Gipple's Recommended Article....

 두번째 소개하고자하는 내용은 '현 메인보드가 프레스컷코어 펜티엄을 지원하기 힘든 이유'에 대한 글 입니다.

 인텔은 차세대 제조공정 90㎚의 프로세서 2종류를 올해 안에 내놓을 것이다. 3사분기가 끝날무렵 제 2세대 펜티엄 M(Dothan:도선)을, 4사분기에 펜티엄4의 뒤를 이을 프레스컷이 그들이다. 인텔은 프레스컷(Prescott)을 올해 안에 3.4GHz대로 출시해 내년 1사분기까지 3.6GHz로 끌어 올릴 것이다. 프레스컷은 벌써 샘플의 검증이 진행되고 있는 중이고 인텔의 발매 준비는 순조롭게 진행되고 있다.

 다만 문제가 되는 것은 프레스컷의 열문제이다. 프레스컷의 소비전력이 인텔이 예상했던 것보다 상당히 높다고 판명되었다. 대략 프레스컷의 TDP(Thermal Design Power:열설계 소비전력)은 3.6Ghz가 된다면 100W를 넘을 것으로 보인다. 당초의 인텔의 예상이 89W였으므로 15%정도 증가한 것이다.

 이로 인해 인텔은 프로세컷지원 메인보드의 사양을 변경하기 시작했다. 그결과 프레스컷을 지원할 수 있을 것으로 예상되던 현 875/865계열 메인보드도 프레스컷을 지원할 수 없는 제품이 나올 것으로 예상된다. 또한 열로 인한 문제는 내년에 출시하는 모바일 프레스컷를 사용하는 노트PC에 상당한 영향을 미칠 것이다.

 또, 장기적으로 이번 문제는 인텔 CPU의 소비 전력의 증가가 계속 될 것을 암시하기도 한다. 만약 그렇게 된다면 PC의 설계가 더욱 어려워진다. 게다가 90㎚ 공정이 예상보다 전력소비가 많을 가능성도 보이고 있다.

 - FMB 가이드 라인에 영향을 주는 프레스컷의 TDP

 인텔은 일반적으로 샘플칩으로  실제 소비전력을 측정하기 전에 예상 소비전력을 OEM 벤더들에게 전한다. 이것은 지원 메인보드를 미리 설계받기 때문이고 그후 실제 샘플 칩의 소비전력이나 제품계획에 맞춰서 약간의 조정을 한다. 이것이 일반적인 방식이지만 이번에 달라진 것은 초기 실리콘 제품과 후에 출시된 실리콘의 소비전력이 크게 차이난 것이다.

 실제로 이 이야기는 1~2개월정도 전부터 PC업계에 알려져 있었던 것 같다. 그것에 따르면 인텔은 마이크로PGA478패키지의 프레스컷의 TDP를 최대 89W로 예상하고 있었다고 한다. 하지만 실제 실리콘을 검증해본 결과 이 수치는 103W로 수정되었다.  소비전력이 증가되면 CPU 공급되는 전류의 양도 늘리지 않으면 안된다. 그 때문에 메인보드의 CPU 공급전류(IccMAX)도 78 A~91 A정도가 거론되고 있다. 즉, 그만큼의 전류량을 공급할 수 없는 메인보드는 프레스컷을 지원할 수 없는 것이 되어 버린다.

 - 메인보드 설계의 변화

 이 문제는 인텔의 OEM 벤더에 대해서 제공하고 있는 메인보드 설계 가이드라인 (Flexible Motherboard:FMB)에 크게 영향을 준다. 인텔은 각 CPU세대마다 2종류의 FMB를 제공하고 있다. 예를 들어 현재 0.13㎛ 펜티엄4(노스우드)에 대해서는 'Northwood FMB1', 'Northwood FMB2'등이 있다.

 프레스컷을 지원원하는 'Prescott FMB1'에 따르면 노스우드와 프레스컷 모두를 지원할 수 있게 되어 있다. 메인보드중엔 이미 이 스펙을 갖춘 제품도 많을 것이다.

 인텔의 데스크탑 플랫폼 그릅 부사장겸 제너럴 매니져인 윌리엄 M 시우씨는 프레스컷 FMB1에 대해 다음과 같이 설명한다.

 'Prescott FMB1은 고객들이 Northwood에서 Prescott으로 이전이 가능하게 한 설계입니다. CPU이전에서 CPU소켓이나 칩셋의 변화를 한꺼번에 할 경우 유저들이 보다 빠르게 이전할 수 없습니다. 그러나 프레스컷의 경우 메인보드의 큰 변경이 없습니다. 고로 빠르게 프레스컷을 사용할 것이라 생각합니다.'

 프레스컷 FMB1에서는 EOL(최종판)까지 노스우드 3.2GHz와 마이크로PGA478 프레스컷을 지원한다. 인텔은 프레스컷 3.6GHz이상에서 새로운 패키지은 LGA(Land Grid Array) 775로 움직이려 하고 있다. 즉, 프레스컷 FMB1에서는 3.6GHz까지 프레스컷을 지원할 예정이었다. 덧붙여서 LGA 775 프레스컷과 그다음 세대 CPU인 테자스(Tejas)는 프레스컷 FMB2로 지원할 예정이었다.

