지는 위험한 것이다. 2005년 ATI와 엔비디아는 둘다 포뮬러에 앉았는지 세상에서 가장 빠른 GPU를 제조했고(견고한 드라이버도 제공했고), 당신은 시장에 승리했을 것이었다. 이러한 점에서 ATI는 계속 이런 방식으로 GPU를 제조하는 것을 지원해온 것에 대해 회사에 속해 있는 몇 몇은 이것이 변화를 위한 시간이라 믿고 있있다.

ATI와 엔비디아는 다른 위험을 여러가지 말했다. 엔비디아는 새 공정으로 아마도 GT200을 오래되고 익숙하고, 큰 다이 때문에 부담가는 기존 공정을 탈피해야한다. ATI는 엔비디아가 할 수 없던 선택을 하여, 새 공정으로 빠르게 전환해서 더 작은 다이의 GPU를 만들게 도와야한다.

이것은 단지 경쟁사 모두 커다란 GPU란 문제에 빠져있다는 것인데, ATI는 이 문제들을 반 정도 처리했다. 실제 경쟁 없이도 원하는대로 될 것이다. 질문이 하나 왔는데 '이거 작동 할 수 있겠어요?'

오늘, 간단하게 돌아본 채 "당연." 이라 말했다. 그러나 이건 2005년이고 RV770의 첫번째 설계도 라는 것을 생각해야한다. 뭐 이러한 일들이 가장 큰 GPU를 만드는걸 지원하는 사람들이 테이블을 끼고 둥글게 앉아있다고 생각하면 된다. 여기서 엔비디아에게 왕관을 주어, 그들에게 영광스런 제품을 갖게 하면, ATI는 $200~300 가격대 시장에서 경쟁하게 될 것이다. Yeah, right.

뒤이어 나온 토론으로 ATI가 미래 그래픽 비지니스의 이해관계에서 절대적으로 빠른 GPU를 만들지 않는다면? 아니 오히려 저가 시장 영역을 타겟(메인스트림 이하)으로 한 GPU를 포기하라는 의견이 더 위험할 것이다.

ATI는 그래픽 마켓을 다섯가지로 구분했다. 엔더시아스트, 퍼포먼스, 밸런스, 메인스트림, 밸류. 2005년 봄, ATI는 엔더시아스트가 아닌 퍼포먼스 버전 출시를 결심한다.지포스 GTX280의 $599 MSRP(소비자 권장가격) 보다 라데온 HD4870의 $299 MSRP에 가까운 $399 로 출시한 R300은 2002년 이후 퍼포먼스 영역에서 다른 것들과 경쟁하였다고 말할 수 있을 것이다. ATI는 전략의 변화로서 R300이 다이 사이즈와 관계없이 성능에 중점을 두었다. RV770은 명확한 파워와 다이 사이즈를 갖고 있어 이를 속이는 것은 힘들다.

오늘 우리가 허가를 받았던 그곳에는 RV770 관련된 ATI 관련자들이 꽤 있었다. ATI의 릭 버그먼(Rick Bergman ;베르히만)은 만약 이것이 작동하지 않는다면, 비난받았을 것이기 때문에 기꺼이 자기 자신과 직업을 걸었다. 카를은 릭 버그먼과 다른 이들이 테이블에서 RV770 대한 토론를 했을 때 이야기를 생각했다. 릭이 매트 스키너(Matt Skynner ; AMD 그래픽스 부사장)를 보며 '정말 할 수 있다고 생각한는가, RV770을 NVIDA GPU보다 작게 만들 수 있으며 여전히 성공적이다, 이것은 퍼포먼스 영역에서 영광을 만들어 낼 수 있을 것인가, 라고 질문했었다. 매트는 곰곰히 질문에 대해 생각하는 것 같더니 릭을 보며 이렇게 말했다. "우린 할 수 있다고 생각합니다.". 카를은 스키너의 지원과 릭 버그먼이 "프로젝트는 이것을 결국 하는 만큼 그렇게 완성된다는 말을 잊지 않았기에 ATI가 망조의 길을 피할 수 있었다고 느꼈었다.

그러나 이것은 장미빛에서 멀어져만 가는지, 거기에는 유능한(혹은 눈치빠른) 엔지니어들이 있었는데, 이들은 R300과 R580 같은 것 관계에 전략적 의견 차이가 있었다. 이들은 좀 전에 ATI가 GT200과 진실된 경쟁제품을 만들지 않고 싸움을 끝낼 것이라 말했었다. 그리고 카를이 했던 '아마 끝낼 수 있을 것이다.' 말과 같은 사람들인데, 무조건 적당한 움직임이다. 이것은 마치 정치적 열성(passion of politics) 같았는데, 양쪽 모두 서로 맞다고 믿지만, 그러나 궁극적으로 오직 하나만 선택할(가능할, 그렇게 될) 것이며 양 쪽 모두 한 지붕 아래 살아야 할 필요가 있다.

출저 : http://www.anandtech.com/showdoc.aspx?i=3469&p=1

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오랜만에 번역에 손 대다 보니 꽤나 오역이 있을 걸로 생각됩니다. 혹은 뉘앙스 차이라던가... 그러니 '대강 그런가보다.' 정도로 보시는게 차라리 날지도 모르겠습니다.

며칠 내로 2/2 가 올라갈 것인데, 그렇게되면 아마 1/2 까지 통합하면서(이 글은 삭제하고) 오역을 수정해서 올리겠습니다.

ps. 파트를 두개로 나누다보니 조금 짧지만 그렇다고 뉴스리포트는 아닌 데다 르포나 인터뷰에 가까운 기사라 -_-; 여기에 올립니다.

[분석] C9를 하면 내 그래픽카드가 망가진다고?

2009-11-03T12:56:04+09:00

▲ 이번 이슈에서 문제가 되고 있는 모델인 지포스 8800GTS

그래픽카드 코어가 타버리는 현상을 그동안 유저의 시스템 관리상 책임으로 간주해왔으나 한달 전, 모 하드웨어 커뮤니티 게시판에 C9로 인해 지포스 8800GTS가 타버렸다는 제보가 올라왔다. 이 문제는 곧 주변 커뮤니티 사이트로 불거지게되었고 고작 게임 하나로 그래픽카드를 태우게 할 수 있는지에 진위 여부에 대한 논쟁의 열기가 뜨거웠다. 많은 주장이 팽팽히 맞서다 뒤이어 지포스 8800GTS뿐만 아니라 다른 기종들에서도 문제가 발생했다는 보고가 올라오기까지 했다.

심지어, 실제로 한 PC방에서는 C9로 인해 수십여대의 PC에 장착된 그래픽카드들을 교환받아야 하는 사례가 나타나면서 각 PC방들 사이에서 "C9플레이 금지" 라는 내용을 입구에 도배할 정도로 대부분 C9를 기피하는 분위기로 번져있다.

