 코어 i7 - 향상된 캐쉬 시스템과 SSE4.2 명령어
추가!
코어 i7은 코어2 시리즈 CPU들에서 제공되지 않는
L3 캐쉬 8MB가 추가되며, L2 캐쉬는 코어 당 256KB를 할당하고 L3 캐쉬는
전체 코어들이 공유하게 된다. 물리적인 메모리 어드레스를 캐싱하는데
사용되는 TLB의 경우 2레벨 계층의 TLB로 코어2 시리즈의 코어 마이크로아키텍처보다
향상된 성능을 제공해준다. L2 캐쉬 역시 코어 당 256KB로 줄어들었으나
낮은 레이턴시와 향상된 확장성을 제공해준다.
L3 캐쉬의 경우 보통 서버 프로세서들에서 주로
사용되었으나 AMD의 경우 네이티브 쿼드 코어로 소개된 경쟁사의 페넘
프로세서들은 L3 캐쉬를 추가로 제공하여 성능 향상을 꾀하고 있다.
코어 i7 역시 AMD 페넘 프로세서와 같이 L3 캐쉬가 코어들의 공유를
통해 데이터들의 빠른 처리를 통해 성능 향상을 가능하게 해준다.
코어 i7의 경우 코어2 CPU들이 쿼드 코어 프로세서의
경우 L2 캐쉬를 공유하는 방식으로 코어 당 6MB를 공유하고 총 12MB를
적용하였던 것과 달리 L2 캐쉬는 코어 당 256KB를 할당하여 더 작아졌으나
L3 캐쉬를 통해 성능 저하를 개선하고 있다. L1 캐쉬는 코어2 CPU의
코어 마이크로아키텍처와 같이 32KB의 명령 캐쉬와 32KB 데이터
캐쉬로 같은 용량을 제공한다.
캐쉬 성능 향상 외에도 명령 페치와 명령 프리 디코드,
명령 디코딩 등의 새로운 설계를 통해 코어 i7은 64비트에 보다 최적화된
아키텍처를 구성하고 있다. 또한, 전통적인 분기예측 구조에서 코어2가
Loop Stream Detector (LSD)에 18개의 명령어를 내장하여 분기예측을
빠르게 처리하도록 구성된 것과 달리 28개의 micro-ops 캐쉬를 내장하여
코어2 대비 더 많은 명령어들을 처리할 수 있게 되었다.
코어 i7은 코어2 시리즈에 추가된 SSE4.1에 추가로
SSE4.2로 알려진 새로운 명령어가 추가된다. SSE4.2에는 ATA (Applicatioin
Targeted Accelerator) 명령어와 STTNI 명령어의 2가지가 추가된다.
ATA에는 Cyclic Redundancy Check 값을 확인하는 CRC32, 대규모 데이터를
찾고 네트웍 스토리지 접근 향상과 전력 효율 개선을 위한 POPCNT, 빠른
XML 해석 등의 가속을 위한 STTNI 스트리밍 명령어를 제공하여 문자와
텍스트 프로세싱 부분의 성능 향상을 가능하게 해준다.
코어 i7 - 효율적인 전력 관리 기능과 Turbo Mode
추가!
코어 i7 프로세서는 기존의 코어2 CPU들과 달리
보다 효율적인 전원 관리 기능을 추가했다. 파워 게이트로 불리는 기술을
통해 누수 전력을 최소화하고 코어별로 독립적인 전력 관리가 이루어지며,
동적 전원 관리 기능을 통해 실시간으로 각 코어의 전압과 클럭 온도
등을 파악하고 CPU의 전력 낭비를 막아준다.
코어 i7은 동적 전원 관리기능 (Dynamic Power Management)을
제공하는데 이 기술은 PCU (Power Control Unit)을 통해 제어된다. 내장되어 있는 센서를 통해 실시간으로 현재의
전력과 전압, 온도 등을 측정하다. 또한, 코어별로
센서를 제공하고 이전보다 더 정확하게 코어들을 관리하고 사용하지
않는 코어의 전원을 차단 (파워 게이트의 도움으로)하여 불필요한 전력
낭비를 최소화할 수 있게 만들어준다.
AMD의
경우 페넘 프로세서에서 코어와 메모리 컨트롤러의 전력과 클럭 조절이
독립되도록 설계되고 있는데 인텔 역시 새로운 프로세서인 코어 i7에
이런 기능들을 포함한다. 이에 따라 프로세서 코어를 독립적으로 오버클럭할
수 있고 각 코어는 그에 맞는 전력을 소비할 수 있게 된다. 페넘과 코어
i7의 차이는 코어 i7에만 내장된 파워 게이트에 있다.
현재의 멀티코어 프로세서들은 코어들이 같은 전압을
적용하여 대기 (IDLE) 상태에서 누설 전류가 여전히 높은데 이는 여러
코어들이 모두 활성화되어 있기 때문이다. 또한, 동작 상태로 바뀌면
전력을 공급하는 양이 급속도로 증가되고 코어의 수가 늘어남에 따라
발생되는 누설 전류도 증가되어 불필요한 전력 낭비가 많아진다.
