인텔은 i850이 RAMBUS의 발에 묶여 계속 플랫폼 시장에서 고전하자, i850을 개조한 i845를 출시하게 된다. i845는 SDRAM을 장착 가능하게 하여, 당시 저가메모리인 SDRAM을 사용 메모리 호환성을 높였다. 그러나...i845에서 어떤 성능을 보여줄지는?
인텔은 처음 출시할 때 SDRAM용으로 i845를 출시하였다. 그러나 i845역시 성능면에서 고전을 면치 못하자 i845 -B0 Stepping을 긴급 출시하게 된다. 또한 533MHz FSB를 사용하는 Pentium4를 출시하면서 이를 지원하기 위해 i845E 칩셋츨 출시하게 되었다. i845와 i845B0의 차이는 DDR을 사용하는것을 제외하고는 완전히 같은 칩이라고 할 수 있으며, i845B0과 i845E의 차이점은 533MHz FSB의 지원 유무와 흔히 사우스브리지라 말하는 I/O Coltroller Hub를 기존의 ICH2에서 ICH4로 변경되어 USB 2.0을 지원하게 되었다.
Chipset - CPU부분
대역폭을 계산하는 방법은 이렇다. 대역폭이라는 것이 초당 몇개의 bit (or Byte)를 보내는 것이냐는 것이므로, 다음과 같이 계산할 수 있다.
대역폭 = 초당 클럭수 X 초당 데이터수
공학도라시면 잘 아시겠지만 1클럭은 1초에 한번 사이클을 돌게되면 1클럭이라 부른다. 클럭의 단위는 Hz이며, 이는 Hertz라는 분께서 발견하셨다고 해서 붙여진 이름이란다. 우리가 흔히 헤르즈, 헤르즈 라고 하는 것이 바로 이것이다.
Pentium 4용 모든 칩셋은 모두 같은 Chipset - CPU 대역폭을 가지고 있는데, 이는 CPU에서 정한 대역폭이기 때문이다. 대역폭은 다음과 같다.
400000000Hz X 8byte = 3200000000Byte/s (400MHz X 8Byte = 3.2GB/s)
533333333Hz X 8byte = 4266666664Byte/s (533MHz X 8Byte = 4.2GB/s)
Pentium 4는 Quad pumped를 채용하여 100/133MHz 버스를 운영하면서 초당 4개의 클럭을 생성한다고 했으므로 초당 클럭수는 400/533MHz이기 때문에 초당 3.2/4.2GB의 전송률을 가지고 있다. 이는 AMD의 2.1GB/S보다 50% 이상 더 큰값이다.
대역폭이 넓으면 그만큼 데이터를 빠르게 전달할 수 있으므로 병목현상이 감소한다. 특히 가장 많은 데이터가 오가는 부분이 Chipset - CPU부분이므로 이는 상당히 중요하다고 할 수 있다. i850 역시 초당 3.2GB/S의 대역폭을 처리해주는 칩셋이다.
Chipset - RAM
No 2. Chipset - Memory
여기서 문제가 발생하게 되는데 SDRAM의 대역폭을 한번 계산해보자.
PC133 SDRAM 메모리의 경우 : 133Mhz X 8Byte = 1.064GB
i850시스템에 비해 3배이상 떨어지는 대역폭을 가지고 있다. 언젠가 필자가 한적이 있는 말 같은데, 컴퓨터는 하향평준화를 아주 좋아하는 제품이라고 말이다. 예를들어, A는 100Mhz로 움직이고, B는 10Mhz로 움직인다면 A와 B사이에 데이터는 10Mhz로 움직이게 된다. 즉, A는 자신의 성능의 10%밖에 발휘하지 못하는 꼴이 되고 만다.
이런 꼴이 i845에서 나타나고 있다. CPU-Chipset은 3.2GB/s, Chipset - Memory는 1.06GB/s, 3배이상의 차이를 나타내게 되므로, Pentium 4의 장점인 Quad Pump를 비롯한, 1부에서 언급한 Pentium 4의 모토 "구조는 단순하게, 속도는 빠르게" 가 메모리 대역폭에서 완전히 무너져버리는 것이다.
이는 성능과 직결되어 전체 System의 성능이 약 30% 감소하는 효과까지 나오게 된다. 따라서 성능면에서 볼때 상당히 쓸모없는 플랫폼으로 불려졌었다. 그러나 국내에서 저가형의 바람을 타고 "Pentium 4 PC가 60만원!!!"이라는 광고에 현혹된 다수의 이용자가 인텔의 이 시장점유율용 칩셋에 많이 희생되기도 했다.
i845-B0는 이 문제점을 간파하여 DDR을 장착한 일종의 개량버전이다. 보드나라에서는 이용자들의 편의를 위해 i845D라고 따로 분류하기는 하지만 인텔의 리스트에서는 i845D나 기타 제품은 찾아볼 수 없다. 인텔은 i845B0라고 한 Stepping의 변경만을 단행했으며, 이는 두가지 i845가 같은제품임을 나타낸다고 한다.
DDR지원기능이 추가된 i845는 DDR메모리를 장착하여 SDRAM에서 발생한 대역폭의 문제를 상당히 해결했다고 할 수 있다. DDR의 대역폭은 다음과 같다.
PC2100 DDR SDRAM의 경우 : 133 X 2 X 8 Byte = 2.1GB/s
DDR을 장착함으로써, 3.2GB/s - 2.1GB/s 라는 , 어느정도(?) 균형을 이루게 되어, RDRAM에 근접하는 성능을 보여주고 있다. 이 성능의 비교에 대해서는 Intel Platform 5종벤치에서 다루었으니 참고하시기 바란다.
[리뷰] Pentium 4 메인보드 칩셋 5종벤치. 제 1부. 성능 테스트
i845는 DDR사용시 한가지 단점을 가지고 있는데 이는 i815에서도 겪었던 마찬가지 현상으로, 메모리 뱅크를 최대 2GB(2 Bank)만 지원한다는 사실이다. 이는, i850이 2Channel만 가지고 있기때문에 나타나는 현상으로, 이는 i845가 i850에서 Memory관련 설계만 바꾼 버전이기 때문이라고 볼 수 있다. i850의 경우 1 Channel당 두개의 메모리를 사용하기 때문에 총 4개의 메모리가 사용이 가능하지만, i845의 경우 Dual Channel을 사용하지 않으므로 결국 2Channel인 2 Bank만 지원이 가능하다. 이는 i845의 가장 큰 단점이라고 할 수 있다.
North - South
인텔은 BX에서는 PCI버스를 사용하여 노스-사우스를 연결하였다. 820으로 바뀌게 되면서 인텔은 Hub Architecture로 개정하면서 제일먼저 내세운것이 바로 North - South 대역폭이다.
PCI버스를 사용하면서 133MB/S의 대역폭을 가지게 되었다. 그러나 PCI 데이터의 병목현상이 심해지면서 133MB로는 병목현상이 나타나기 시작했으며 이때 인텔은 Hub Architecture로 바꾸면서 266MB/S로 두배 뻥튀기를 한것이다. 이기술 역시 DDR의 원리와 같은 것이다.
쉽게설명하면, 차선이 하나 있을때 한쪽에서는 데이터를 주고, 한쪽에서는 데이터를 받게된다. 이렇게될때 만약 A -> B -> A 를 실행하려면 총 2초가 걸린다. (1클럭=1초라고 봤을때) DDR기술은 차선을 하나 더 두어 A -> B -> A를 실행하는데 1초가 걸리게 만드는 기술이다. DDR, Hub Architecture, RDRAM의 400 X 2모두 같은 원리이다.
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