하지만 앱솔루트코리아와 렉스텍, 이엠텍과 유니텍으로 대표 그래픽카드 유통사 4사를 대상으로 한달 전부터 접수된 A/S건을 조회한 결과, 글쓴이가 언급했던 커뮤니티 유저를 제외하곤 단 한 건도 C9와 관련된 접수된 사례가 없다고 한다. 주변에서 들리는 얘기로는 최근에 C9와 관련된 문제로 접수된 적이 있었다고 하는데 이 부분에서도 몇가지 의혹을 남기고 있다.

실제로 C9를 플레이함으로써 그래픽카드에 문제가 생긴 것인지, 아니면 접수받을 때 C9와 관련된 얘기를 꺼내지 않고서 A/S를 받은 것인지, 혹은 게임 제작사인 NHN게임스 - 클리우드 나인 스튜디오측에서 이 문제를 알고 있으면서도 유포하지 말아달라는 얘기를 넣은 것인지 등의 여러 추측이 가능하다는 것이다. 이 논란을 풀어헤치기 위해 글쓴이는 문제가 제기된 모델인 지포스 8800GTS를 직접 공수해 C9와 다른 벤치마크 프로그램으로 GPU에 스트레스 테스트를 가해봤다.

▲ 테스트 환경 중, 세번째 상황. 후면 쿨링팬을 끄고 드라이기를 PCI에어홀로 향하게 했다.

테스트 환경은 세 가지 시나리오로 잡아봤다. 관리가 잘 되어있는 일반적인 시스템과 먼지로 인해 배기가 제대로 되지 않을 상황을 가정한 후면팬의 동작전원을 끈 상태, 그리고 두번째 상황과 더불어 근처에 헤어드라이기등 전열기구를 60-70cm 거리에서 Low 모드로 동작 시킨 후 일정 시간 동안 특정 온도로 유지되길 기다리는 것이 마지막이다. 방법은 각 시나리오마다 각각 30분씩 벤치마크 프로그램과 C9를 구동해 GPU의 온도 변화와 사용률을 살펴보는 것.

▲ 테스트 시스템 사양

먼저, C9를 실행하기 전에 퍼마크의 익스트림 버닝 테스트와 프라임95로 시스템에 최대 부하를 30분간 가한 후 GPU의 온도 모니터링 결과값을 살펴봤다. (아래의 스크린샷을 클릭하면 확인할 수 있다.)

▲ 프라임95 & 퍼마크 - GPU Extreme Burning Test Mode - 지포스 8800GTS
(Normal) - Maximum : 81℃

▲ 프라임95 & 퍼마크 - GPU Extreme Burning Test Mode - 지포스 8800GTS
(Cooling fan off) - Maximum : 87℃

▲ 프라임95 & 퍼마크 - GPU Extreme Burning Test Mode - 지포스 8800GTS
(Cooling fan off & Drier) - Maximum : 95℃

팬 스피드값은 60퍼센트 수준(1,500rpm 초반)에서 61퍼센트 수준(1,600rpm 후반)으로 다소 상승한 느낌이 있지만 일반적인 상황에서 체크한 온도로는 섭씨 81도, 120mm 후면 쿨링팬의 전원을 꺼버린 상태에선 87, 마지막 환경에선 최대 95도로 나타났다. 얼핏 봐선 다소 높은 감이 있지만 이정도로는 GPU가 탈 정도의 온도는 절대 아니다, GPU가 견딜수 있는 최대 온도는 물이 끓는 점보다 높은 섭씨 125도에 달하기 때문이다.

더군다나 이에 사용되는 10층 PCB 기판이나 GDDR3 메모리, 콘덴서류, 전원부 또한 섭씨 100도를 넘는 온도에서도 약 6,000 시간이상 견디기 때문에 전혀 문제될 것은 없다는 얘기. 실효성 없는 얘기지만 GPU의 동작 범위상 최고 온도에 도달한다 하더라도 자동으로 직류 공급 전원이 차단되도록 하는 GPU 보호 내용이 펌웨어에 포함되어 있어 왠만한 문제가 아닌 이상은 모 커뮤니티 게시글에 올라온 것과 같이 코어가 타버리는 황당한 현상은 나타나지 않는다.

일부 의견으로는 땝납이 그 주변온도에서 녹을 수 있으니 GPU의 공급 전압에 영향을 주게 되어 이또한 코어가 탈 수 있는 원인을 제공하지 않느냐 반문하지만 땝납이 녹을 수 있는 온도는 아무리 녹는점이 낮은 재료를 사용해도 섭씨 100도 후반 가량은 되어야 하기에 역시 만족시키지 못한다. 즉, 문제의 8800GTS의 PCB 디자인이 레퍼런스 디자인과 비교해 성능 유지에 관계된 저항들이 잘못 구성되어 있다거나 납땜이 잘못된 곳이 한 두군데가 아니라면 모를까...

다만, 8800GTS의 동작상 특이점을 발견할 수 있었다. 섭씨 89도까지는 팬 스피드가 아주 조금씩 올라 80%(2,100rpm 중반)에서 좀처럼 움직이지 않는데 반해 세번째 시나리오에서 90도 이상으로 진입해서야 100% 수준(2,900rpm)으로 쿨링팬이 완전히 동작한다는 것. 이 추이로 봤을 때 섭씨 90도 미만인상태로 꾸준하게 시스템을 사용한다면 혹시나 터지지 않을까 하는 기대(?)를 만들곤 한다. (터지지 않을 확률이 높으니 실끝같은 희망은...저버리는게 좋다.)

▲ 섭씨 90도에서 72도로 하강하기까지는 팬스피드는 꾸준히 100%를 유지하다가 71도로 떨어지는 순간 팬스피드를 먼저 60% 수준으로 급격히 떨어뜨린다. 글쓴이가 사용하는 GTX285의 경우 특정 리미트에 관계없이 온도가 높아지면 팬 스피드 역시 꾸준하게 증가하는 모습을 보인다.

글쓴이가 현재 사용하고 있는 엔비디아 벽돌도 한 번 테스트해봤다. 후면 쿨링팬을 꺼버린 상황에서 섭씨 87도로 측정되었는데, 이 역시 코어가 탈만한 제반조건을 갖추지 못하고 있다. 지포스 GTX285에 탑재된 GPU칩으로는 GT200b로, 파워마이저 (PowerMizer)의 적용으로 평소에는 코어와 메모리의 동작 클럭, 팬 스피드를 함께 떨어뜨려 전력 소모를 억제하고 있다가 어느 정도의 로드가 가해지는 순간 클럭을 끌어올려 사용한다.

물론 이게 중요한 것은 아니고 어디까지나 안정적으로 동작하고 있다는데에서 초점을 맞춰야 할 것 같다. 풀로드를 가할 시 쿨링팬은 최대 rpm수치로 회전하며 이 때 프레임 버퍼와 GPU의 사용률은 각각 30퍼센트, 90퍼센트 수준이다. (테스트에 사용된 8800GTS의 프레임 버퍼 사용량이 제대로 체크되지 않아 GTX285의 프레임 버퍼 사용량을 빗대어 추렸음을 밝힌다.)

