[번역] nForce를 살펴보자 - 2. IGP

The IGP

NVIDIA's way: distributed computing

nVIDIA는 시스템 칩셋을 컴퓨터 내부의 각 부품들의 연결 점의 역학을 한다고 본다. CPU, 그래픽카드, 그리고 메모리는 North Bridge에 연결이 되고 이러한 방식은 South Bridge에도 적용된다. 사운드 카드, 네트워크 카드 같은 PCI장비들은 South Bridge에 연결이 된다. Bridge들을 효율적으로 이용하는 것은 컴퓨터 부품들을 잘 접합시키는 역할을 한다. nForce에서는 전통적인 North Bridge/South Bridge 구조가 CPU의 짐을 덜어줄 수 있는 분산 프로세싱 방식으로 대체되었다.

이론적으로 사용자가 강력한 PC를 만들기 위해서 해야할 것은 단지 nForce메인보드에 CPU를 꽂는 것만 하면 된다. 이것은 nForce내의 통합 그래픽 프로세서와 미디어 커뮤니케이션 프로세서라는 두 가지 요소 때문에 가능하다.

IGP

Integrated Graphics Processor(IGP)는 전통적인 시스템 칩에서의 North Bridge의 역할을 수행한다. 듀얼뱅크 메모리 구조, Dynamic Adaptive Speculative Pre-Processor, 쥐포스2 GPU, 그리고 미디어 커뮤니케이션 프로세서와 통신하는 HyperTransport 인터페이스 이렇게 4개의 요소로 IGP는 구성되어 있다.

TwinBank Memory Architecture

nForce의 IGP의 TwinBank는 4.2GB/sec의 메모리 대역폭을 제공한다. 현재 다른 애슬론 칩셋에서 이용할 수 있는 것의 두배에 해당하는 것이다. 각각의 메모리 컨트롤러를 가지고 있는 두 개의 독립된 64-bit 버스를 통해서 이것은 구성된다. 결과적으로 CPU와 GPU는 동시에 메모리를 사용할 수 있으며 CPU나 GPU는 동시에 두 개의 메모리를 사용할 수도 있게 되는 것이다. 이것은 메모리를 매우 효율적으로 이용할 수 있도록 해준다.

역주) 메인메모리에 사용되는 SDRAM은 64bit 통로로 자료를 교환합니다. 이전의 칩셋에서는 64-bit만을 이용했는데, 펜4가 듀얼채널을 이용하는 것처럼 동시에 두 개의 메모리에 접근해서 사용을 할 수 있는 기술이라는 말입니다. 그래서 메모리의 효율이 훨씬 더 올라가게 되는 거죠. 다만 차이가 있다면 나중에 이야기가 나오겠지만, 펜4의 경우 반드시 두 개씩 짝을 이뤄서 메모리를 꽂아야 되지만, nForce는 하나만 꽂으면 64bit로 두 개를 꽂으면 듀얼채널로서 128bit의 효율성을 갖게 됩니다.

가장 뛰어난 호환성은 사용자가 각기 다른 속도와 크기의 메모리를 사용할 수 있도록 하는 것이다. 사실 IGP는 하나의 메모리만 꽂아도 작동된다. 물론 이렇게 한다면 64-bit 모드의 하나의 컨트롤러만 사용하게 되므로 128-bit의 TwinBank 메모리의 이점을 더 이상 사용할 수 없게 된다.

성능을 위주로 한 제품과 보급을 목적으로 한 두 제품으로 IGP는 두 개의 버전이 있다. 성능 위주의 제품은 128-bit TwinBank메모리 구조를 이용할 수 있고, nForce 420이라고 불릴 것이다. 반면 보급 위주의 제품은 64-bit 메모리 콘터롤러만 이용할 수 있고, nForce 220이라는 이름을 가질 것이다. 고통의 관심사인 TwinBank 메모리 구조에 대해서는 이 글에서 조금 나중에 다룰 것이다.

역주) 역시 nVIDIA는 버전을 세분화 하네요. 그래픽 코어에서도 전통적으로 여러 가지 클럭을 만들어서 제품을 세분화 해서 이익을 남기더니만..

