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 AMD 불도저 아키텍처
인텔은 현재 코어 마이크로아키텍처에서 네할렘마이크로 아키텍처로 넘어간 상태이며, 2010년에는 32nm로 공정을 개선한 Westmere 기반 프로세서들이 등장할 것으로 알려진 상태다.
하지만, AMD는 페넘에서 페넘2로 넘어가면서 경쟁사보다 45nm 공정 적용도 늦었고 기존 애슬론으로 대표되는 K8에서 이를 개선한 K10 아키텍처를 적용하고 있어 여전히 경쟁사와 절대적인 성능을 겨루기는 힘든 상황이다.
이에 따라 현재의 네할렘마이크로 아키텍처에 대응하기 위해서는 애슬론64의 등장처럼 획기적인 아키텍처의 변화가 필요할 것으로 예상되고 있다. 이에 맞추어 AMD는 2011년 즈음하여 데스크탑 및 서버 시장에 코드명 불도저로 알려진 새로운 아키텍처를 도입할 것으로 알려지고 있다.
불도저 아키텍처의 특징
[32nm 공정과 SMT를 포함한 불도저 아키텍처]
AMD가 이번 Financial Analyst Day 2009를 통해 소개한 프로세서 중 데스크탑 및 서버에는 코드명 불도저로 알려진 새로운 아키텍처가 적용되며, 2011년 중반에서 말 즈음하여 등장할 것으로 예상되고 있다.
불도저 아키텍처는 32nm SOI와 인텔에서 먼저 도입했던 High-K Metal Gate 기술을 도입함과 동시에 기존 페넘2 기반 제품들에 적용된 K10 아키텍처와 달라진 새로운 아키텍처다. 불도저 아키텍처가 적용될 첫 프로세서는 로드맵에서 살펴본 것처럼 코드명 Zambezi (Orochi 시리즈에 속함)로 공개된 상태다.
불도저 아키텍처는 기본적으로 2개의 CPU 코어가 결합되는 형식으로 부동소수점 연산유닛과 명령 디코더와 같은 리소스가 2개의 코어와 리소스를 공유하도록 설계되어 멀티코어를 구성하기 쉽게 만들어졌다.
또, 불도저 코어 하나에는 2개의 정수연산 코어가 있고 정수연산 코어 하나에는 정수연산 파이프라인이 4개 포함되고 있으며, 하나의 부동소수점 연산 유닛은 2개의 정수연산코어의 L1 캐쉬를 공유하는 방식으로 만들어진다. 그리고 L3 캐쉬는 기존 페넘2 시리즈처럼 코어들이 공유하여 사용하며, DDR3 지원 메모리 컨트롤러도 포함될 것으로 알려지고 있다.
[불도저 아키텍처는 실행효율을 높였다.]
정수연산 코어에는 4개의 정수연산 파이프라인이 포함되는데 ALU (연산유닛)과 AGU (주소생성 장치)가 어떻게 구성되지는에 대한 부분은 아직 공개되고 있지 않다고 하며, 현재 프로세서의 구성과는 달라질 수도 있는 것으로 알려지고 있다.
정수연산 유닛은 스케쥴러 및 데이터 캐쉬를 포함하여 2배로 늘었고 이는 병렬 스레드에서 정수연산 성능을 높일 수 있도록 한 것이다. 하지만, 이로 인해 다이크기는 증가되는 것으로 알려지고 있다.
부동소수점 연산유닛은 2개의 128bit FMAC 유닛을 포함하고 있으며, 하나의 스레드가 2개의 파이프라인을 공유할 수도 두 개의 스레드에서 파이프라인을 하나로 공유하여 사용할 수도 있다.
128bit FMAC는 인텔이 개발중인 32nm 샌디브릿지 (Sandy Bridge) 프로세서에 포함될 것으로 알려진 256bit FP 연산지원 AVX (Advanced Vector Extensions) 호환을 위해 추가되었다. 기존에 지원할 것으로 알려졌던 SSE5 대신 AVX 지원으로 선회했다고 알려지고 있다.
또한, 독립된 정수연산 스케쥴러와 부동소수점연산 스케쥴러는 실행 효율을 높여 확장성을 향상시키고 있다.
정수연산을 증가시키는 부분은 CPU + GPU 통합 프로세서인 퓨전을 염두에 둔 것으로 알려지고 있으며, 부동소수점연산은 궁극적으로 통합될 GPU에서 담당하도록 하는 방식으로 변화될 가능성이 높다. 추후 변화될 퓨전 프로세서는 단순 CPU와 GPU 통합이 아닌 GPU와 불도저 코어가 L3캐쉬도 통합되 근본적인 변화가 이루어지게될 것으로 예상되고 있다.
인텔과 다른 SMT (Simultaneous Multi-Threading) 기술 지원
[불도저에 적용될 SMT는 CPU 코어 리소스를 늘려 80% 처리 성능향상]
불도저 아키텍처의 또다른 특징은 SMT (Simultaneous Multi-Threading) 기술을 지원하는 것이다. 인텔은 펜티엄 4 노스우드를 통해 소개했던 하이퍼스레딩 기술을 네할렘마이크로아키텍처에 도입하고 있는데 인텔이 지원하고 있는 SMT (Simultaneous Multi-Threading) 기술은 하이퍼스레딩 (Hyper-Threading)으로 불리고 있다.
그러나, 불도저 아키텍처를 통해 구현되는 SMT 기술은 인텔의 SMT 기술과 다르다고 알려지고 있다.
AMD가 지원하는 SMT 기술은 CPU 코어 리소스 (다이크기)를 50% 늘릴 경우 80%에 이르는 처리 성능향상이 이루어지는 것으로 알려지고 있어 이미지의 클러스터 기반 멀티스레딩에 가깝다고 볼 수 있으며, 이로인해 불도저 아키텍처는 클러스터 기반 마이크로아키텍처가 될 것이라고도 알려져 있었다. 반면, 인텔의 하이퍼스레딩 기술은 CPU 다이가 차지하는 면적이 적은 대신 성능향상 역시 크지 못한 단점을 가진다.
그 외 불도저 아키텍처가 지원하는 기술들
불도저 아키텍처는 32nm 공정과 인텔에서 먼저 시도된 High-K Metal Gate 기술을 도입하는 것으로 알려지고 있다. 따라서, 45nm에서 32nm 공정 적용에 따른 발열이나 소비전력 향상도 이루어지게 되며, 이 외에도 전력관리 기술도 기존 페넘2 시리즈에 적용되는 쿨앤콰이어트 3.0보다 발전된 전력관리 기술이 지원될 것으로 알려지고 있다.
또한, 불도저는 8코어 구성이 가능해지며, 소켓 방식도 기존에 사용되는 AM2+/ AM3가 아닌 AM3r2로 알려진 소켓방식을 적용할 것으로 알려지고 있다.
그리고 해외 뉴스를 토해 소개된 것처럼 불도저 아키텍처는 DDR3-1866의 고클럭도 지원할 것이라는 소식들이 전해지고 있다.
불도저 아키텍처는 또한 APM Boost Technology (인텔 터보부스터와 비슷한 기술로 추정)을 지원할 것으로 알려지고 있다.
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