기본적인 스트레스 테스트에서 해당 그래픽카드 자체에는 아무문제가 없음을 확인했다. 자, 이제 문제의 게임인 C9에서는 어떤 변화가 있을까? 스크롤을 당겨보길 바란다.

프라임95 & 퍼마크 테스트와 마찬가지로 각 시나리오마다 30분씩 테스트를 가했다. (GTX285의 경우엔 프레임 버퍼 사용률 확인을 위한 것으로 C9의 테스트 대상엔 포함되지 않는다는 걸 밝힌다.) 모니터링 데이터는 엔비디아에서 자체적으로 제공하는 엔비디아 시스템 모니터(NVIDIA System Monitor) 툴을 사용했음을 밝힌다. 엔튠(ntune)이나 리바튜너(RivaTuner) 등 다른 모니터링 프로그램으로는 GPU에 얼마나 부하가 생기는 것인지 파악이 불가능하다.

▲ 모니터링 데이터는 메모장 화일 형태로 저장할 수 있으며, 확인하고자 하는 항목만 체크하여 데이터를 출력할 수 있다. 글쓴이가 체크한 항목으로는 왼쪽에서 순서대로 프레임버퍼와 GPU 사용률, GPU 코어 온도와 시스템 메모리 사용량, CPU 코어1 / 코어2 사용률 순이다.

▲ C9 - 30분 플레이 - 지포스 8800GTS (Normal)

일반적인 시스템 구성의 경우 쉽사리 섭씨 80도를 넘지 않았다. 물론 1-2주전에는 그래픽 깨짐 현상이 보일정도로 쉐이더와 모션 블러를 처리하는 모습들이 불안정했고 GPU가 평균 80도 초반을 넘나들며 위협을 가했던 경우와는 다른 결과값들을 보여줬다. 이로 보아, 게임사측에서 한 차례 잠수함 패치(!)를 실시했던 것으로 글쓴이는 추측하고 있다. 프레임 버퍼 사용률을 줄여 CPU에 가해지는 부하량도 조금 줄었고 프레임 수치들도 체감적으로 상승했다는 느낌이 다분하기 때문이다.

해당 게임사이트의 공지사항에는 이 날에 단순히 서버 안정화를 명목으로 각 월드를 임시 점검했다는 내용만 나와있을뿐, C9 나름의 나몰래 패치(!)가 이루어진 셈이라 지켜보고 있다.

▲ 글쓴이가 다시 테스트에 임했던 시점은 10월 말.

어쨌든 8800GTS로 마을에서는 운이 좋으면 10프레임 중반을 바라보고 미션을 수행하다보면 간혹가다 프리징이 생겨 게임을 매끄럽게 진행하기가 어려웠으나 이번의 비밀스런 패치(!)로 인해 같은 장소인 마을에선 20프레임 중반까지도 실시간으로 모니터링 할 수 있었고 미션 수행중에는 왠만한 스킬 컨트롤에도 30프레임을 웃도는 수치를 보이며 안정화된 모습을 나타냈다.

▲ C9 - 30분 플레이 - 지포스 8800GTS (Cooling-fan off)

▲ C9 - 30분 플레이 - 지포스 8800GTS (Cooling-fan off & Drier)

두번째 시나리오에서의 결과값 역시, 문제삼을 만한 현상이 나타나지 않았을 뿐더러 쿨링팬도 별다른 이상징후없이 잘 동작했다. 동작 온도는 처음 시나리오에서 프라임과 퍼마크로 풀로드 벤치를 했을때보다도 낮은 평균 80도를 기록했고 세번째 시나리오의 경우 평균이 88도 수준으로 풀로드 수준의 온도였던 94도보다도 상대적으로 낮았다. 이는 지난번 GTX285로 간단하게 C9를 다뤘을 때보다 분명히 부하량이 줄었다는 반증이 되기도 한다.

▲ 지난달 21일에 체크했던 GTX285의 프레임 버퍼 사용량과 GPU 사용률 / 온도분포

이 때 테스트 당시에도 GTX285로 한 두시간동안 미션을 즐기다가 마을로 복귀할 때 1프레임대로 고정이 되어버리고 30초간 프리징이 발생하는 현상이 나타났었으나 패치가 적용된 이후 아래의 결과처럼 프레임 버퍼 사용률과 GPU 사용률이 극히 낮아졌다는 점을 찾을 수 있다. 60-70%를 오르내리던 프레임 버퍼의 부하가 이번에 확인해본 값으론 16%, GPU 사용률 역시 100%에 육박하던 수치들이 61% 수준으로 대폭 낮아졌다.

▲ C9 - 30분 플레이 - 지포스 GTX285 (Normal)

분명히 GPU에 대한 부하가 낮아졌음을 단번에 확인할 수 있는 대목이다. 이 증거는 제작사측에서 이미 게임 개발과정에서 발생한 문제를 알고 있는 눈치였음에도 불현듯 잠수함 패치(!) 하나로 C9 = 그래픽카드 사망설로 이어지는 이슈를 무마시키려는 의도를 파악할 수 있다. 단순한 문제거리가 아니니 유저들에게 공식 발표를 해서 서비스를 일시 중단화하고 문제를 조속히 해결하는데 앞장섰어야 했다. 그런데 이들 문제가 각 하드웨어 커뮤니티에서 불거지고 주요 IT 웹진에서도 이 소스를 가지고 기사화되었는데도 불구하고 제작사는 이 문제에 대해 모르쇠로 일관했다.

▲ 9월 중순에 서버가 불안정한 관계로 패치를 실시하겠다, 서버 점검 시간이 추가로 연장된다는 내용의 공지들이 이 기간에 집중되어 있었다. (C9 - 공지사항 참조)

복사 붙여넣기식의 대응을 보인 게임사이트내의 고객센터 또한 뿔난 C9 유저들을 양성하는데 한몫했다. 사건이 발생한 9월 중순(이 날 대대적인 패치가 이루어졌었다.)에도 상부에 전달해 문제를 파악해보겠다는 응답만 나와있지 구체적으로 어떤 사안에서 이런 문제가 발생한 것인지에 대한 언급은 그 뒤로도 찾을 수 없었으니 유저입장에선 답답할 수 밖에... 개발진 사이에서 들리는 말에 의하면 별것 아닌 버그가 그래픽카드를 사망에 이르게 할 줄은 몰랐다고 한다.

