Thunder 2500, 서버웍스 칩셋과 레지스터드 메모리

삼성전자의 Registered SDRAM
큰 사진을 보려면 사진을 클릭

Serverworks Serverset III HE 칩셋

서버웍스라는 회사가 만드는 칩셋은 '서버용'에 한정되어 있다. 그러다 보니 일반 사용자에게는 거의 알려져 있지 않으며, 또한 주로 OEM으로 공급되는 메인보드에 적용된다. 칩셋의 스펙을 보면 그러한 특성을 그대로 반영하고 있다. 이 칩셋은 4개의 칩셋으로 구성되는데, 이들 칩셋은 아래와 같다.

 
  
윗줄 왼쪽 : NB6536 North Bridge, TBGA 패키지를 취하고 있다.
윗줄 오른쪽 : NB6525 Memory Address Data Path, PBGA 패키지이다.
아랫줄 왼쪽 : IB6566 South Bridge, 역시 PBGA 패키지이다.
아랫줄 오른쪽 : NB6555 IO Bridge, PBGA 패키지이다.
큰 사진을 보려면 사진을 클릭

메인 칩셋인 노스브릿지 NB6536 칩셋은 다른 세 칩셋들과는 달리 TBGA 패키지로 되어 있다. TBGA(Thin film Ball Grid Array, 박막 필름 BGA) 패키지는 칩의 회로를 필름상태로 형성한 후 그 위에 금속판을 덧씌운 상태로 만들어진 칩으로써 PBGA 패키지보다는 관리가 까다롭고 손상을 입기가 쉽다. 그러나 방열효율이 월등히 좋기 때문에 많은 발열량을 가지는 칩에 종종 사용된다.(노트북용 CPU 등의 경우 발열량이 상대적으로 적기는 하지만 노트북의 크기 관계상 뛰어난 쿨링 솔루션을 사용할 수 없어서 필름 패키지가 사용되곤 한다.) 이런 칩셋의 경우 방열을 위해서 위에 히트싱크가 붙어있는데, TBGA 패키지에 붙어있는 히트싱크가 만약 서멀 컴파운드 등을 사용해서 붙어있는 것이라면 웬만해서는 히트싱크를 제거하려는 노력 따위는 하지 않는 것이 좋다. 자칫하다가는 칩 자체를 망가뜨릴 수 있기 때문이다.

이제 그 아키텍쳐를 동급이라고 볼 수 있는 i840과 비교해 보자.

인텔 i840의 아키텍쳐(여기서는 SDRAM을 사용한 경우를 보여준다)

서버웍스 ServerSet III HE 칩셋의 아키텍쳐

우선, 메모리에서 큰 차이점을 볼 수 있다. 메모리를 담당하는 NB6525 칩셋은 총 4개의 채널을 구성할 수 있으며, 각각의 채널이 PC133 메모리를 사용하여 1,066MB/s의 대역폭을 가지므로 이론상 최대 4,266MB/s의 거대한 메모리 대역폭을 구현할 수 있다. 그러나 실제 대역폭은 칩셋의 효율상 그대로 배수로 나가지는 않는다. 하지만 i840이 구현할 수 있는 최대 대역폭은 1.6GB/s나 3.2GB/s(RDRAM을 사용할 경우)보다도 높은 메모리 대역폭이 구현된다.

또하나의 차이점은 주가 되는 칩셋(840에서는 i82840, ServerSet III HE에서는 NB6536)에서 사우스브릿지, 혹은 I/O 브릿지까지의 데이터 버스 역시 ServerSet III HE 쪽이 훨씬 넓다는 것이다. i840에서의 버스폭은 266MB/s 또는 533MB/s 인데, 이 역시도 기존의 400 계열 칩셋들의 노스브릿지/사우스브릿지에 비하면 2~4배 향상된 속도이다. 하지만 SetverSet III HE는 그보다도 약 2배정도 넓은 대역폭을 보여주고 있다. 위의 일러스트에는 나와있지 않지만, ServerSet III HE의 경우 PCI에 Peer-to-Peer 방식의 전송방식을 사용한다. 인텔 계열의 칩셋에서는 다수의 PCI 슬롯이 하나의 PCI 버스를 공유하고 있으며, 하나의 버스를 독자적으로 사용하는 것은 오로지 AGP밖에 없었다. 하지만 ServerSet III HE에서는 모든 PCI 버스가 Peer-to-Peer로 연결됨으로써 각각의 PCI 슬롯에 장착되어 있는 디바이스들이 최대의 성능을 발휘할 수 있는 환경을 조성할 수 있다.

