인텔이 2008년 아톰 프로세서와 넷북을 선보인 후 5년만에 모바일 기기에 최적화된 저전력, 고성능 마이크로 아키텍쳐인 실버몬트(Silvermont)를 공개했다.
인텔코리아는 7일 서울 여의도 본사에서 열린 기자간담회를 통해 스마트폰에서 데이터센터까지 적용되는 저전력, 고성능의 반도체 아키텍처인 '실버몬트(Silvermont)'를 공개했다.
실버몬트는 저전력 프로세서가 필요한 시장의 요구를 반영해 22nm 3D 트라이-게이트 SoC 설계를 통해 전력효율성을 극대화하고 비약적인 성능 향상을 이뤄낸 새로운 마이크로 이키텍쳐다. 자체 테스트에 의하면 실버몬트는 기존 아톰 프로세서 대비 성능은 최대 3배 개선되고 전력 소모는 5배 줄었으며 올해 하반기부터 본격적으로 다양한 아톰 프로세서에 적용될 예정이다.
실버몬트 마이크로 아키텍처의 주요 성능은 다음과 같다.
- 새로운 비순차적 실행 엔진으로 동급 최고의 단일 스레드 성능 제공
- 새로운 멀티 코어 및 시스템 패브릭 아키텍처는 최대 8개 코어까지 확장 가능, 보다 높은 대역폭을 위한 성능 향상, 낮은 레이턴시(Latency), 보다 균형 있고 반응적인 시스템을 위한 효율적인 비순차적(out-of-order) 지원
- 새로운 인텔 아키텍처 명령어 및 기술은 폭넓은 제품을 지원하기 위한 향상된 성능과 가상화 및 보안 관리성 제공. 이러한 명령어들은 인텔의 기존 64비트 지원 및 인텔 아키텍처 소프트웨어 설치 기반으로 구축
- 새로운 인텔리전트 버스트 기술, 저전력 C 스테이트, 인텔의 3-D 트렌지스터의 장점을 활용한 폭넓은 운영상 장점을 포함한 강화된 전력 관리성. 인텔® 버스트 테크놀로지 2.0은 싱글 및 멀티코어를 지원하여 전력 효율성을 위해 확장된 뛰어난 응답성 제공.
우선 눈에 띄는 변화는 그동안 아톰 프로세서에서 사용되었던 인 오더(In order) 방식에서 아웃 오브 오더(Out of Order) 방식, 즉 비순차적 실행 엔진을 적용한 부분을 들 수 있다. 인 오더 방식의 경우 전력 소비를 줄일 수 있고 단순한 설계가 가능하다는 장점이 있지만 순차적으로 처리가 진행되기 때문에 효율성이 떨어진다.
이에 비해 아웃 오버 오더 방식을 적용하면 프로세서가 외부 메모리와 액세스하는 사이에도 다른 작업을 처리할 수 있기 때문에 처리 효율이 향상되며 결과적으로 성능 향상이 이뤄진다. 이는 그동안 아톰 프로세서의 단점으로 지적되어왔던 성능 문제를 해결할 수 있는 실마리가 될 수 있으며 대신 복잡해지는 설계 방식을 3차원 공정을 통해 최적화하였다.
내부 프로세서는 모듈 형태로 제공된다. 기본적으로 다이 하나에 2개의 코어와 L2 캐쉬가 들어가 있는데 필요에 따라 이를 여러개 붙혀서 4코어, 8코어등을 설계할 수 있다. 또한 외부 메모리와의 액세스를 담당하는 메모리 컨트롤러를 개선해 보다 빠른 데이터 처리가 가능하며 내장된 그래픽 프로세서의 경우 작동 속도나 소비전력등을 함께 관리할 수 있도록 되어 있어 효율성을 극대화시켜주고 있다.
명령어 세트의 지원도 보다 다양해졌다. SSE 4.1, SSE 4.2등의 명령어 지원이 추가되면서 여러 가지 작업을 동시에 진행이 가능해졌으며 멀티미디어를 구현하기 위한 명령어 세트의 경우 기존 메인스트림 제품에서 사용하고 있던 것을 그대로 사용하게 되면서 보다 빠르게 대응이 가능해졌다.
또한 가상화 기술을 통해 하나의 플랫폼에서 다양한 운영체제용으로 포팅할 수 있는 기반을 마련했으며 최근 중요성이 높아지고 있는 보안 부분도 코어에 있었던 복잡한 알고리즘을 적용하여 보안을 강화하였다.
실버몬트는 기존 코어 마이크로프로세서에서의 장점들을 가져와 이를 더욱 강화하였는데 대표적인 것이 바로 터보부스트 기능을 들 수 있다.
기존까지는 강력한 프로세싱 성능이 요구될 경우 하나의 코어를 끄는 대신 다른 코어의 성능을 끌어올리는 방식이 사용되었는데 이 경우 그래픽 코어에 대한 제어는 하지 못하였다. 하지만 개선된 버스트 모드의 경우 필요에 따라 2개의 코어의 성능을 끌어 올려 빠르게 작동시키면서 사용되지 않는 GPU는 클럭을 낮춰 소비전력과 성능의 균형을 잡아줄수 있다.
이처럼 코어와 GPU를 통합해 관리하기 때문에 게임처럼 CPU와 GPU를 모두 활용하는 경우에는 필요에 따라 순간적으로 작동 속도를 끌어 올릴 수도 있으며 반대로 사용하지 않을 경우 모두 다 낮출 수도 있어 한정된 크기에서 발열과 성능, 소비전력을 모두 만족시킬 수 있다.