어쨌든 지금의 C9에서는 눈여겨 볼만한 문제가 나타나질 않으니 더이상의 벤치는 무의미하다. 글쓴이가 8800GTS를 가지고 C9를 장기간 플레이 하면서 다시 터질 날을 기대해볼 밖에... =_= 그 가운데 한가지 생기는 의문점이라면 문제가 발생했던 유저들의 글을 읽어내려가다보면 그렇다더라, 한다더라 식의 내용을 작성해 신빙성이 떨어지는데다 그래픽카드가 터졌다면 분명 타버린 그래픽카드의 인증샷과 스크린샷을 올렸을 텐데 단순히 글로만 사망했다는 설만 믿고 유포하는 유저들이 적잖았다는 것이다. 카더라통신을 기정 사실화해서 마치 자신이 플레이를 직접하지 않았는데도 C9는 그래픽카드를 죽이는 게임이다라며 잠정적으로 결론을 지은 것도 부지기수. 이것도 나름 문제라면 문제다.

USB 메모리와 파일 시스템

2009-10-16T12:08:30+09:00

USB 디스크는 플로피 디스크를 대체하여 우리가 자주 사용하는 저장 매체가 되어 가고 있습니다. 아주 적은 사람만이 USB 디스크라는 명칭이 제대로 된 정식 명칭이 아니며, 어떤 회사의 등록 상표라는 것을 알고 있을 뿐입니다. 그 구조는 매우 간단하며, 크기가 작은 USB 포트에 플래시 메모리를 결합한 제품으로, 중국에서 제일 처음으로 발명되었습니다(이 글의 원 출처가 중국 사이트라는 것을 잊지 마시길!)

USB 디스크의 원조

USB 디스크는 비록 그 기술 함량이 높지 않지만 중국이 컴퓨터 영역에서 20년만에 만들어낸 유일한 창조적인 발명 성과입니다(이걸 자랑이라고 해야 하나 자책이라고 해야 하나 -_-a). 이 물건은 플로피 디스크를 도태시키고, ZIP와 MD를 없애버렸으며 심지어 상당한 비중을 차지하고 있었던 ODD를 그 위치에서 밀어내 버렸습니다. 현재 USB 디스크는 전세계에서 사용중이며 용량은 계속하여 높아지고 가격은 계속 낮아지고 있습니다. 심지어 광고용으로 무료 배포하는 경우까지도 있지요.

현재 USB를 구입하는 방법에 대해 이야기한다면 그 의미가 그리 크지 않을 것입니다. 대부분의 유저들이라면 USB 디스크 정도는 몇개씩 가지고 있겠지요. 이 글에서는 여러분들에게 어떻게 하면 자신의 대용량 USB 디스크를 잘 사용할 것인지를 소개하도록 하겠습니다.

현재 시장에서 판매되는 제일 큰 용량인 128GB USB 디스크

USB 디스크의 용량은 빠르게 늘어나고 있습니다. USB 디스크의 용량이 늘어날수록 교환할 수 있는 데이터의 양도 자연스럽게 늘어나고 있습니다. 하지만 유감인 것은 사람들이 USB 디스크에 대해 정확한 개념이 없다는 것입니다. 따라서 이 글에서는 USB 디스크의 파일 시스템에 대해 알려 드리도록 하겠습니다.

파일 시스템은 곧 파일 이름을 명명하고 저장하는 조직의 총체적인 구조입니다. 제일 자주 사용되는 운영체제인 윈도우즈에서, 그가 지원하는 파일 시스텡믕 우리가 연구할만한 가치가 있습니다. FAT(16), FAT32, NTFS 등은 모두 윈도우즈의 파일 시스템입니다. 사실 파일 시스템은 우리가 자주 말하는 '디스크 포멧'이나 '디스크 파티션'과 상관이 있는데, 전체적으로 보면 모두 하나의 개념에서 나온 것이며, 오직 파티션만이 하드디스크에만 관련이 되어 있으며, 파일 시스템은 모든 저장 장치에 관련이 있는 것입니다.

FAT, FAT32, NTFS 같은 이름들은 많이 들어 보았을 것입니다. 그렇다면 이들은 어떤 용도가 있을까요?

FAT16 파일 시스템

최초의 USB 디스크는 용량이 MB 단위였었으며, 모든 파일 시스템을 FAT16을 통일했었습니다. 따라서 FAT16에 대해 먼저 설명하겠습니다.

FAT16 파일 시스템을 설명하기 전에, 먼저 FAT가 무엇인지를 알아야 되겠습니다. FAT(File Allocation Table)은 기록되는 파일의 위치를 표로 만드는 것으로서, 자기 디스크으의 사용에서 매우 중요한 역할을 하고 있습니다. 만약 이 표를 잃어버리게 되면 디스크에 저장된 파일들은 위치를 찾을 수 없기에 쓸 수도 없습니다.

FAT16은 2바이트(16비트)의 공간에 각각의 섹터에 맞는 파일을 기록합니다. 따라서 FAT16이라고 합니다.

FAT16은 선천적으로 제한을 가지고 있습니다. 일정한 용량이 넘는 파티션에서는 클러스터의 크기가 이에 따라 반드시 늘어나야만 하며, 더 큰 디스크 용량을 사용하게 되는 것입니다. 클러스터는 자기 디스크의 공간을 나누는 단위로, 도서관의 책꽃이와 같다고 생각하면 될 것입니다. 디스크에 저장되는 파일들은 모두 이에 맞는 수의 클러스터를 가지고 있으며, 그래야만 반드시 디스크에 저장될 수 있습니다. FAT16에서 나누는 용량과 클러스터 사이의 관계는 다음과 같습니다.

　　16MB-127MB 2KB
　　128MB-255MB 4KB
　　256MB-511MB 8KB
　　512MB-1023MB 16KB
　　1024MB-2047MB 32KB

만약 용량 1GB의 USB 디스크에 50KB의 파일을 기록하려면 그 클러스터의 크기는 16KB가 되며 따라서 4개의 클러스터를 써야만 됩니다. 만약 1KB짜리 파일이라면 반드시 한개의 클러스터를 써야 합니다. 그렇다면 그 클러스터 중의 공간은 사용할 수 없는 것일까요 대답은 안된다. 입니다. 모든 자기 디스크는 이것 때문에 어느 정도의 디스크 공간 손실을 볼 수밖에 없습니다.

2GB의 파티션에 FAT16 파일 시스템으로 포멧

FAT16의 결점

파티션을 나눌 수 있는 최대 크기가 2GB입니다. 따라서 윈도우즈 98부터 FAT16은 FAT32로 대체되기 시작했습니다. 하지만 당시에 USB 디스크는 막 시작되었던 단계이므로 용량이 64MB, 128MB가 대부분이어서 FAT16만으로도 충분했습니다.

사용하는 클러스터의 크기가 적당하지 않습니다. 한번 생각해 봅시다. 만약 1KB짜리 파일을 1000MB를 기록할 수 있는 파티션에 넣는다면 그가 차지하는 공간은 1KB가 아니라 16KB입니다. 무려 15KB씩이나 낭비하는 것이지요. 일반적인 문서나 HTML 파일들은 용량이 작거 그 수가 매우 많은데, 이런 파일들을 사용한다면 공간의 낭비가 매우 심각한 수준에 이르게 됩니다.

