[강좌] 칩셋 오딧세이 - 새로운 세대의 칩셋들

글, 일러스트 : 김홍철 / muphy@technoa.co.kr

칩셋은 시스템의 중추 역할을 한다

칩셋

칩셋은 메인보드상에서 가장 중요한 부분이다. CPU를 비롯한 모든 부분을 총괄하며, 칩셋의 성능과 기능에 따라서 시스템의 성능과 안정성이 좌우되기도 한다. 본래 AT나 그 이전에는 칩셋의 형태로 존재하는 것이 아니라, 각각의 기능에 대한 컨트롤러들이 별도의 칩으로 존재했으나, 386 이후부터는 그 기능이 고도화, 복잡화됨에 따라서, 관련 기능을 하나의 LSI 안에 통합한 칩셋이 등장하기 시작하였다.

일반 x86 계열에서 본격적으로 사용되기 시작한 칩셋은 486에 사용되었던 i420 칩셋계열이다.(물론 호환칩셋들도 존재했지만, 대표적인 것은 역시 인텔의 칩셋이다.) i420 칩셋은 실제로 많은 사람에게 잘 알려지지도 않았으며, 특별히 부각되지도 않았지만, 이 칩셋은 노스브릿지 - 사우스브릿지의 형태를 완전히 갖추게 된 최초의 칩셋이라는 데에 큰 의의가 있다.

칩셋은 메인보드상에서 가장 중추적인 역할을 한다.

칩셋은 전체 시스템 구조에서 가장 중추적인 위치에 자리잡고있다.

칩셋은 위 일러스트와 같이 크게 두 부분으로 구분된다. 대개, 시스템의 구조를 다이어그램으로 표현할 경우 가장 위쪽이 CPU부터 시작는데, 이것은 위에서부터 아래로 빠른 속도의 기기에서 느린 속도의 기기 순서의 수직구조를 이해하기 쉽도록 표현하기 위함이다. 여기서, 위쪽에 있는 칩셋은 AGP, 메모리, CPU 등의 상대적으로 그 속도가 대단히 빠르고 넓은 데이터 전송 대역폭을 요구하는 장치들과의 데이터 전달을 위주로 하며, 아래쪽에 있는 칩셋은 이와는 반대로 상대적으로 느린 기기들을 다룬다. 그 위치 때문에 위쪽에 있는 칩셋을 노스(North) 브릿지, 그리고 아래쪽에 있는 칩셋을 사우스(South) 브릿지라고 부른다.

이렇게 두 부분으로 칩셋을 나누어 놓은 것은 시스템의 유연성(Scalability)을 확보하기 위함으로 보아야한다. 노스브릿지는 그 특성상 CPU나 메모리, VGA와 관련된 부분이 변경될 경우 기능이 첨삭되는 등의 변경이 일어나며, 반면 IDE 채널 등의 각종 I/O 채널과 관련된 부분에서의 변화는 사우스브릿지에서 일어난다. 노스브릿지의 변경만으로 칩셋이 업그레이드 된 예는 이전의 인텔 칩셋에서 수없이 봐온 바와 같다. i440LX와 EX, ZX, BX 등은 노스브릿지만 변경되었을 뿐 사우스브릿지는 동일했다. 이것은 이들 칩셋에서는 IDE 채널등의 변경이 없었기 때문이다. 한편, 사우스브릿지의 변경만으로 칩셋이 변경된 예도 많다. i815 칩셋에서 i815E 칩셋으로의 변경은 사우스브릿지(의 역할을 하고 있는 I/O 채널 허브, 즉 ICH)가 i82801AA에서 i82801BA로  변경됨에 따른 것이다.

다만, SIS 등의 회사가 주도하고 있는 원칩 솔루션(one-chip solution)은 노스브릿지 및 사우스 브릿지를 하나로 통합시키고, 때로는 VGA 코어까지 통합시킨다. 이것은 하나의 칩셋 안에서 모든 기능을 구현하도록 만드는 것은 생산비용이 절감되고 시스템의 성능을 향상시키기가 유리하기 때문이지만(이에 대해서는 뒤에서 다시 다룰 것이다.) 자잘한 변화에 즉각적으로 대처하기가 어렵다는 단점이 있다.

최근 몇년간 가장 크게 인기를 끌었던 칩셋으로는 무엇보다도 인텔의 i440BX 칩셋과 VIA의 Apollo Pro 133A(흔히 694X라고 부르는) 칩셋이 있다. 그리고 근래에 i815EP 칩셋이 득세하는 모습을 볼 수 있으며, AMD 계열 프로세서용으로는 VIA의 KT133 및 KT133A 칩셋이 위세를 떨치고 있다.

인텔은 이미 작년에 400계열 칩셋에서 800계열로 올라서면서 기존의 노스브릿지-사우스브릿지에서 탈피한 허브 아키텍쳐를 취했다. 물론 허브 아키텍쳐는 노스브릿지-사우스브릿지의 구조에서 명칭을 변경함으로써, 차별화를 꾀했다고 할 수 있겠지만, 실질적으로 기존의 노스브릿지-사우스브릿지의 구조에서 변경된 점도 적잖이 많다. 이러한 구도를 따라서 이제 VIA와 SIS도 새로운 칩셋들로 승부를 걸기 시작하는 것이 지금의 상황이다.

이번 강좌에서는 intel, VIA, SiS의 3세대 칩셋들의 구조적 특징에 대해서 알아보면서 과연 사용자에게 있어서 어떠한 칩셋과 어떠한 메모리가 가장 효율적인 성능을 제공해줄 것인가에 대해서도 이야기해 보도록 하겠다.