i815E 칩셋의 의미

문태환 / capmoon@technoa.co.kr

1.1 i815E 칩셋이 가진 의미

 440BX, i810, i820, i815... 이 칩셋들은 인텔 Pentium II, III Celeron 등 을 위한 메인보드 칩셋으로 모두 다르지만 서로 공통점을 갖추고 있는 것들도 있다.  메모리 사용에 대해서는 440BX,  i815, i810 등이 SDRAM 규격이며,  i820만 RDRAM 체제이다.  반면 440BX 만 Bridge 개념으로 되어 있고 i800 패밀리는 모두 HI8(Hub Interface 8pin, 허브 아키텍쳐)으로 구성되어 있다.  그리고 440BX와 i820은 내장 VGA 코어가 없지만 i810과 i815는 내장 VGA 코어가 포함되어 있다.

 그렇다면 여기에서 이번에 벤치마크를 통해 i815의 위치는 인텔이 발표한 칩셋들 가운데 어디쯤인지 알아볼 필요가 있다.   일단 i815는 위에서 열거한 4개의 칩셋 중 제일 마지막에 출시되었다.  i815 스펙에 관한 이야기는  작년 말부터 시작되어 많은 사람들이 진정한 440BX의 후계자라 불렸었다. 그도 그럴 것이 i815의 스펙은 BX의 확장 개념으로 BX-133으로 보아도 무방할 정도였기 때문이다.  여기에 ICH2를 사용함으로써 ATA-100, 4 USB, Onboard LAN 기능을 탑재하면서 높은 스펙에서 가지는 뛰어난 성능일 것이라는 희망을 많은 유저들에게 안겨주었다.

하지만,  i815 칩셋이 이슈화 된 것은 i820 메인보드의 리콜로 인한 안좋은 소식으로 인해 본격적으로 표면화되었다.   인텔에서 강력하게 밀고 나가던 RDRAM의 성능이 기대 이하였으며 오히려 BX + PC-133 메모리가 지금까지 많은 유저들이 구입하게 되는 계기를 만들어 주었다.  더구나 i820과 RDRAM 가격에서도 큰 부담을 안겨주게 되자 상대적으로 저렴한 PC133과 높은 스펙의 주변기기를 공식 지원하는  i815에 사람들은 기대를 하기 시작한 것이다. 여기에 VIA와 Athlon 라는 추격자까지 가세해서 인텔로써는 도저히 방법이 없었다. 이제 마지막 희망은 i815 칩셋이다. 

1.2. 왜 i815 칩셋인가

 왜 i815 칩셋일까... 앞에서 잠깐 언급하였던 4개의 칩셋들의 간단한 블럭 다이어그램을 보기로 하자.

조금은 복잡해 보이는가?  그러나 여기에서 주의 깊게 봐야 할 부분은 파란 테두리 부분이다.  특히 440 -BX와 i800 패밀리를 구분해서 살펴보면, 440BX는 North, South Bridge가 PCI버스(132MB/s) 로 연결이 되어 있다. 또한 PCI 버스가 North Bridge와 South Bridge로 연결되는 PCI 버스로 연결되어 있는 것을 알 수 있다. 

다음으로는 i800 패밀리를 보자. 일단 i800 패밀리에서는 Bridge가 아닌 Hub 개념이 도입된다. 즉 North Bridge는 MCH(Memory Controller Hub), South Bridge는 ICH(I/O Controler Hub), CMOS BIOS는 FWH(FirmWare Hub)로 바뀐 것이다. 이와 함께 MCH와 ICH는 PCI 버스가 아닌 HI8로 바뀌면서 대역폭은 266MB/s로 확장된다. 그리고 PCI의 제어는 ICH가 일괄 담당하게 된다. 이는 기존의 132MB에서 2배 이상 확장된 대역폭으로 모든 PCI에서 들어오는 정보를 딜레이 없이 MCH로 보낼 수 있게 된 것이다.