예전부터 소비전력을 낮추기 위한 방법으로 노트북등을 통해 많이 사용되어 왔던 C-스테이트의 경우 CPU 코어를 활동 상태에 따라 다르게 분류하여 C0, C1, C2, C4, C6등으로 나누게 된다. 그중 C1은 현재 명령을 실행하는 상태고 C1에서 C6까지 가면서 서로 다른 등급으로 절전모드로 들어가게 된다.
지금까지는 C6의 경우 코어 내부의 L1 캐쉬를 완전히 소거하고 프로세서의 상태를 존하면서 내부 코어와 L2 캐쉬를 정지하였다. 실버먼트에서는 나중에 사용할 것 같은 캐쉬는 버리지 않고 반은 내용을 남겨둠으로써 다시 동작 상태가 되었을 때 그 내용을 받아쓸 수 있도록 개선하였다. 물론 캐쉬라는 것이 트랜지스터로 구성된 만큼 많은 전력을 소비하지만 22mm 공정으로 미세화해 전력 소모를 줄였다.
앞서 언급했듯이 실버몬트의 가장 큰 특징중에 하나는 바로 뛰어난 전력 관리기능이다. 실버몬트의 경우 적은 전력을 사용하지만 저성능에서 고성능에 이르기까지 전력 소비량이 급속하게 커지지는 않는다. 이에 비해 ARM의 경우 현재 고성능과 저전력 코어가 확실히 구분되어 있으며, 전 영역에서 사용하기 위해서 고성능 대형 코어와 저전력 소형 코어를 함께 장착해 필요때마다 이를 전환하는 빅리틀 방식이 사용되고 있다.
하지만 이 경우 저전력 코어가 끝나는 부분과 고성능 코어가 시작되는 스위칭 부분을 구분하기 힘들며 저전력 코어의 경우 일정한 성능 이상이 될 경우 급속한 소비전력 상승하며 반대로 고성능 코어의 경우 아무리 클럭을 낮춰서 일정한 소비 전력 이하로 줄이는 것은 한계가 발생한다. 결국 두 개의 코어를 상황에 맞춰 스위칭 하는게 경우에 따라 비효율적일 수 있으며 그에 비해 실버몬트의 경우 하나의 칩으로 저전력에서 고성능까지 모두 만족시킬 수 있도록 설계가 되었다.
스마트폰에서 데이터센터까지, 실버몬트 본격 출격
인텔은 우선 올 겨울 안드로이드와 윈도우등에서 함께 사용할 수 있는 태블릿용 아톰 칩 베이트레일을 시작으로 4분기에는 마이크로 서버용 아보톤과 내년 초에는 스마트폰용 메리필드를 차례로 선보일 예정이다.
인텔의 쿼드코어 '베이트레일' SoC는 2013년 홀리데이 시즌에 출시될 태블릿 제품에 탑재될 예정이며, 인텔의 기존 세대 태블릿이 제공하는 컴퓨팅 성능의 2배 이상 향상을 제공할 것이다. 실버몬트의 유연성을 바탕으로 '베이 트레일' 플랫폼을 활용한 제품들은 태블릿 뿐만 아니라 엔트리급 노트북 및 혁신적인 폼 팩터의 데스크톱 컴퓨터 시장에서도 사용될 것이다.
인텔의 '메리필드(Merrifield)'는 올해 말 고객들에게 제공될 예정이며 기존 세대 제품보다 향상된 성능과 배터리 수명을 제공하고 상황 인식(context aware) 및 개인 서비스, 웹 스트리밍을 위한 울트라-패스트(Ultra-fast) 커넥션, 향상된 데이터, 디바이스, 프라이버시 보호 기능을 제공할 것이다.
인텔의 '아보톤(Avoton)'은 마이크로서버 스토리지, 데이터센터의 스케일아웃 워크로드, 업계 혁신적인 에너지 효율성과 와트당 성능을 제공할 것이다. '아보톤'은 인텔 아톰 프로세서의 2세대 SoC로 64비트, 통합 패브릭, 에러코드 정정, 인텔 가상화 기술, 소프트웨어 호환성 등 고객들이 요구하는 서버 제품의 기능을 모두 제공한다.
또한 '랭글리(Rangeley)'는 엔트리급에서 미드레인지급 라우터, 스위치, 보안 장비 등 네트워크 및 통신 인프라를 타깃으로 한 제품이다. 두 제품 모두 올해 하반기 중 출시 예정이다. 그밖에 자동차에 장착되어 사용할 수 있도록 외부 충격과 열등에 강한 차량용 인포에인먼트(IVI)용도 선보일 예정이다.
인텔이 발표한 실버몬트 마이크로아키텍쳐는 모바일 시장에서 더 이상 뒤처지지 않겠다는 인텔의 의지 표현이라고 할 수 있다. 인텔은 직접 설계에서 양산에 이르기까지 모든 과정을 수행할 수 있는 능력을 통해 현재 ARM과 퀄컴이 독식하다시피한 모바일 AP 시장에 본격적으로 뛰어들겠다는 전략인 셈이다.
인텔코리아 이희성 대표는 “올 하반기부터 실버몬트가 적용된 디바이스가 출시된다면 일부에서 제기하는 성능과 소비전력등에 대한 모든 의문을 검증할 수 있을 것"이라면서 "이번에 발표한 실버몬트를 시작으로 모바일 시장 공략을 위한 완벽한 준비가 끝났다"고 강조해 실버몬트에 대한 강한 자신감과 기대감을 내보였다. |