이런 두가지 문제를 해결하기 위해 FAT32 파일 시스템이 등장하였습니다.

FAT32 파일 시스템

FAT32는 4바이트(32)비트의 공간에 각각 섹터의 파일 상황을 표시하기에 FAT32라는 이름이 붙었습니다. FAT16의 파티션 최고 용량은 2047MB였지만 FAT32는 최저 용량이 512MB입니다. 최고 용량은 운영체제에 따라 다른데, 윈도우즈 2000은 32GB FAT32이고 윈도우즈 XP는 2TB FAT32 파티션을 쓸 수 있습니다.

FAT32가 FAT16보다 나은 점

2GB보다 더 큰 파티션을 지원, 최대 2TB까지 가능합니다. 따라서 현재 나오는 대용량 하드디스크를 모두 지원하며, USB 디스크는 말할 필요도 없을 것입니다.

공간을 더 효율적으로 이용할 수 있습니다. FAT32는 더 작은 클러스터를 사용하여 더 효율적으로 데이터를 저장합니다. 가령 용량 2GB로 파티션을 두개 나누었다고 가정하고, 하나는 FAT16을 사용하고 다른 하나는 FAT32를 썼다고 칩시다. FAT16 시스템을 사용한 파티션의 클러스터 크기는 32KB인 반면, FAT32를 사용한 파티션의 클러스터 크기는 4KB입니다. 이 경우 크기가 작은 파일들은 FAT32에서 FAT16보다 더 효율적으로 데이터를 저장할 수 있습니다. 통상적인 상황에서는 저장 효율이 15% 정도 상승하는 효과가 있습니다.

안정성이 더 좋아졌습니다. FAT32 파일 시스템은 목록과 사용중인 백업본의 위치를 다시 지정할 수 있습니다. 그 밖에도 FAT32 파티션의 구동 기록은 중요 데이터를 포함하여 저장하는 구조이기 때문에 컴퓨터 시스템의 데이터 붕괴 가능성을 줄여줍니다.

활용의 제한이 더 줄어들었습니다. FAT32 파티션의 폴더는 보통 클러스터와 같이 연결되어 있기 때문에 드라이브 내의 어떤 위치에도 저장할 수 있습니다. 이전에는 폴더의 수에 한계가 있었지만 지금은 그렇지 않습니다. 그 밖에도 파일 분배 테이블의 미러링을 사용하지 않을 수도 있습니다. 이렇게 하면 파일 분배 테이블의 복사본을 첫번째 문서의 분배 테이블에 따라 동적 상태로 변하도록 할 수 있습니다. 이 기능은 FAT32의 파티션 크기를 동적으로 조절할 수 있도록 해 주지만, 마이크로소프트는 자체 파티션 프로그램에서 이를 지원하지 않고 별도의 서드파티 프로그램을 써야만 이 기능을 쓸 수 있습니다.

FAT32를 사용한 2GB USB 디스크

FAT32의 결점

비록 지원하는 최대 용량이 늘어나면서 FAT32의 2TB 용량은 현재로도 그리 부족하진 않지만, FAT32에서 지원하는 파일 한개의 용량이 최고 4GB밖에 안된다는 것은 큰 문제입니다. 따라서 FAT32는 DVD 디스크의 ISO 이미지 등을 보관할 수 없습니다.

NTFS 파일 시스템

NTFS(New Technology File System)은 윈도우즈 NT 코어와 고급형 서버 네트워크 운영체제 환경에서 사용하는 파일 시스템입니다. NTFS의 목표는 FAT32보다 더 높은 사용성을 가지고, FAT 시스템에 존재하는 각종 제한을 없애는 것입니다.

NTFS 파일 시스템은 더 큰 파티션, 더 큰 파일 크기, 하드디스크 공간을 더 절약하는것 외에도, FAT 파일 시스템에서 감히 생각하지도 못했던 여러 기능들을 지원합니다. 예를 들면 긴 파일 이름, 압축 파티션, 히스토리 추적, 문서 색인, 데이터 보호와 복구, 암호화 등입니다.

NTFS는 4GB보다 더 큰 파일을 지원

NTFS는 현재 컴퓨터 디스크에서 제일 많이 사용하는 형식이 되었습니다. 윈도우즈 XP, 비스타, 7 등이 모두 NTFS를 지원하며, 따라서 NTFS의 장점과 특징에 대해서 많이 강조해야 할 필요는 없을 것입니다. NTFS는 현재 제일 좋은 디스크 파일 시스템이라고 말할 수 있겠는데, 그렇다면 왜 USB 디스크와 각종 휴대용 저장 카드에서는 NTFS를 많이 사용하지 않는 것일까요?

NTFS는 플래시 메모리에서 단점이 존재

NTFS는 비록 장점이 많지만 이것은 모두 전통적인 기계식 하드디스크를 위해 설계된 것이며, 새로 떠오르는 플래시 메모리 재질에서는 꼭 맞는 것도 아닙니다. NTFS는 다이어리 방식의 파일 시스템이기에, 자기 디스크의 자세한 읽기/쓰기 조작을 기록합니다. USB 디스크 같은 빠른 플래시 메모리 기반에서는 이것이 큰 부담으로 다가옵니다. 예를 들어 똑같이 파일이나 목록을 잃어올 때, NTFS 시스템의 읽기 힛수는 FAT32보다 더 많습니다. 이론적으로 NTFS 형식을 사용한 USB 디스크는 더 쉽게 손상될 수 있을 뿐만 아니라, 400MB 이하의 파티션에서는 FAT16보다도 더 용량을 낭비하게 됩니다.

NTFS의 이런 기능은 SSD 디스크나 USB 디스크에 모두 일정 정도의 손상을 줍니다. 따라서 차세대 윈도우즈 7 운영체제에서는 SSD에 맞게 최적화를 하여, 각종 방법으로 읽기/쓰기 횟수를 줄이고 단편화의 발생을 낮추려 하고 있습니다. USB 디스크를 본다면 USB의 대역폭이 한계가 있기 때문에 NTFS 파일 시스템을 사용하여 읽기/쓰기 조작이 빈번해 진다면 채널을 그만큼 점유, 디스크의 성능이 오히려 떨어지게 됩니다. 따라서 마이크로소프트는 이동식 디스크에 맞는 파일 시스템인 ExFAT를 개발하고 있습니다.

플래시 메모리에서 NTFS 파일 시스템은 일정한 손상을 주기에, 마이크로소프트는 새로운 ExFAT 파일 시스템을 준비하였습니다.