 그런데 프레스컷의 실제 실리콘의 TDP가 너무나 올라 버렸기 때문에 인텔은 계획을 변경한 것 같다. 한 정보통에 의하면 인텔은 수정 스펙을 갖춘 프레스컷 FMB 1.5를 책정해 제공하고 있다고 한다. 이 프레스컷 FMB1.5는 TDP가 103W, IccMAX가 91 A로 약 15%정도 늘어났다. FMB 1.5라는 스펙을 만든 것은 변경폭이 크기 때문에 새로운 FMB로 나눌 필요가 있기 때문이었다. 즉, 프레스컷 FMB 1.5기준의 메인보드가 아니면 프레스컷을 지원할 수 없다는 것이다.

 FMB에 영향이 큰 것은 현재에도 이미 많은 전류량을 메인보드를 통해 안정공급하는 것이 어렵기 때문이다. 이것은 비용과도 밀접하게 관련된다. 인텔의 현 VRM(Voltage Regulator Modules;전원부)의 사양은 안정되어 보다 많은 전류를 공급할 수 있는 'VRM 10.0'이 되어 VRM 10에서는 다수의 Phase를 지원하고 있다. 그리고 인텔은 당초 프레스컷 FMB1으로 3Phase, FMB2로 4Phase 전원구성을 요구하고 있었다고 말해진다. 그러나, 실제로는 3Phase는 비용면에서 그다지 받아들여지지 않았다고 한다. 하지만 TDP가 상승하기 때문에 향후는 역시 Phase를 늘릴 필요가 나올 것이라 말해고 있다.

PC의 TDP증가량
3Ghz대에서 급등하고 있다.

 - 100W가 넘는 TDP

 TDP의 증가로 인한 또 하나의 문제는 열설계이다. 일반적으로 TDP가 상승되면 CPU를 냉각하는 것이 까다로워진다. 그러나 이번 인텔은 프레스컷의 TDP가 상승해도 히트싱크나 Ta(프레임내 온도)스펙의 변화는 없다고 말하고 있는 것 같다. 즉, CPU는 뜨거웠지만 냉각은 바꾸지 않아도 좋다고 말하고 있다. 즉 인텔이 Tcase(CPU의 패키지 온도)를 변경하는 것이다.

 PC의 열설계에서 CPU와 프레임내의 공기와의 온도차와 CPU의 소비전력, 그리고 히트싱크의 열저항값이 중요한 요소가 된다. 구체적으로 '(Tcase - Ta)/TDP = 히트싱크의 열저항값'이 된다.

 이중 우선 히트싱크의 열저항은 제약되어있다. 열저항값은 C/W로 나타나 값이 작을수록 우수하지만 비용이 높아진다. 히트싱크의 기술진보의 속도가 늦고 현재는 0.33 C/W정도가 PC에서는 한계이다.

 한편 프레임내의 온도는 'Ta(ambient)'로 나타난다. 낮으면 낮을수록 CPU 회전의 열설계는 용이하게 되지만 그 만큼 프레임내의온도를 내리기 위한 기술을 필요로 한다. 이전에는 Ta가 40~45도C(예로 Northwood FMB2는 42도C)였지만 현재의 프레스컷 FMB1에서는 38도시로 보다 엄격해지고 있다. 이 스펙도 더 이상 낮추기 힘들다.

 결국 2개의 요소가 고정되어있는 상황에서 하나의 변수만이 변했다. 그렇다면 남은 하나의 변수를 바꾸지 않으면 안되는 것이다. 즉, TDP가 상승한만큼 Tcase가 증가된 것이다. 이전 프레스컷의 Tcase가 69도C였던 것이 1.5에서는 74도 C로 되어있다. 실제 TDP 상승의 비율보다는 Tcase의 상승비율이 작지만 그것은 FMB1의 여유가 있었기 때문으로 생각된다. 이 조치가 영향을 주는 것은 프레스컷의 제품비율등일 것이고 인텔에게 있어서 좋지 않은 전개가 될 것이다.

 물론 데스크탑은 아직 괜찮다. 문제는 인텔이 프레스컷을 데스크탑 대체용(DTR) 노트북 PC에 투입한다는 것에 있다. DTR용은 실질적으로 데스크탑과 동일한 수준의 TDP이므로 매우 피곤한 상황이 되어 버렸다.

 최근까지 모바일 프레스컷의 TDP는 3.46GHz로 74W였다. 하지만, 현재 모바일 프레스컷의 TDP는 97W가 되고 있다는 것이다. 노트 PC로 94W! 아무리 데스크탑 대체용이라고 하지만 상당한 부담이다.

 인텔은 모바일에서도 데스크탑과 같이 Tcase를 끌어올리는 것으로 해결하려하고 있다. 기존 모바일 프레스컷의 Tcase는 72도C였지만 지금은 76도C로 되어있을 것이다. 그러나 이래도 부족하기 때문에 데스크탑 대체용 제품에서 Ta는 5도 시정도를 낮출 것이다. 즉, 노트 PC 설계자는 지금제품보다 프레임내의 온도를 5도C 낮출 수 있는 시스템을 생각하지 않으면 안되는 것이다.

 높은 온도의 프레스컷은 많은 변화를 가져온다. 물론 인텔은 대책을 준비중인 것 같다. 프레스컷 FMB1에서도 지원할 수 있는 프레스컷을 출시한다는 정보도 있다. FMB 1.5로 고클럭의 프레스컷을 지원하는 한편 FMB1으로 지원가능한 범위의 TDP를 억제한 클럭이 낮은 프레스컷을 출시한다는 이야기이다. 하지만 자세한 것은 확실치 않다.

출처:www.watch.impress.co.jp