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램버스와 RDRAM에 대한 진실 (하편)
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승인 2000.06.07  19:44:00
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솔루션은 무엇인가

현존하는 어플리케이션과 게임 타이틀의 경우 1.6GB/sec에서 3.2GB/sec급의 메모리 대역을 요구하는 것은
아니다. 만일 실제로 그정도의 대역을 요구하는 수준이었더라면, 거의 모든 벤치마크 소프트웨어에서 PC133 SDRAM이 바로 성능제약의 발목을 잡는 요인임이 드러났을 것이다. 대신에, 아직까지는 이보다는 상대적으로 저수준의 메모리대역만을 이용하고 있어서, 위의 그래프에 잘 나타내어져 있는 대로이다. 그리고, 인텔이 발표한 바와 같이, 또는 위에서도 명확하게 드러나듯이, i820 + PC800 RDRAM의 콤보는 ViA 아폴로 프로 133A + PC133 SDRAM의 조합보다도 실제로 하이레이턴시임을 알 수 있다.

인텔의 차트에서도 BX 칩셋 + PC100 SDRAM의 콤보가 레이턴시 부문에서는 i820 + PC800 RDRAM과 거의 대등한 수준을 유지하고 있으며, BX 계열의 경우 레이턴시 부문에서는 i820보다도 로우레이턴시인 것으로 나타나 있어서, 인텔이 BX 칩셋과 PC100 SDRAM이라는 비교적 구형의 콤보로도 i820 칩셋과 고가의 RDRAM보다도 레이턴시 부문에서의
성능이 우수하다는 점을 시인하고 있다는 것을 시사하고 있다.

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BX 칩셋을 오버클럭해서 133MHz FSB로 돌리는 경우까지를 가정한다면, 칩셋의 성능역시 i820 플랫폼을 간단히 능가할 수 있게 되는데, 또한 BX 칩셋의 메모리 컨트롤러가 아폴로 프로 133A보다는 고성능이기 때문에, BX 칩셋에 133MHz FSB/메모리버스의 오버클럭을 시도할 경우 그 성능은 아폴로 프로 133A의 133MHz보다는 우수할 것이라는 점도 자명하여, 레이턴시 역시 더욱 낮은 수준이 될 것임을 간단히 짐작할 수 있다. 그러므로 BX/PC133의 콤보가 위의 차트에 나타나 있지 않지만(뻔할 뻔짜라고 할 수 있는 까닭으로, 인텔은 오버클럭을 용납하지 않고 있다), 아폴로 프로 133A/PC133 계열과 같이 그래프의 바닥권에서 밑돌고 있는 것보다도 낮은 수준의 로우레이턴시에서 출발할 것으로 보는 것에 문제는 없어서, 현재의 대역폭 이용패턴을 감안하면 대단히 낮은 수준의 로우레이턴시임을 시사하고 있다.

그러면 램버스측에서 RDRAM이 실제로는 SDRAM보다 낮은 수준의 레이턴시라고 주장하는 근거는 무엇인가? 아래의 그래프를 좀더 자세히 들여다보기 바란다.

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대역폭의 사용이 증가하면서, 다양한 SDRAM 플랫폼상에서의 PC100과 PC133 SDRAM의 레이턴시 역시 극적으로 증가하고 있는 것이다. 고대역의 상황이 되면, RDRAM의 레이턴시는 실제로 SDRAM보다 낮아지게 되는데 이것은 RDRAM이 기술적으로 대역적인 측면에서 훨씬 여유가 있는 것과는 달리 SDRAM의 메모리 대역은 이미 그 기술적인 한계에 도달했기 때문이다. 그러나 아직까지 그정도의 고수준 메모리대역을 요하는 어플리케이션이나 동급의 태스크를 요구하는 경우는 현재로서는 존재하지 않는다는 점을 상기할 필요가 있다. 이 때문에, 아직까지는 저수준의 메모리대역 이용율만을 기록하고 있는 현시점에서의 PC100/133은 시스템 성능의 제약요인으로는 작용하지 않으므로 SDRAM의 레이턴시는 RDRAM보다는 낮다.



미지수 - DDR SDRAM

BX/PC100이나 아폴로 프로133A/PC133의 시스템이 800MB/sec나 1.06GB/sec와 같은 각각의 최고대역 한계가 없다고 상상해 보라. 대신에, RDRAM의 동급인 1.6GB/sec나 그 이상의 최고대역까지를 발휘한다면?

