Mainboard Chipset별 정리

2000년 3월 현재, 주요 메인보드 CHIPSET별 정리 자료

 메인보드에 장착되어 있는 칩셋(Chipset)은 컴퓨터의 모든 부품들의 기반이 되며 기본적인 성능과 함께 컴퓨터의 안정성을 좌우하는 중요한 부품이다. 개인용 컴퓨터용 칩세트는 펜티엄급까지는 Intel, VIA, SiS, Ali 등 여러 회사에서 출시되어 사용되어졌지만 펜티엄II 시리즈로 넘어오면서 인텔(Intel)과 비아(VIA)의 제품이 주를 이루고 있으며, 인텔 440BX 칩셋과 VIA Apollo Pro 칩셋이 주로 사용되며, 셀러론 프로세서를 지원하며 저가형 컴퓨터를 대상으로 출시된 인텔810 칩세트가 출시되었지만 큰 인기를 끌지는 못하고 있고 점차 차세대 제품인 인텔 820 또는 인텔 840 칩세트와 VIA Apollo Pro 133A가 차세대 제품으로 자리를 바로 잡아 가고 있는 상황이다. 이외에 AMD Athlon 프로세서를 전용으로 지원하는 AMD 750 칩세트와 VIA Apollo Pro KX133 제품이 있으며, 지원되는 기능과 기본 성능이 VIA Apollo Pro 133A 제품과 동일하므로 굳이 구분할 필요는 없다.(AMD 대하여는 3.17일자 Athlon용 메인보드 구매 가이드를 참조하면 기대하는 성능이 구현되는지 아닌지 아실 것이다) 단지 지원되는 프로세서 자체(AMD Athlon SLOT A)가 다를 뿐이다. 즉, 같은 인텔 계열의 프로세서에서도 인텔 840은 슬롯2 규격의 펜티엄II/III 지온 프로세서를 지원하며 4개 또는 8개의 프로세서를 동시에 동작 시킬 수 있는 고급형 제품에 속한다. 이들 제품은 서버급의 고성능 컴퓨터를 제외하고는 일반 사용자들에게는 별로 의미를 주지 못한다.

일반적으로 두개의 칩이 칩세트를 구성하지만 경우에 따라서는 3개 이상이 경우도 있다. 하지만 모든 칩셋은 South Bridge와 North Bridge로 구분하게 되며, 2개 이상의 칩들은 모두 이들 기능을 보조하는 역할을 하게 된다.

[그림] North and Sound Bridge Diagram
 

North Bridge는 CPU/AGP/Memory를 제어하게 된다. 따라서 CPU의 기본 속도를 결정하는 FSB(Front Side Bus)의 속도가 펜티엄 II 366MHz 이하의 제품군과 셀러론 프로세서에서 사용하는 66MHz 시스템에서 펜티엄II/III 450MHz 이상의 제품에 사용되는 100MHz 시스템 그리고 최근 출시되는 쿠퍼마인(Coopermine)에서 사용되는 133MHz 동작 속도의 지원 여부가 North Bridge에 의해서 결정된다.

인텔 440BX, 810/815 칩세트를 사용한 메인 보드에서는 최대 100MHz를 공식적으로 지원하며, 간혹 133Mhz를 지원하는 경우도 있지만 이것은 표준 규격이 아니며 안정성이나 성능을 보장 받을 수 없게 된다. 따라서 133MHz 기반의 프로세서를 사용하는 경우에는 인텔 820 칩세트를 채용한 메인 보드를 사용해야 한다.  비 인텔 계열로 VIA사의 아폴로 프로는 100MHz 버스 클럭을 지원하며 아폴로 프로133에서 133MHz를 지원하게 되었으며, 쿠퍼마인을 직접 지원하지는 못하고 아폴로 프로133A 제품에서부터 133MHz 버스 시스템을 완벽하게 지원하고 있다.