이러한 기본적인 구조적 차이점을 보이고 있기 때문에 ServerSet III HE 쪽의 성능이 i840보다 높을 것이라는 걸 간단히 예측해 볼 수 있다. 다만, 여기에도 문제는 있다. ServerSet III HE를 만드는 Serverworks는 드라이버를 전혀 제공하고 있지 않다. 심지어 커스터머 컨택트를 통해서 드라이버를 요청해도 묵묵부답이다. 물론 칩셋을 만드는 회사에서 복지부동하고 있으니 메인보드를 만드는 Tyan이라고 해서 딱히 수가 있는 것이 아니기에 Tyan의 홈페이지에서도 이 칩셋의 드라이버는 찾아볼 수 없다. 다른 회사의 칩셋들이 지속적으로 드라이버를 업데이트하면서 성능을 배가시키고 있는 것에 비하면 좀 부족한 점이라고 할 수 있다.

Resistered Memory

삼성전자의 128MB, PC133 레지스터드 ECC 메모리 모듈
큰 사진을 보려면 사진을 클릭

레지스터드 메모리라고 하는 것은 일반 사용자에게는 매우 생소한 개념이다. 이것은 이전의 EDO 메모리 등에 사용되었던 버퍼드(Buffered) 메모리와 비슷한 개념으로 사용되는데, 1GB까지의 '초 대용량 메모리 모듈'을 위해서 사용된다는 공통점을 지니고 있다. 위 사진에서 보이다시피, 메모리의 아래쪽에 몇 개의 칩이 더 붙어있는 것을 볼 수 있다. 이들 칩 때문에 메모리의 전체적인 높이가 약같 높아져 있는데, 이 부분이 바로 레지스터이다.

 
메모리 앞면(왼쪽)과 뒷면에 붙어 있는 레지스터의 모습
큰 사진을 보려면 사진을 클릭

오른쪽의 레이블을 보면 여기에는 'ECC'라는 단어까지 쓰여 있는 것을 볼 수 있다. ECC 메모리인 것은 위의 사진의 칩 수를 세어봐도 된다. 대개 일반적인 메모리 모듈들은 2ⁿ개(2개, 4개, 8개, 16개, 32개, 등등)의 칩을 실장하고 있다. 지금 자신의 컴퓨터에 있는 메모리를 직접 확인해 보아도 이는 쉽게 확인된다. 이것은 메모리의 뱅크를 구현하기 위한 구성이다. 128MB의 메모리 모듈이면 128Mbit 용량의 메모리 칩을 8개 사용하거나 64Mbit 용량의 칩을 16개 사용하거나 하는 식으로 구성되며, 64MB라면 그 절반, 그런 식이다. 현재 고용량 메모리에 많이 사용되는 것은 128Mbit 칩인데, 그래서 128MB 모듈은 단면으로 8개의 칩을, 256MB의 용량을 가지는 모듈은 양면으로 총 16개의 칩을 가지고 있다. SDRAM 모듈의 크기상 한 면의 한 줄에 수용할 수 있는 칩의 수는 8개 혹은 9개로 제한되기 때문이다. ECC 메모리의 경우 한 줄에 8개가 아니라 9개의 칩을 수용하고 있다. ECC는 'Error Checking and Correcting'의 약자로써, 메모리의 데이터 전송중 나타나는 문제점을 발견하고 이를 정정할 수 있는 능력을 가지고 있는 메모리를 말한다. 이는 패리티의 발전된 형태로써, 잉여정보를 가지고 한번에 2bit의 에러에 대한 검출과 1bit의 에러에 대한 검출 및 교정기능을 제공하는 것이다. 물론 메모리에서 데이터 전송 중 문제가 발생할 확률은 대단히 낮아서 1MBit당 1bit정도(1백만번 중 한번) 이하라고는 하지만 그정도의 문제로도 서버 등에서는 치명적일 수 있다. 그래서 ECC 메모리는 대개 서버에 많이 적용되는 것을 볼 수 있다.

