AMD의 듀얼 시스템 아키텍쳐

- 1) Peer to Peer

P2P

인텔의 AGTL+ 버스 아키텍쳐는 셰어드 버스 방식을 사용한다. 셰어드 버스 방식이라는 것은 하나의 버스를 다수의 객체가 나누어 사용하는 방식을 말하는데, 이 방식에서는 다수의 객체가 모두 동시에 동작할 경우는 개개의 객체가 사용할 수 있는 실질적인 대역폭이 감소한다. 인텔의 서버 플랫폼에서 별도의 클러스터링을 적용하지 않고는 4-way 이상의 멀티프로세싱이 불가능한 것은 바로 이러한 이유에 기인하고 있다. 아무리 FSB의 대역폭이 넓다한들, 이것을 다수의 프로세서가 공유하기 때문에 n 개의 프로세서를 SMP로 동작시킨다면 결국 개개의 프로세서가 사용할 수 있는 대역폭은 1/n으로 줄어들어 버리기 때문이다.

한편 애슬론이 채택하고 있는 버스방식인 EV6는 셰어드 버스가 아닌 피어 투 피어(Peer to Peer: P2P) 방식을 사용한다. P2P 방식이 가지는 기본적인 개념은 '각각의 개체와 독립된 버스를 사용해서 연결된다'는 것이다. 즉, 셰어드 버스에서는 모든 프로세서가 하나의 버스를 공유하고 있는 것에 반해서 P2P에서는 모든 프로세서가 각자 개별적인 버스를 가지고 동작한다는 것이다. 그래서 P2P에서는 SMP라 하더라도 유효 데이터 전송대역폭이 전혀 줄어들지 않는다는 장점을 가진다. 아래 일러스트를 통해서 비교해보자.

Intel AGTL+ 아키텍쳐. 1개의 버스를 다수의 프로세서가 공유한다.

AMD EV6 버스 아키텍쳐. 각각의 프로세서마다 별도로 고속의 버스가 할당된다.

그러면 겉으로 보이는 이러한 대역폭에서의 장점 외에 P2P가 가지는 또다른 장단점은 어떤것이 있을까?

일단, AGTL+ 버스에 비해서 구현 자체가 대단히 까다롭다는 단점이 있다. AGTL+ 버스 아키텍쳐에서, 칩셋이 감당해야 하는 데이터 처리량은 단지 하나의 프로세서가 가지는 대역폭 정도에 머물렀다. 하지만, P2P를 사용하는 EV6 버스에서는 프로세서가 많아지면 많아질수록 칩셋이 처리해야 하는 데이터 량은 그에 비례해서 증가한다. 즉, 칩셋 자체의 성능이 따라가지 못한다면 멀티프로세싱에 심각한 제약을 받을수밖에 없다.

물론 이러한 칩셋의 능력에 있어서의 난제를 넘어설 수 있다면, AGTL+ 버스에 비해서 월등히 뛰어난 유연성을 가질 수 있다. 2개, 4개는 물론이고 그보다 더 많은 프로세서를 사용하더라도 효율적으로 동작시킬 수 있기 때문이다.

고대역을 가지는 메모리를 효율적으로 사용할 수 있다는 것도 뛰어난 장점으로 삼을 수 있다. 현재 사용되고 있거나 곧 실용화될 메모리들의 데이터 전송 대역폭은 이미 상당한 수준에 올라 있다. SDRAM의 경우 PC133이 1,066MB/s의 대역폭을 가지며, PC1600 DDR SDRAM은 1.6GB/s, PC2100 DDR SDRAM은 2.133GB/s, PC800 RDRAM은 1.6GB/s의 대역폭을 가진다. 또한 이미 i840 칩셋에서 선보였던 듀얼채널 메모리 아키텍쳐를 사용하면, 이론적으로 이의 2배에 달하는 메모리 대역폭을 얻을 수 있다. 이에 반해서 AGTL+ 버스 상에서는 아무리 멀티프로세싱을 하고 133MHz의 FSB를 사용한다 하더라도 프로세서가 칩셋과의 통신에 사용할 수 있는 총 대역폭은 1.066GB/s로 제한되기 때문에 메모리의 효율적 사용이 불가능하다는 단점을 안고 있다. 한편, P2P를 적용한 버스 상에서는 다수의 프로세서가 동시에 각각의 독립된 버스를 동작시킬 수 있어서 높은 메모리 대역폭을 보다 효율적으로 사용할 수 있어서 메모리 대역폭의 증가에 의한 실질적인 성능의 향상을 꾀할 수 있다.

현재 Intel에서는 100MHz의 QDR(Quadruple Data Rate)를 적용하여, 3.2GB/s의 데이터 전송대역폭을 가지는 버스를 사용하는 제품을 개발중이며, AMD에서는 133MHz의 DDR(Double Data Rate)을 적용하여 2.1GB/s의 데이터전송대역폭을 가지는 제품을 개발하고 있다. 표면적으로는 AMD의 버스 방식이 느린듯 보이지만, SMP가 적용될 경우 이는 충분히 달라질 수 있다. 인텔의 AGTL+ 버스 상에서는 총 대역폭이 3.2GB/s로 그대로지만, EV6 버스 상에서는 프로세서의 개수에 비례해서 프로세서에 사용되는 총 데이터 전송 대역폭이 늘어나기 때문이다. 2개의 프로세서를 사용한다면 2.1 x 2 = 4.2GB/s가 될것이며, 4개의 프로세서를 사용한다면 2.1 x 4 = 8.4GB/s라는 방대한 대역폭을 가지게 된다.