DASP

nVIDIA는 Dynamic Adaptive Speculative Pre-Processor(DASP)를 CPU의 L3와 비슷하지만 더 많은 것들을 수행한다고 광고한다. 전통적인 캐쉬는 단순히 CPU의 명령어를 저장할 뿐이지만, DASP는 메모리 사용의 규칙적인 패턴을 지능적으로 파악하여 미리 읽을 데이터를 예상한 다음, 실질적으로 데이터를 필요로 하기 이전에 미리 자료를 읽어온다. CPU가 데이터를 요청하면 즉시 데이터를 이용할 수 있게 하기 때문에 지연시간을 획기적으로 줄여준다.

만약 당신이 CPU의 구조에 대해서 잘 알고 있다면 이러한 기능은 오늘날의 펜3(튜알라틴코어), 펜4, 애슬론 MP/4(Palomino 코어) 그리고 최근의 듀론 1GHz(Morgan)에서 data prefetching이라는 이름으로 사용되고 있다는 것을 알 수 있을 것이다.

이미 이런한 기능을 가지고 있는 최신 CPU에서의 성능 향상은 장담할 수 없지만, nVIDIA는 DASP가 이러한 기능이 없는 애슬론과 듀론에서는 약 20%의 성능 향상을 가져올 것이라고 말하고 있다. DASP의 캐쉬 크기가 얼마나 되는지 알고 싶어했지만, nVIDIA는 결정이 안된 특허 때문에 공개하기를 거부했다. 우리가 알 수 있는 것은 캐쉬는 8개의 저장라인을 가진다는 것이다.

역주) 역시 기술적인 부분은 해석도 안되고 어렵네요. 새로운 듀론의 성능 향상의 주된 요인중 하나였던 data prefetch와 유사한 기능이 nForce에도 내장이 된다는 내용입니다. 그래서 이미 data prefetch기능이 있는 최신의 CPU에서는 별 성능 향상이 없겠지만, 썬더버드와 구형 듀론에서는 약 20%의 성능 향상이 있을 거라고 하네요.

GeForce2 GPU

지금까지의 시스템 칩셋에 통합된 그래픽 기능은 실망스러웠다. 정확히 말하면 인텔의 810과 815에 포함된 그래픽 코어는 너무나 낮은 성능을 보여줬다. nForce에 통합된 GeForce2 GPU는 모든 것을 바꿔 놓았다.

175MHz에 이르는 코어 속도와 두 개의 픽셀 pipeline는 nForce의 그래픽코어가 350Mpixels / sec의 성능을 갖게 한다. 이 것은 GeForce2 MX 200의 스펙과 같은 수치이다. 그러나 IGP의 AGP6X의 도움으로 속도는 조금 더 빠를 것이다.(nForce 420의 TwinBank메모리 구조를 모두 이용하면 4.2GB/s의 대역폭이 나오는데, 그건 GeForce2MX의 2.7GB/s보다 넓은 것이다.) 마지막으로 현재의 GeForce2 GPU는 두 번째 세대의 T&L 엔진을 내장하고 있는 것을 기억해라.

만약 GeForce2 MX수준의 그래픽 카드가 없거나 나중에 보다 성능이 뛰어난 그래픽 카드로 업데이트를 원한다면 외부 AGP 4X슬롯이 따로 지원이 된다. 간단히 AGP카드를 꽂기만 하면 외부 AGP카드를 이용할 수 있다.

역주) 원문에 보면 GeForce2MX 200급의 성능이라고 나와 있는데.. 아무래도 원문이 잘못된 듯 합니다. GeFroce2MX 200과 400의 차이는 메모리 대역폭의 차이인데... 4.2GB/s이면 GeForce2MX 400보다도 훨씬 더 크거든요. 이후에는 그냥 GeForce2 급이라고만 언급을 하네요..

HyperTransport

nVIDIA의 nForce는 또한 AMD의 HyperTransport기술의 이점을 갖는다. nForce는 8-bit 폭으로 200MHz속도로 작동한다. 버스의 전송이 클럭이 올라갈 때와 내려갈 때 모두 이루어지기 때문에 실제로는 400MHz로 작동하는 것과 같다. 이는 초당 400MB의 대역폭을 갖는다. 또한 HyperTransport는 IGP와 MCP사이에 독립된 두 개의 400MB/s의 데이터 통로를 이용하기 때문에 두 개가 한