그럼 여기에서 i815의 아키텍쳐에 대한 결론을 내려보겠다.  MCH와 ICH와의 인터페이스는 PCI가 아닌 HI8이라는 점은 i800 패밀리와 연계가 된다.  또한 MCH가 아닌 GMCH(Graphics and Memory Controller Hub)라는 점은 i810과 동일하다.  SDRAM 체제라는 점은 440BX와 i810과 같다. AGP 4x를 지원한다는 것은 i820과 같다. 그렇다면 결론은 간단해 진다.  i815는 이름에서 알 수 있듯이 i810과 i820의 중간 단계라고 볼 수 있다. i815 칩셋이 늦게 출시가 되었다고 해서 i820의 후속 칩셋이라고 볼 수는 없다.  i815에 대한 발표는 i820 출시 전에 이루어졌으니까.  더구나 i820와 MTH의 실패로 말미암아 아이러니컬하게  i820의 몫까지 짊어지고 있는 것이다. 

1.3  기존 인텔 칩셋과 아키텍쳐상의 변화

i815 칩셋 아니 i800 패밀리에 공통적으로 적용이 되고 있는 HI8이란 무엇인가.  440BX 기반의 PCI와 다른 점은 과연 무엇일까.  Hub Interface란 말 그대로 GMCH와 ICH2를 연결해주는 연결 방식이다. 기존 PCI 방식에 비해서 두 배의 대역폭으로 ICH2에서 들어오는 데이터를 병목없이 처리할 수 있도록 해준다. 물론 눈치빠른 독자들은 알겠지만 이론상 가능한 일이다.

 그럼 기존의 인텔 칩셋인 440BX 또는 VIA 칩셋의 Bridge 구조와 i800 패밀리의 허브 구조에 대해서 한가지씩 짚고 넘어가보자.

 먼저 Bridge 구조에서 North Bridge와 South Bridge가 연결되는 PCI 버스와 MCH와 ICH가 연결되는 HI8의 대역폭을 살펴보자. PCI버스는 33MHz로 초당 133MB의 데이터를 주고 받을 수 있다. 반면 HI8에서는 66MHz로 초당 266MB의 데이터 전송이 가능하다. 그렇다면 ICH(South Bridge)에서의 전송률이 두 배가 되는 만큼 성능 향상도 두배가 되는걸까?

 위의 그림을 다시 한 번 보자. 차이점은 PCI 슬롯이 어디에 연결되어 있느냐가 관건이다. Bridge 구조에서는 North Bridge와 South Bridge가 연결되는 중간 지점에 있다. 하지만 Hub 구조에서는 ICH로 직접 연결되어 있다. North Bridge와 PCI 슬롯과의 연결에서 화살표 방향을 보면 양방향으로 되어 있다. 이는 PCI 슬롯이 South Bridge를 거치지 않고 바로 North Bridge로 데이터를 보낼 수도 있다는 것이다.

 또한 PCI 슬롯은 각각 슬롯 하나가 직접 PCI 버스로 연결이 되는 것이 아니라 말 그대로 버스 타입으로 하나의 PCI 버스에 모든 PCI 슬롯이 연결이 된다. 즉 최고 133MB/s가 한계인 것이다. 이는 Hub 구조에서도 마찬가지이다. 즉 실질적으로 PCI 슬롯에 대한 변화는 없다.

 그렇다면 문제점은 무엇인가. 문제점은 바로 North Bridge와 South Bridge를 연결하는 PCI 버스와 PCI 슬롯이 연결하는 버스가 같은 대역폭을 갖고 있다는 것이다. PCI 슬롯에서 최대 대역폭인 133MB/s를 전부 사용해 버리면 South Bridge에서 North Bridge에서 들어가는 데이터와 병목이 생겨 버린다. 즉 2차선 도로가 갑자기 1차선으로 바뀌는 것이다. 이를 해결한 것이 HI8로써 PCI 슬롯을 위한 대역폭과 하드디스크, 기타 I/O 등의 대역폭을 위해서 266MB/s의 대역폭을 갖추고 있는 것이다. 이로써 PCI 슬롯에 모든 대역폭을 빼앗길 염려가 없어진 것이다.