인텔 칩세트는 칩세트의 종류와 속도에 관계 없이 최대 100MHz 메모리 속도만을 지원하며 비아사의 제품은 표준 클럭에 대하여 +/-33MHz를 지원한다. 따라서 비아 아폴로 프로133 제품을 사용한다면 프로세서는 133MHz로 동작하고 메모리는 100MHz로 구동할 수 있다. 이것을 비동기식이라 한다.
인텔 820에서는 DR(Direct Rambus) DRAM을 전용으로 지원하며 기존의 SDRAM에 비하여 두배의 메모리 성능을 발휘할 수 있다. 하지만, 메모리의 수율이 낮고 메모리의 수요가 적기 때문에 기존의 SDRAM에 비하여 4배 이상의 가격을 형성하고 있다. 물론, DR DRAM을 사용하는 경우에 기존 시스템에 비하여 5~10% 정도의 성능이 향상되는 장점이 있다. 일반 메모리를 사용하기 위해서는 MTH(Memory Translation Hub)를 사용하여 메모리 프로토콜을 변환시킬 수 있지만 애석하게도 일반 SDRAM 제품군에 비하여 10% 이상의 성능 감소가 발생하게 된다. 이외에 모든 칩세트는 아직까지 SDRAM을 사용하고 있다. 따라서 기존의 메모리를 그대로 사용할 수 있어 상대적으로 저렴하여 높은 가격대 성능비를 얻을 수 있다는 장점을 가지고 있다. 하지만 궁극적으로 고성능 프로세서에 필요한 충분한 메모리 성능을 얻기 위해서는 기존의 메모리 규격에 비하여 두배의 성능을 발휘할 수 있는 DDR(Double Data Rate) SDRAM이 조심스럽게 제안되고 있다.

인텔 440BX와 비아 아폴로프로133 제품까지는 AGP 2x 모드를 지원하고 있으며 최대 528MB/s의 전송 성능을 발휘할 수 있다. 이것은 기존의 PCI 시스템에 비하여 4배 이상 높은 성능이지만 최근 급격히 발달하는 그래픽 성능을 최적으로 지원하기 위해서는 AGP 4x 지원이 필요하다. 이를 위해서는 133MHz 클럭 성능이 필요하며 인텔 820 칩세트와 비아 아폴로프로133A 제품에서 지원이 가능하다. 하지만 아직까지 AGP 4x 모드에서는 AGP의 기본 기술을 확보하고 있는 인텔이나 VIA 모두 완벽한 호환성이나 성능을 제대로 구현하지 못하고 있다. 이것은 메모리의 성능이 AGP 버스 시스템에 맞지않게 현저하게 낮은 이유도 있지만 고속 클럭을 일반 컴퓨터 슬롯을 통해서 전달하는 경우에 발생하는 타이밍 오차에 기본 메인 보드의 배선 길이와 위치에 따른 오차가 기본적인 원인이 되며, 이것는 클럭이 높을수록 하나의 신호를 보내기 위해서 소요되는 시간이 상대적으로 짧아지기 때문에 신호에 비하여 오차의 상대적인 비율이 커지는 현상이 발생하여 호환성의 문제가 대두되는 것이다. 특히, AGP 4x 지원으로 출시된 제품들에서 심각하게 발생하고 있으며 최근 출시된 제품들은 호환성이 그래도 우수한 편이지만 아직은 완전하지 못하다.

North Bridge는 하드 드라이브, 범용 직렬 버스(USB) 등과 같은 입출력 장치를 제어하는 기능과 함께 각종 입출력 기능을 통합적으로 관리하는 기능을 가지고 있다. 따라서 Super I/O 칩세트와 함께 직렬/병렬/적외선 통신 포트, 플로피, 키보드/마우스 포트 등을 지원한다. 특히 하드 드라이브의 지원 규격은 인텔 440BX에서는 ATA/33 규격을 지원하여 하드 드라이브에서 시스템으로 초당 33M 바이트의 데이터를 전송할 수 있지만 인텔 815/820 그리고 VIA Apollo Pro 시리즈의 제품에서는 ATA/66 규격으로 초당 66M 바이트의 데이터를 전송할 수 있게 되었다. 이러한 성능의 차이는 일반 개인 컴퓨터 사용자가 느끼기에 차이가 없어 보이지만 대용량의 고속 하드 드라이브를 사용하는 사용자 일수록 현저한 성능의 차이를 보이게 된다.

South Bridge와 North Bridge는 PCI 버스로 연결되어 있으며, 펜티엄급에서는 PCI R2.0/2.1이 사용되어 현재 펜티엄II에서는 R2.1이 주로 사용되고 있고 최근에 출시되는 인텔 820과 비아 아폴로프로133A 등과 같은 제품들은 PCI 2.2 규격을 지원하고 있다. 이들 규격은 외향적인 모양이나 전기적인 규격은 유사하지만 시스템을 관리 제어하는 기능들이 새롭게 추가되었고 전력 관리 기능을 통해서 컴퓨터의 전원을 소모를 줄이고 수명을 향상 시켜 주는 각종 고급 규격과 기능을 지원할 수 있도로 조금씩 사양이 변해가고 있다. 따라서 최신 운용 시스템에서 최상의 컴퓨터의 동작 조건을 위해서도 최신 칩세트는 필요하다.