이러한 경우의 구체적인 성능지표는 대체로 논외로 치부되는 것이지만, DDR SDRAM의 경우 위의 레이턴시-대역활용율 그래프로부터 어느정도 상상하는 것이 가능하다. 이는 i820+RDRAM보다는 로우레이턴시의 솔루션이 될 가능성이 높으며 단가적인 측면에서도 RDRAM보다도 낮은 프리미엄이 붙는 수준에서 그칠 것으로 보이는데, 이것은 올해말의 DDR SDRAM 본격양산 체제를 기준으로 했을때 DDR SDRAM의 제조단가가 SDRAM보다 겨우 수% 정도밖에 높지 않은 선에서 책정됨으로써, 20% 이상의 높은 단가를 기록하고 있는 RDRAM보다 메리트가 있기 때문이다.

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이는 어째서 RDRAM이 핀개수가 적음에도 불구하고, 현재의 DDR SDRAM이 (단기적으로는) 좀더 대세에 가까운 것으로 치부되는 근거가 되는 것으로서, SDRAM의 로우레이턴시와 RDRAM급의 메모리대역을, RDRAM의 높은 단가 프리미엄 없이도 구현할 수 있는 때문이라고 할 수 있다.

향후, 64비트 DDR SDRAM의 핀 개수는 기술적인 난제로 부각될 것이며, 듀얼채널화가 그렇게 용이하지 않게 되면,
그때 가서는 RDRAM이 선호되면서 DDR SDRAM을 압도하게 될 것이지만, 그 이전까지는 DDR SDRAM이 주도할 것으로 여겨지고 있다. 이것은 '램버스와 RDRAM에 대한 진실'편에서 전달하고자 했던 주제이기도 하다.



DDR SDRAM의 경쟁력

여기서는 DDR SDRAM이 i820+PC800 RDRAM의 콤보와 이제 막 비교평가에 들어가려는 상태이긴 하지만, 실제 상황에서는 플랫폼간의 격이 너무 틀리는 것이 사실인데, 이것은 DDR SDRAM이 대부분 최고수준의 시스템용으로, 제대로 설계된 메모리 컨트롤러와 콤보로 출시될 것이기 때문이다. 그러한 상황을 상정하는 까닭은, BX/PC100의 성능 그래프를 갖고서 그 최고메모리 대역을 끌어올린다면, 간단히 PC1600 DDR SDRAM(100MHz, DDR)이 인텔 BX 칩셋의 메모리 컨트롤러만으로도 그정도의 성능을 올릴 수 있기 때문이다. PC2100 DDR SDRAM(133MHz의 DDR)의 경우 또한 출시가 거의 확실시되므로, 레이턴시가 더욱 낮으며 따라서 좀더 레이턴시-메모리대역 그래프의 아래쪽을 긁어대면서 i820+RDRAM 콤보보다 더욱 높은 성능을 올릴 수 있게 되는 것이다.

기실 관심의 초점은, 이보다는 인텔 윌러메트(Willamette) 프로세서 대응의 티하마(Tehama) 칩셋이 이용하게 될 듀얼채널 PC800 RDRAM의 구현이 어떠한 방식으로 이루어지게 될 것인가에 대한 것으로서, 현재 이러한 방식의 듀얼채널 RDRAM을 구현하고 있는 플랫폼은 i840 칩셋에 의한 것이 유일하다.

i840 칩셋은 기실 i820 칩셋보다 조금 더 진화된 형태에 머무는 것으로서, RDRAM의 레이턴시를 저대역 이용시의 상황에서보다는 좀더 낮은 수준으로 끌어내리는 데 도움이 되기야 하지만, RDRAM 채널의 듀얼화 자체는 큰 메리트가 있다고 보기는 힘들다(최고 메모리대역만이 올라갈 뿐이다.) 어쨌든 i840과 i820의 구체적인 비교대조는 다른 리뷰에서 해보기로 하겠다.

여기서 중요한 점은 PC1600 DDR SDRAM은 레이턴시가 PC800 RDRAM보다 낮지 않다고 하더라도 전체적으로 거의 동급의 성능을 제공하게 될 것이며, PC2100 DDR SDRAM의 경우 로우레이턴시가 확실하기 때문에 이를 월등히 능가하는 수준의 성능을 구현하게 될 것이라는 데 있다.