하지만 이것은 이론적인 것이다. PCI 슬롯에서 차지하는 대역폭이 한 번에 133MB/s를 넘기는 경우는 극히 드물다. 20-30MB/s의 하드디스크 대역폭이나 TV 수신카드에서도 초당 20MB 정도에 불과하다. 랜카드도 빨라야 100MB/s 이지만 이 역시 이론적인 수치로 실제로는 이보다 훨씬 못미친다. 그러므로 North Bridge와 South Bridge의 대역폭이 부족한 경우는 거의 없다고 봐도 무방하다. 그렇다면 지금까지의 테스트에서 왜 440 BX가 i815에 비해서 하드디스크 부분의 성능이 낮게 나오는 것일까? 테스트할 때에는 랜카드만 설치된 상태에서 벤치마크 프로그램을 수행한다. 그러므로 PCI 대역폭이 부족할리는 없다. 그렇다면 그 차이는? 바로 ICH의 성능 차이이다. i800 패밀리에서 제일 마음에 드는 부분이 바로 ICH로 하드디스크의 성능이 눈에 띌 정도로 개선이 되었다는 것이다. 

 Hub Interface에 대해서 결론을 내리자면 크게 개선된 부분이 없다는 것이다. 단지 두 배의 대역폭을 갖추고 있지만 만약에 PCI 슬롯이 포화 상태이고 2개 채널의 하드 디스크를 전부 사용한다면 그 때에는 조금의 성능 향상이, 아니 성능이 떨어지는 것을 막을 수는 있다. 이 문제를 해결하려면 기본적인 PCI 버스의 대역폭에 대해서 개선을 해야 할 것이다.

 1.4  i815 and i815E

i815와 i815E의 차이점은 ICH의 차이이다. i815에서는 ICH로 FW82801AA 칩셋을 사용하지만 i815E에서는 FW82801BA를 사용한다. GMCH에서의 차이는 없다.

그렇다면 ICH와 ICH2의 차이점만 알아보도록 하자.

가장 큰 차이점은 2개의 USB 채널을 통하여 총 4개의 USB 포트를 사용할 수 있고, Ultra ATA-100 컨트롤러 내장, 6채널 AC' 97 Audio 코덱 컨트롤 기능, Onboard NIC(Network Interface Card) 기능, CNR (Comunication and Network Riser) 기능이다. 이들 중 필수 항목은 Ultra ATA-100 하드디스크 인터페이스로 최근 출시되고 있는 Ultra ATA-100 하드디스크를 별도의 컨트롤러 없이 그대로 사용할 수 있다. 여기에 옵션으로 10/100 Fast Ethernet Onboard NIC 기능과 6채널 AC'97은 대부분이 2채널 또는 4채널만 지원을 한다. CNR의 경우에는 기존 AMR을 대체하는 새로운 인터페이스로 LAN 또는 모델 모듈과 연결이 가능하다.  하지만 국내에서는 그 가격때문에 유명무실한 슬롯이라고 해도 과언은 아니다. 

국내에서 판매가 되는 i815는 대부분이 i815E 제품으로 i815는 i815의 존재를 알리는 역할로 끝내게 되었다. 아무래도 Ultra ATA-100 컨트롤러의 역할이 가장 비중이 높은게 아닌가 한다. 시중에 Ultra ATA-100 컨트롤러만 별도로 구매를 한다고 해도 5만원 이상은 추가 비용이 들어가니 이왕 구입할 바에야 i815E가 저렴하고 안정성도 높으니까 말이다.

1.5  i815 벤치마크 테스트 목적

i815E 메인보드에 대해서 너무 성급한 결론을 내리면 안된다는 것이 테스터의 견해이다. 이제 출생한지 얼마 되지도 않은 신생아를 몇 번 관찰한 후에 "이 애는 싹수가 노랗군"이라고 판단할 수 없듯이 말이다. BX가 최강이라고 말하고 있지만 처음부터 BX가 그 명성을 지금까지 유지한 것은 아니다. 몇 년간의 최적화 기간이 지난 다음에서야 그러한 명성을 듣기 시작한 것이다. i815E도 마찬가지이다. 시간이 지난 뒤에야 그 가치를 평가할 수 있을 것이다.

그럼에도 불구하고 i815E에 대한 벤치마크를 의도한 이유는 그러한 몇 년을 기다릴 수 없기 때문이다. 그래서 가급적이면 최대한 많은 제품에 대한 벤치마크를 기획하였고 국내에 대부분이 출시된 제품들로 테스트가 진행되었다. 

이번 테스트의 목적은 일종의 구매 가이드라 봐도 무방하다. 물론 벤치마크 성격이 강하지만 결론 부분에서는 사용자가 원하는 제품을 찾을 수 있도록 도와줄 것이다.