이제, 레지스터드 메모리의 이야기로 돌아가보자. 위에서 256Mbit의 메모리 구성까지 이야기했는데, 그러면 512MB, 1GB 모듈은 어떻게 해야할까? 물론 1Gbit의 칩을 8개 실장해서 1GB의 메모리를 구현할 수야 있겠지만, 1Gbit의 칩은 아직 실용화단계에 들어서기엔 너무 멀다. 대개 가장 많이 사용되는 128Mbit, 또는 256Mbit의 칩을 사용해서 모듈을 구현하는데, 그 결과 이러한 메모리들은 위아래로 2줄, 또는 4줄을 형성하게 된다.(그런 메모리도 있냐고 반문할 독자도 계시겠지만, 서버용 메모리 중에는 분명히 있다. 그렇지 않고서야 어떻게 8GB, 16GB 이런 황당무쌍한 메모리의 구성이 가능하겠는가) 메모리에 칩이 이렇게 늘어나면 가장 먼저 맞닥뜨리는 문제는 바로 메모리 타이밍이다. 메모리 칩의 위치가 넓게 분포되면서 신호선의 길이가 길어지며, 이 결과 메모리 타이밍에 문제가 생기는 것이다. 근래의 100MHz, 133MHz등의 메모리는 시간을 다루는 단위가 10ns 이하이기 때문에 약간의 신호지연에도 문제가 발생할 소지가 있다. 이러한 신호 타이밍 때문에 중간에 버퍼를 두어서 신호지연에 의한 오류발생을 억제하는 것이 버퍼드 메모리라고 생각하면 된다.

여기서 더 발전한 것이 바로 레지스터드 메모리이다. 레지스터드 메모리라는 것은 메모리 자체에 '레지스터'를 실장하고 있는 것을 말한다. 레지스터는 위의 사진에서 볼 수 있는 작은 칩인데, 레지스터가 하는 역할은 각 메모리 칩으로 가는 신호를 직접 컨트롤하는 것이다. 대개의 일반적인 칩셋들은 칩셋 자체에서 메모리를 직접 구동한다. 그러나 레지스터드 메모리는 이러한 메모리 칩의 억세스 권한이 칩셋에 있는 것이 아니라 메모리 자체로 옮겨와있다. 이렇게 함으로써 얻을 수 있는 이득은 바로 '보다 안정적인 신호전달'이다. 모듈 위에 직접 실장되어 있는 레지스터가 각 메모리 칩을 직접 구동함으로써 신호의 강도가 약해지지 않으며, 이는 훨씬 많은 수의 메모리 칩이 하나의 모듈 위에 실장될 수 있는 환경을 만들어준다. 그래서 단층 이상의, 복층을 이루는 메모리들은 대개 레지스터드 메모리로 제작된다.

레지스터드 메모리는 모두 버퍼드 메모리이며, 이들은 주로 서버를 위한 대용량 메모리로 제작되므로, ECC기능을 포함한다. 그래서 레지스터드 메모리라는 말은 대개 'Resistered'와 'Buffered', 그리고 'ECC'까지 포함한 메모리를 지칭한다.

이들 메모리는 그 수요층도 많지 않거니와 원가도 비싸기 때문에 일반적인 메모리들과 상당히 큰 가격차를 보여준다. 동일 클럭/동일 용량의 일반 메모리와 레지스터드 메모리는 약 40%의 가격차이를 보인다.