코어 i7 프로세서는 CPU에 내장된 파워 게이트 (Power
Gate)를 통해 스위칭 방식으로 누수 전력을 최소화하고 대기 (IDLE)
상황에서 코어들마다 소비전력을 0에 가깝게 만들어줘 독립적인 전원
관리가 가능하도록 해준다.
코어 i7에 적용되는 터보모드 (Turbo Mode)는 모바일
펜린에서 시작된 기술로 코어별로 PLL을 제공하여 코어를 개별 관리하고
사용하지 않는 코어를 차단하는 등의 기능을 제공하는 동적 전원 관리 기술과
파워 게이트와도 연관되어 있다.
듀얼 코어를 사용할 경우 싱글 스레드 어플리케이션을
실행하면 나머지 하나의 코어는 대기상태 (IDLE)가 되어 TDP가 더 낮게
되는데서 착안한 기술이다. 즉, 싱글 스레드 어플리케이션 실행시 코어
하나만 필요하면 파워 게이트 기술을 통해 나머지 코어들을 끄고 하나의
코어의 클럭을 일정 수준으로 향상시켜 성능을 증가시킬 수 있게 되는
것이다.
코어 i7에서는 이전의 터보모드를 개선하였고 모든
코어가 대기상태 (IDLE)일 때와 일부 코어가 대기 상태, 또는 모든 코어가
완전히 활성화되어 있지 않을 때도 사용이 가능해졌다. 코어 i7은 일정하게
정해진 클럭에서 터보모드가 활성화되고 동적 전원 관리를 담당하는
PCU는 TDP를 초과하지 않는 범위 내에서 클럭을 향상시키도록 만들어준다.
TDP 레벨이 충분히 낮아지거나 코어가 대기 상태에 있으면, 터보모드는
클럭을 자동으로 증가시켜 실행 성능을 향상시키게 된다. 터모보드는
사용자가 원하지 않을 경우 켜고 끌 수 있는 것으로 알려지고 있다.
코어 i7 - 2세대 가상화 기술 적용!
코어 i7 프로세서는 인텔의 2세대 가상화 기술 (Virtualization
2.0) 기술도 지원한다. 가상화 기술은 주로 서버와 워크스테이션에서
많이 사용되고 있는 기술로 시스템 사양이 다른 경우 리소스를 합하거나
분리하는 등의 작업을 비롯하여 시스템을 확장 또는 축소하여 운영하는
등의 작업들이 가능해진다.
일반 사용자들의 경우 운영체제 (OS)를 하드웨어나
시스템의 구조에 영향을 받지 않고 설치하는 등의 작업도 가능하게 해주는
것이 가상화 기술의 하나에 속한다. 가상 서버를 설치할 경우 가상화
기능을 이용할 수 있는데 가상 서버는 인터넷에서 다른 위치에 있는
서버를 마치 자신의 전용 서버처럼 사용할 수 있게 해주는 서버로 가상
호스팅 등과 같은 가상 서비스 등을 제공해준다. 최근에는 이처럼 가상화에
대한 사용이 서버와 워크스테이션 분야 뿐만 아니라 일반 PC 환경에서도
그 중요성이 커지고 있다.
코어 i7 - 서버와 하이엔드, 메인스트림
데스크탑 제품군!
네할렘은 프로세서는 서버와 워크스테이션 시장을
위한 네할렘-EP (2S)/ EX (4S+)와 하이엔드 데스크탑용으로는 Bloomfield
즉, 코어 i7 920/ 940/ 965 Extreme Edition의 제품들은 2008년 11월
중으로 등장할 것으로 알려진 상태이며, 메인스트림 시장에 등장한 쿼드 코어 Lynnfield와 그래픽 코어가 내장된 듀얼
코어 Havendale은 각각 2009년 3분기와 2010년 1분기 초에 등장할 것으로 알려지고 있다. 코어
i7 900 시리즈는 X58 칩셋이, Lynnfield와 Havendale은 P55 (PCH) 칩셋이
함께 등장할 것으로 예상된다.
또한, 모바일 시장을 겨냥한 네할렘 아키텍처의
Clarkfield와 Aubrndale 프로세서도 2009년 등장하게 될 것으로 예상되어지고
있다.
데스크탑 하이엔드 시장에 등장할 코어 i7 920/
940/ 965 Extreme Edition의 3종은 2.66/ 2.93/ 3.20GHz의 클럭으로 등장하게
되며, L3 8MB 캐쉬 제공, TDP는 모두 130W (QX9650 3.00GHz TDP 130W, QX9770
3.20GHz TDP136W, QX9775 3.20GHz TDP150W)를 가진다. QPI 적용은 순서대로
920/ 940이 4.8GT/s, 965가 6.4GT/s의 전송속도를 제공하며, LGA1366
소켓을 공통적으로 사용한다. 가격은 코어 i7 920이 $284, 940이 $562,
965 Extreme Edition이 $999를 형성할 것으로 알려지고 있다. |
