절망의 구렁텅이에 빠져있는 AMD, 바닥은 어디인가? |
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2016-01-27 12:00
최재연 기자 yeon120@bodnara.co.kr |
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2. 현재 AMD의 상황을 만든 주범 불도저 아키텍처
AMD는 최초의 네이티브 1GHz CPU를 제작하기도 했으며, 이후 애슬론 시리즈, 페넘시리즈(이때부터 약간 상태가...)를 제작하며
한때는 인텔과 어깨를 나란히 하는 메이저 CPU 제조회사였다.
그런데 최근 상황은 어깨를 나란히 하기는 커녕 경쟁사의 뒤를 쫒아가기도 바쁘다. AMD를 이렇게 만든 주원인은 무엇일까? 바로 AMD의 손에서 탄생한 최악의 조건을 모두 갖춘 불도저 아키텍처 CPU다.
불도저 아키텍처의 수많은 문제점을 모두 열거하기 힘들지만, 최대한 간추려서 살펴보도록하자.
불도저는 2개의 IC와 1개의 부동 소수점 연산장치로 구성, 2개의 코어를 포함한 1개의 모듈 구조를 형성한다. 이 모듈 구조를 나중에는 Clustered Multi Thread (CMT)라고 불리우게 된다. (사실 이 구조는 인텔에서 암흑기를 가져다준 CPU, 프레스캇에서 썼던 구조)
불도저 첫 번째 문제점은 바로 구조 차이로 인한 성능 발휘 문제인데, 불도저의 CMT 구조는 인텔의 코어당 1개 IC, 1개 부동소수점의 SMT(Simultaneous
Multi Threading)구조와 달리 코어 IC가 물리적으로 2개로 병렬화되어 있다.
AMD의 CMT구조 코어는 IC를 2개로 나누어 놓았기 때문에 다수의 작업에는 유리하지만 단일 작업에서는 인텔의 SMT 구조에 밀릴 수밖에 없다. 때문에 소프트웨어에서 다수의 스레드와 다수의 코어를 지원하지 않으면 인텔의 SMT구조에 비해 성능이 떨어지게
된다.
특히 온라인게임이 주류인 국내환경에서 이 온라인게임들은 많이 지원해봐야 듀얼코어, 쿼드코어 정도이기 때문에 다수 코어의 멀티 성능보단 코어 한 개당 성능이 더욱 게임 성능 향상에 더욱 큰 체감이 다가온다. 이러한 이유로 국내환경에서는 AMD의 제품이
더 밀릴 수밖에 없는 상황이다.
두번째로 불도저 아키텍처는 클럭 상승을 위해 파이프라인 스테이지를 18개로 늘리고 게이트 수를 줄였는데, 이렇게 깊은 파이프라인에서 분기예측을 실패하면 해당 파이프라인을 비우고 다시 처음부터 계산을 시작해야한다. 전작 페넘2의 최상위모델 투반의 경우는 14단계인 반면 불도저는 스테이지를 늘려 18단계이기 때문에
이를 다시 밟게되면 성능 저하가 더욱 심하게 일어난다.
당시 경쟁제품 인텔의 네할렘이나 샌디브릿지의 경우도 비슷한 16~19개의 수로 비슷한 파이프라인 수를 가지고 있었지만, 인텔은 분기예측을 도와주는 uOP캐시가 있어
실제 성능저하는 미미했다.
근데 AMD는 이를 커버해줄 새로운 분기 예측기술이나 uOP 캐시를 뺀 상태로 출시한 병크를 저지른다. 추측건데 기존 보다 많아진 연산유닛으로 커버가 가능하리라 생각했던 것 같다.
결국 불도저 아키텍처는 uOP 캐시 부재로 인해 분기 예측을 실패할 확률이 매우 높으며 실패할 때마다 18단계를 다시 밟았고 이에 대한 패널티가 매우 크게 다가와 성능 저하가 매우 심하게
발생했다.
세번째로 불도저 개발당시 AMD와 ATI의 크로스 엔지니어링하기를 경영진이 강요, 수작업적인 설계를 중지하고 자동화 툴을 이용해 아키텍처를 설계했다고 밝혔다. 퇴사한 엔지니어는 자동화툴을 사용하게되면 많은 퍼포먼스와 칩크기, 효율성을 포기해야한다고
했으나 받아들여지지 않았다고 밝혔으며, 결국 기존의 수작업 설계보다 20% 크고, 20%느리게 설계되었다.
결국 AMD는 인텔을 견제할 최고의 제품이라 광고했던 불도저 아키텍처가 실패하면서 현재 AMD의 불황기를 제손으로 만들게되었다.
이후 2번째 아키텍처인 파일드라이버(코드명 비쉐라)에는 파이프라인 분기 예측 성능을 개선해 불도저 아키텍처와 같은 많은 문제가 개선되었다. 그러나 그 불도저의 단점개선에
매진하는 동안 경쟁사와의 격차는 너무나도 멀어졌고, AMD는 사실상 불도저 아키텍처의 개선을 포기하고 새로운 아키텍처를 다시 개발하는 것으로
방향을 틀게 된다.
여기서 궁금한 것이 한가지 더 피어났다. AMD는 불도저 아키텍처를 왜 이런식으로밖에 못 만들었을까? 무슨 문제 때문에? 이 궁금증의 해답을 찾으려면 시간을 약간 거슬러 올라가 살펴봐야할 것이 있다. |
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