ExFAT 파일 시스템

이름을 보면 ExFAT가 FAT 파일 시스템을 계승하여 나왔다는 것을 알 수 있습니다. 전체 이름은 Extended File Allocation Table File System으로, 윈도우즈 임베디드 5.0 이상(윈도우즈 CE 5.0과 6.0, 윈도우즈 모바일 5, 6, 6.1 등의 운영체제를 포함)에서 지원하는 플래시 디스크에 맞춘 파일 시스템입니다. ExFAT는 FAT16/32의 한계와 결점을 없앴으며, NTFS처럼 플래시 디스크에 맞지 않는 기능도 없는, 이동식 플래시 디스크와 USB 디스크에 사용하기 적합한 구조로 되어 있습니다.

FAT16/32 파일 시스템과 비교하여 ExFAT는 다음과 같은 장점이 있습니다.

데스크탑 컴퓨터와 모바일 디바이스의 상호 조작 성능을 증가
지원하는 최대 파티션 크기와 파일 용량이 16EB까지 증가(16x1024x1024TB)
클러스터 크기가 변동적임. 최소 0.5KB, 최고 32MB
남은 공간의 분배 테이블을 사용하여 공간 이용율을 더 높임
동일한 목록에서 최대 65536개의 파일을 기록
엑세스 컨트롤 지원
TFAT(윈도우즈 CE 초창기의 파일 시스템)을 지원

위 특징에서 ExFAT가 플래시 디스크 전용 파일 시스템이며, USB 디스크와 플래시 디스크만이 ExFAT로 포멧할 수 있고, 전통적인 하드디스크는 ExFAT로 포멧할 수 없다는 것을 알 수 있습니다. 왜냐하면 ExFAT의 특징은 NTFS만큰 강하진 않지만, NTFS나 FAT32보다는 플래시 디스크에 사용하기에 더 알맞기 때문입니다.

하지만 ExFAT가 새로운 파일 시스템이기에, 호환성이 그리 좋지 못합니다. 현재 주로 사용되는 윈도우즈 XP와 비스타는 모두 ExFAT를 지원하지 않으며, 윈도우즈 XP는 SP3으로, 비스타는 SP1로 업데이트 해야만 사용할 수 있습니다. 당연히 마이크로소프트는 ExFAT를 윈도우즈 7에서 기본 지원할 것입니다.

비록 네가지 파일 시스템의 저장 방식과 특징이 다르지만, 전송 속도가 그리 빠르지 않은 플래시 디스크와 USB 디스크에서는 실제 전송 성능은 비슷비슷하고, 이론적인 테스트 데이터의 차이는 1MBS를 넘기지 않습니다. 장시간 사용할 경우 차이가 있을 수 있겠지요. 따라서 USB 디스크에서 어떤 파일 시스템을 사용하느냐의 문제는 주로 용량과 용도에 맞춰 결정되는데, 아래에서 4가지 파일 시스템의 장딴점을 요약하였습니다.

FAT16
장점: 호환성이 제일 좋습니다. 일부 디지털 디바이스는 FAT32나 NTFS에 대한 지원이 그리 좋지 않아 FAT16만 사용할 수 있는 경우가 있습니다.
단점: 파티션 최대 용량이 2GB밖에 안되고, 공간 낭비가 너무 많습니다.
주석: 만약 지금 사용중인 USB 디스크가 FAT 방식이라면 FAT32로 바꾸는 것이 좋을 것입니다.

FAT32
장점: 호환성이 좋습니다.
단점: 파일 크기가 4GB를 넘지 못하며, 512MB 이하의 USB 디스크에선 사용할 수 없습니다.
주석: 만약 USB 디스크의 용량이 8GB 이상일 경우, 4GB짜리 파일을 복사할 일이 있다면 NTFS나 ExFAT로 바꾸는 것을 생각해 봐야 할 것입니다.

NTFS
장점: 호환성이 좋고 어떤 크기의 USB 디스크에서도 사용할 수 있습니다.
단점: 수명을 단축시킵니다.
주석: 어쨌건 USB 디스크의 가격이 저렴한 편이니, 디스크가 망가지는걸 신경쓰지 않는 사람이라면 NTFS를 쓰는 것이 제일 나을 것입니다.

ExFAT
장점: 플래시 디스크와 USB 디스크에 맞도록 최적화 하여, 공간 낭비가 제일 적습니다.
단점: 호환성이 떨어집니다. 윈도우즈 XP와 비스타에서도 업데이트를 해야만 쓸 수 있습니다.
주석: 만약 이걸 쓰겠다면 별도의 패치 파일을 가지고 다니는게 좋을 것입니다.

출처: http://www.pcpop.com/doc/0/426/426524.shtml

라데온 HD 5850 벤치마크

2009-10-13T15:38:52+09:00

라데온 HD 5850의 소개와 벤치마크입니다. 출처는 http://www.pcpop.com/doc/0/448/448148.shtml

라데온 HD 5850의 코어 스펙을 간략하게 소개하겠습니다. 4870과 4850처럼 단순히 클럭만 차이 나는게 아니라, 5870과 5850은 스트림 프로세서의 수가 다릅니다. RV870 코어 내부에는 20개의 SIMD 어레이가 있는데 그중 2개를 막아, 스트림 프소세가 16x5x2=160개가 줄어들고, 텍스처 유닛이 4x2=8개가 줄어들게 됐습니다. 다른 스펙은 그대로.

RV870의 칩 투시도. 프로세서가 두 부분으로 나뉘어 있는 것을 볼 수 있습니다.

라데온 HD 5850 코어에서는 2개의 SIMD 어레이를 막았습니다. 그 두개의 위치는 이 그림의 어떤 곳도 가능.

RV870의 코어 스펙은 RV770의 두배입니다. 코어 내부에 여러개의 스트림 프로세서를 탑재하기 위해, RV870은 부득불 '듀얼 코어' 설계를 사용하여 제품 수율을 높였지만, 불량이 나는 것은 피할 수 없기에, 일부 기능이나 성능을 막아 보급형 제품을 만드는 것은 괜찮은 수법이라 할 수 있겠습니다. 사실 지포스 GTX 260, 지포스 9800GT, 라데온 HD 4830, 라데온 HD 4860 등이 모두 이렇게 나온 것입니다.

스트림 프로세서 외에도, 라데온 HD 5850은 코어와 비디오 메모리 클럭이 라데온 HD 5870보다 일부 줄어들었으며, 이렇게 되어 전력 소모량이 줄어들었습니다.

고급형 그래픽카드 비교.

위에서부터 차례대로 코드네임, 제조 공정, 트랜지스터 수, 코어 다이 사이즈, 스트림 프로세서, 텍스처 유닛, ROPs, 메모리 용량, 메모리 종류, 메모리 버스, 코어 클럭, 스트림 프로세서 클럭, 비디오 메모리 클럭, 부동 소수점 연산, 텍스처 필 레이트, 메모리 대역폭, 보조전원 포트, 아이들시 소모 전력, 풀로드시 소모 전력, 출력 포트, 해상도입니다.