처음부터 잘 알려져 왔던 것처럼, DDR SDRAM의 유일한 문제점은, RDRAM보다 핀 개수가 훨씬 많다는 것으로써, 듀얼채널의 DDR SDRAM 메모리 인터페이스를 도입하는 경우 기술적으로 상당한 난제로 작용하면서 단가적으로도 심각한 부담요인이 되므로, SDRAM의 향방은 QDR(Quadrupple Data Rate) 테크놀러지 또는 좀더 고대역의 DDR-II 표준을 기술적으로 또 상용화적인 측면에서 얼마나 현실성 있게 도입할 수 있느냐에 달려 있다.



i820+PC800 대 BX+PC100

본격적인 벤치마크 데이터를 나열하기에 앞서, i820/PC800 대 BX/PC100의 레이턴시-대역 비교그래프를 잠깐 다시 보도록 하자. 이미 알아차렸겠지만, 오늘날의 대역활용폭에서 볼 때, 상기 두 가지의 솔루션들은 거의 대등한 성능을 기록하고 있다. 그러나 특정 벤치마크에서는 BX가, 다른 벤치마크에서는 i820이 우수한 것으로 나타나는 것은 어째서인가?

이러한 성능차에 대한 여러 이유 중 하나로는 바로 RDRAM 모듈에서 실제로 활성화되는 컴포넌트가 단 한 개뿐이라는 사실에 기인하는 것을 들 수 있다. '램버스와 RDRAM에 대한 진실'편에서도 지적했듯이, 나머지 컴포넌트들은 파워다운
Power Down, 내핑Nap 또는 스탠바이StandBy의 3개 모드 가운데 하나로 들어가 있으며 액티브Active 모드가 아닌, 즉 데이터를 전송하지 않는 상태에 있다. 데스크탑 시스템의 경우에는, 전력절감이 별로 관심의 대상이 아니기 때문에 컴포넌트의 전력모드는 보통 스탠바이 모드에 맞춰진다. 내핑모드의 유일한 필요성은 노트북과 같이 전력공급이 제한되어 있는 상황에서나 찾아볼 수 있는데, 내핑모드의 소비전력은 10mW밖에 되지 않아서 스탠바이 모드의 250mW보다 훨씬 낮기 때문이다.

내핑모드의 문제점은, 해당 컴포넌트가 내핑에서 액티브로 바로 절환하게 되면, 거의 100nsec의 레이턴시를 추가로 부담해야 한다는 데 있어서, 성능보다는 전력절감이 지상의 목표인 노트북에서야 감수할 수 있겠지만 저전력이 주된 시스템의 목표가
아닌 데스크탑 시스템에서는 용인되기 힘들다는 데 있다.

불행히도, 대부분의 메인보드 제조업체들은 바이오스에서 이러한 설정을 지원하지 않거나, 비활성 RDRAM의 전력모드를 내핑모드로 기본값을 잡는 경우가 대부분이다. RDRAM의 좀더 적합한 벤치마크를 위해서는, 비활성 RDRAM 컴포넌트의 전력상태를 스탠바이 모드로 설정하는 것이 중요하며 내핑 모드의 기본값을 이용해서는 안된다. 이 설정은
에이서스(Asus)의 P3C-E나 에이오픈(AOpen)의 AX6C나 AX6C-L과 같은 메인보드에서는 지원되고 있다. 에이오픈 보드의 경우 RDRAM 냅다운napdown 설정이라고 해서 이러한 기능이 지원되며, 에이서스에서는 동일한 기능을 Pool B RDRAM Device라는 기능으로 바이오스상에 추가해 놓았다.

100nsec의 레이턴시 손실을 제거하면 RDRAM의 상황이 정말 달라지게 되는 것인지? 여기에 대해서는 아래의 벤치마크 데이터들을 살펴보면 될 듯 하다.

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비활성 RDRAM 컴포넌트를 스탠바이 모드로 설정하는 것은 내핑모드로 설정하는 것보다 1% 가량의 성능향상을 기록하면서, 중차대한 성능개선이 이루어질 것으로 예상했던 것과는 확연히 다른 결과를 보이고 있다.

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위의 경우에는 전혀 성능향상이 이루어지지 않고 있다.

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640x480 해상도에서의 1.7fps 증가나 좀더 고화질 모드에서의 0fps라는 차이는 성능차가 결국 별로 크지 않다는 점을 시사하고 있다.

SYSMark 2000의 경우에는 자그마한 차이가 있었지만, 큰 차이라고는 전혀 볼 수 없는 것으로서, 본고의 초점이라고 할 수 있는, RDRAM의 저대역 활용시의 하이레이턴시라는 핸디캡을 보완하기에는 미약한 것이다.


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