I/O 버스

이번화 강좌는 3회에 걸쳐서 과거와 현재의 I/O 버스들의 발전, 그리고 앞으로 나타날 I/O 버스의 종류 등에 대하여 이야기하고자 합니다. 여기에는 8bit ISA부터 시작해서 EISA, MCA 등을 비롯, 현재 사용되고 있는 PCI와 이제 점점 그 자리를 확고히 굳혀가는 64bit PCI, 그리고 앞으로 나타날 하이퍼트랜스포트/인피니밴드와 PCI Express라고 불리는 3GIO(3rd Generation I/O)가 포함될 것입니다. 이번회에서는 과거와 현재의 I/O 버스에 대해서 설명합니다.

과거부터 현재까지 사용되어온 확장슬롯의 종류
가장 오른쪽부터, 8bit ISA, 16bit ISA, EISA, 32bit/33MHz PCI, 32bit/66MHz PCI, 64bit/33MHz PCI, 64bit/66MHz PCI, 3.3V AGP, Universal AGP, 1.5V AGP, Universal AGP Pro, 1.5V AGP Pro

기본적으로 I/O 버스라고 하는 것은 데이터의 입출력(Input and Output)이 일어나는 모든 부분을 지칭한다. 고전적인 노스브릿지-사우스브릿지 구조에서, I/O 버스는 프로세서와 메모리, 노스브릿지 등을 이어주는 구조를 가진다. 아래의 일러스트에서 노란색-주황색-적색으로 이어지는 통로들이 바로 I/O 버스이다. (색상이 노란색에 가까울수록 보다 고속의 버스임을 의미한다)

현대의 시스템에서 사용되는 I/O 버스는 크게 3가지로 나뉘는데, 프로세서 버스와 메모리 버스, 그리고 주변기기들의 I/O 버스이다. 특히 일반적으로 I/O 버스라고 하면 이중에서 주변기기들 쪽의 I/O 버스, 즉 AGP나 PCI를 지칭한다. 이 글에서도 I/O 버스는 그러한 부분을 지칭하는데에 사용할 것이다.

I/O 버스는 각종 주변기기와 노스브릿지, 사우스브릿지 등을 연결해 주는데에 사용된다. 만약, 시스템의 기능을 확장하고자 한다면 바로 이 I/O 버스들이 메인보드 외부로 이어져야만 한다. 그래서 사용되는 것이 바로 확장슬롯이다. 즉, x86 PC 자체로써는 사용자들의 요구를 모두 만족시킬 수 없기 때문에 이 버스가 다른 기기들과 연결될 수 있는 수단이 있어야만 한다. 확장슬롯은 바로 이러한 역할을 제공한다. 확장슬롯을 갖춤으로써 시스템의 기능은 메인보드 바깥으로 확장될 수 있는 것이다.

일정한 규격을 갖춘 확장 슬롯의 제공으로 인해서 PC는 사용자가 원하는 대로 기능을 확장할 수 있게 되었으며 각 사용자의 요구에 따라서 거기에 맞는 기능들을 갖출 수 있게 되었다. 또한 프로세서와 시스템의 발전에 따라서 슬롯 역시 아래와 같은 세가지 요구를 충족시키기 위해 지속적으로 발전과 진화를 거듭해왔다.

• 보다 빠른 프로세서의 지원
• 증가하는 소프드웨어들의 데이터 요구량의 소화
• 대형 멀티미디어 데이터의 원활한 소화

위와 같은 요구사항들은 모두 최대한 빠른 속도를 가지는 버스를 요구한다. 그러나 놀랍게도 지금도 1984년에 처음 출시된 IBM PC/AT와 동일한 구조의 슬롯을 사용하는 부분이 있다. 그것은 바로 ISA로써 기존의 디바이스들에 대한 하위호환성을 유지하기 위해서 그다지 강력한 성능을 요구하지 않는 부분에 대해서 널리 사용되어 왔다. 하지만 강력한 성능을 요구하는 주변기기들에 대해서는 이후에 나온 PCI 등의 슬롯을 사용하고 있다.