위 스펙 표를 보면 라데온 HD 5850은 클럭이 낮아지고 스트림 프로세서와 텍스처 유닛이 줄어들었지만, ROPs와 베모리 버스는 그대로입니다. 이 두가지 스펙은 안티 얼라이싱 성능의 결정에 영향을 주기에, 라데온 HD 5850이 높은 AA에서 괜찮은 성능을 보일 것으로 기대됩니다.

라데온 HD 5850의 기술적인 특징 중에 하나는 역시 다이렉트 X 11을 지원한다는 것입니다.

또한 40나노 공정을 사용하여 저전력, 고성능을 추구하고, 코어 크기가 많이 줄었습니다. RV870의 트랜지스터 수는 RV770의 2.25배이지만 코어 크기는 263mm²에서 334mm²로 1.27배 늘어나는데 그쳤습니다.

또한 4세대 GDDR5 메모리를 사용한 것도 특징입니다. 클럭 1250MHz, 유효 성능 5000MHz로 기존 GDDR3의 두배에 해당하는 성능입니다. 클럭을 상승시킴과 동시에 아이들시에 클럭은 최저 300MHz밖에 안되, 아이들 상태에서 전력 소모량이 27W밖에 안 된다는 장점이 있습니다.

마지막으로 3개의 2560x1600 해상도로 게임 화면을 출력할 수 있다는 장점이 있습니다.

기술적인건 이만큼만 하고, 외관을 보도록 하겠습니다.

라데온 HD 5870은 표준적인 고급형 그래픽카드와 똑같은 길이로, 지포스 GTX 295, 라데온 HD 4870X2, 지포스 GTX 285와 기본적으로 같습니다. 라데온 HD 5850은 이보다 짧아, 라데온 HD 4890, 라데온 HD 4870과 크기가 비슷합니다.

기판의 길이가 길었기 때문에, 라데온 HD 5870은 카드 뒷면에 금속 백 플레이트를 장치하여, 기판이 휘는 것을 방지했습니다. 기판과 백 플레이트 사이에 서멀 패드 같은게 없어서 쿨링을 돕진 못했습니다. 반면 라데온 HD 5850은 길이가 짧아지면서 이 백 플레이트도 빠졌습니다.

라데온 HD 5870의 쿨러 뒷부분에는 구멍이 2개 있습니다. 이 구멍은 보기 좋으라고 뚤어둔 것은 아니고 바람이 들어가는 것을 돕기 위해 내 둔 것입니다. 여러 장의 라데온 HD 5870을 크로스파이어 X 시스템으로 구성할때, 그래픽카드들이 다닥다닥 붙어 있다면 쿨링 효과에 큰 영향을 받게 됩니다.

라데온 HD 5850은 기판의 길이가 짧아졌을 뿐만 아니라 쿨러도 줄어들면서 이런 공간을 낼 수가 없게 되었습니다. 따라서 라데온 HD 5850의 구멍은 그냥 멋일 뿐이고, 쿨링을 보조하는 효과는 없습니다(나중에 쿨러를 뜯어보면 쿨러가 단단히 밀폐되어 있는 것을 볼 수 있을 것입니다). 5870에 비해 5850을 크로스파이어하는 경우는 상대적으로 적을 테니, 이쪽에 쿨링용 구멍이 없어도 큰 상관은 없을 것입니다.

기판의 길이가 짧아지면서 라데온 HD 5850의 보조 전원 위치도 조정되었습니다.

다음은 실제 제품 사진입니다. 먼저 XFX.

다음은 파워컬러.

다음은 분해 사진입니다.

기판 길이를 줄였기 때문에 기판에 빈 부분이 없고 부푸들이 빽빽하게 들어차 있습니다.

RV870 코어는 45도 기울여져 있습니다. 이것만으로 5850과 5870을 구분하긴 힘들듯.

삼성 0.4ns GDDR5 칩, 32M x 32개, 8개가 모여 1GB 256비트를 구성합니다.

기판을 직접 비교하면 그 차이가 확연히 드러날 것입니다. 쿨러 장착을 위한 구멍 위치는 비슷한듯.

라데온 HD 5850의 쿨러는 5870의 쿨러와 구조가 기본적으로 같습니다.

쿨러의 내부 구조입니다. 앞 케이스, 뒷 케이스, 4핀 블로워 팬, 방열판 덩어리.

구리 베이스, 알루미늄 핀, 2개의 히트파이프.

스트림 프로세서와 클럭이 줄어들면서 전원부도 감소하였습니다. 코어 3 페이즈, 메모리 2 페이즈, 기판 앞쪽에 1페이즈가 별도로 장착.

기판 뒷면의 코어 전원부 컨트롤러. VT1165MF. 최대 6페이즈를 지원하는데 여기서 3페이즈만 사용하고 1페이즈는 아예 납땜도 안 되어 있습니다. 현재 절대다수의 디지털 전원부 그래픽카드들이 모두 VT1165MF를 컨트롤러로 사용합니다. 예를 들면 라데온 HD 2900XT, 4870, 4890, 5870 등등. 지포스에선 지포스 GTX 280만 이 칩을 사용합니다.

3페이즈 코어 전원부. 3개의 VT1157SF가 연결된 세쌍둥이 인덕터입니다. VT1157SF의 최신 모델인 내장식 IC+MOS는 정격 전류가 40A이고, 3개가 모여 120A의 전류를 제공합니다. 이 값은 라데온 HD 4870보다 낮지 않습니다. 거기에 RV870의 I/O 포트에는 별도의 단독 1 페이즈 전원부가 존재합니다.

코어 I/O 전원: VT237WF. 비디오 메모리 컨트롤러와 I/O 부분의 전원 공급을 담당, 깨끗하고 안정적인 전류를 출력하게 됩니다. VT237WF는 MOS를 내장하였을 뿐만 아니라 메인 컨트롤러와 드라이버 IC까니 재아하였는데, 이런 방식은 1~2개의 페이즈를 담당할 수 있어, 기판 간소화에 큰 도움이 됩니다. 거기에 VT237WF 하나만으로도 37A의 전류 출력이 가능합니다.

비디오 메모리 전원부. 2개의 VT243WF. 역시 메인 컨트롤러, 드라이버 IC 회로, MOS가 전부 내장된 모델입니다. 그 크기는 비교적 작으며, 한개가 30A를 제공할 수 있습니다. 2개의 칩이 모여 비디오 메모리에 최대 60A의 전류를 출력할 수 있어, GDDR5가 높은 클럭에서 안정적으로 작동할 수 있게 해줍니다.

이렇게 라데온 HD 5850의 전원부는 3+1+2 페이즈이지만, 나중에 4+1+2로 확장될 수도 있습니다. 나중에 레퍼런스보다 강화된 기판이 나온다면 가능할지도.

테스트 환경은 인텔 코어 i7 975 3.33Ghz, 메인보드는 MSI X58 이클립스, 메모리는 DDR3-1600 9-9-9-24-1T, 히타치 1TB, 서멀에티크 650P 파워, 윈도우즈 7 RTM 7600.16385 64비트, 다이렉트 X 11, 지포스 190.89 베타, 카탈리스트 9.10 베타, 델 30인치 모니터.

비교 대상의 그래픽 카드는 라데온 HD 5870 1GB(850/4800MHz), 라데온 HD 5850 1GB(725/4000MHz), 라데온 HD 4870X2 2GB(750/3600MHz), 라데온 HD 4890 1GB(850/3900MHz), 지포스 GTX 295 1792MB(576/1242/1998MHz), 지포스 GTX 285 1GB(648/1476/2484MHz).

3D마크06입니다. 빨간색은 총점. 각각 4xAA와 8xAA. 8xAA에서 지포스 GTX 285는 라데온 HD 4890을 상대할만하고, 라데온 HD 5850의 상대가 되진 못합니다. 라데온의 AA 성능을 드러내는데 유감이 없습니다. 성적을 보면 지포스 GTX 285와 GTX 295는 모두 SM3.0의 HDR+AA에서 졌습니다. 라데온 HD 5850과 5870의 성능 차이는 20% 정도.

3D마크 밴티지는 쉐이더 이론 연산 능력에 편중되어 있습니다. 최고인 익스트림 모드에서도 1920x1200 해상도에 4xAA에 머무르기 때문에, 라데온 HD 5850의 높은 AA 성능을 제대로 표현해 내지 못할 것입니다. 이렇게 본 성능은 지포스 GTX 285보다 약간 높게 나왔습니다.

배틀포지의 자체 벤치마크에서 사용하는 그래픽카드의 다이렉트 X 버전을 자동 검출하는데, 5000 시리즈는 11, 4000 시리즈는 10.1, 지포스는 10입니다. 비록 이 게임에서 다이렉트 X 11과 10.1에 효과 차이가 없긴 하지만 실행 속도는 개선됩니다.

지포스 GTX 285와 GTX 295는 모두 다이렉트 X 10.1을 지원하는 라데온 HD 4890과 4870X2에게 졌고, 다이렉트 X 11에서는 5850과 5870이 큰 폭으로 4890과 4870X2를 앞서고 있습니다. fps값을 보면 5870은 2560x1600 해상도 8xAA에서도 원활하며, 5850은 2560x1600 해상도 4xAA에서도 잘 돌아갑니다.

스토커: 클리어 스카이의 공식 벤치마크에서 라데온은 다이렉트 X 10.1 모드, 지포스는 다이렉트 X 10 모드로 돌아갑니다. 지포스 GTX 285는 라데온 HD 4890에게 상대가 되지 못하니 라데온 HD 5850에게 지는건 당연하고, 지포스 GTX 295도 라데온 HD 4870X2의 상대는 아닙니다.

스토커: 클리어 스카이의 다이렉트 X 10.1 모드는 실행 효율을 개선했을 뿐만 아니라, 울트라 급의 조명 효과를 제공하며, 다이렉트 X 10.1 표준의 4xMSAA 화질에 부합됩니다. 지포스는 다이렉트 X 10.1을 지원하지 않아 성능과 화질 모두에서 떨어집니다.

스토커의 확장팩은 다이렉트 X 11도 지원할 예정입니다.

H.A.W.X의 SSAO는 다이렉트 X 10 모드에서 완성되며, 다이렉트 X 10.1 중의 Gather4 함수를 사용하여 완성할 수도 있습니다. 따라서 H.A.W.X.에서 다이렉트 X 10.1 모드는 어떤 새로운 특수 효과도 제공하지 않으며, 오직 SSAO 효율을 높이는데에만 사용됩니다. 이것 때문에 지포스 GTX 295와 285가 라데온 HD 4890에게 뒤지고 있습니다.

파 크라이 2는 최초로 다이렉트 X 10.1을 지원하는 게임이었습니다. 따라서 다이렉트 X 10.1의 새 명령을 사용하는 것은 그리 많지 않으며, Z 버퍼를 통하여 깊이 데이터를 멀티 샘플링해내, 더 나은 AA 성능을 내는 데에만 쓰입니다. 이것은 ATI의 다이렉트 X 10.1 그래픽카드에서 실현되며, 다이렉트 X 10을 지원하는 지포스에서는 명령어를 확장하여 나은 성능을 보여줍니다. 따라서 다이렉트 X 10.1 게임에서 라데온이 딱히 뚜렷하게 나은 성능을 보여주진 않습니다. 지포스 GTX 285는 라데온 HD 5850과 견줄만한 성능을 내고 있으며, 오직 지포스 GTX 295만 8AA에서 비디오 메모리 때문에 제 성능을 발휘하지 못했습니다.

그래픽카드를 갈구는 게임인 크라이시스는 여전히 그 명성을 유지하고 있습니다. 하지만 라데온 HD 5850은 1920x1200 4xAA에서 최저 25프레임을 유지하고 있습니다. 2560x1600 해상도에서는 듀얼 GPU가 힘을 내고 있습니다.

월드 인 컨틀릭트는 메모리 대역에 민감한 게임입니다. 따라서 라데온 HD 5800 시리즈의 성능이 잘 나오진 않았습니다.

바이오 해저드 5는 최초의 다이렉트 X 10 게임인 로스트 플래닛의 엔진을 그대로 사용하고 있습니다. 따라서 여전히 NVIDIA 최적화입니다.

스트리트 파이터 4에서 이상한 점은 라데온이 8xAA와 4xAA의 성능 차이가 매우 작다는 것입니다. 아키텍처 때문이려나요.

니드 포 스피드: 시프트입니다. 여기서도 라데온은 8xAA와 4xAA의 성능 차이가 아주 적습니다.

배트맨입니다. AA를 쓰지 않은 상황에서 PhysX를 써도 언리얼 엔진이 이미 오래된 것이기 때문에 프레임이 잘 나옵니다. 하지만 일단 AA를 켜면 상황이 바뀌는데, 라데온이 엄청난 성능 하락이 있습니다.

AMD는 여기에 대해 http://gigglehd.com/zbxe/3114418 이렇게 말했었습니다. NVIDIA는 또 이렇게 http://gigglehd.com/zbxe/3119138 말했으니 참고하시길.

퀘이크 워즈입니다. 이것도 설명할건 없겠지요.

다음은 오버클럭 테스트입니다.

기본 클럭 720/4000MHz에서 GPU 스코어 8768.

850/4800MHz에선 10252점.

870/5000MHz에선 10612점.

시스템 전체의 전력 소모량입니다. 빨간색이 풀로드, 연두색이 아이들입니다.

요약하면, 개선된 AA 성능.

그리고 다이렉트 X 11의 지원이 특징인 라데온 HD 5850이었습니다.