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DDR2를 받아들인 새로운 소켓 AM2, 무엇이 달라졌나
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승인 2006.05.24  22:34:00
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새로운 소켓 AM2, DDR2 메모리로 무엇이 달라졌나.

새로운 AMD AM2 플랫폼의 가장 큰 화두는 역시 AMD 프로세서 사상 처음으로 DDR2 메모리를 사용한다는 것이다. 본 기자의 주변이나 대부분의 커뮤니티에서 많은 유저들이 AM2 플랫폼에 기대를 가졌던 이유도 바로 DDR2 메모리가 채용되기 때문이었다. 과연 DDR2 메모리의 도입은 AMD 데스크탑 프로세서들에 날개를 달아줄 것인가?

결론부터 이야기하자면, AMD 프로세서에 DDR2 메모리가 보약이 될수도 있고, 독약이 될수도 있다는 것이다. 그 이유는 AMD의 프로세서들이 메모리의 속도보다는 메모리의 대기시간(레이턴시)에 더욱 민감하게 작동하기 때문이다. 이를 이해하기 위해서는 먼저 DDR 메모리와 DDR2 메모리가 어떤 점에서 다르고 AMD 프로세서를 만났을때 어떻게 동작하는지 이해하는 것이 선행되어야 할 것 같다.

이전에 사용되던 SDR 메모리나 DDR, DDR2 메모리는 메모리 모듈의 동작 속도는 같다. 즉, 166MHz의 SDR 메모리와 333MHz의 DDR 메모리, 667MHz의 DDR2 메모리의 메모리 모듈(메모리 칩의 동작 속도)의 속도는 같다. 그러나 SDR에서 DDR, DDR2로 가면 같은 클럭 주파수에서 2배, 4배의 데이터를 뽑아낼 수 있기 때문에 결과적으로 2배, 4배의 속도 향샹 효과를 볼 수 있다. 이는 마치 2차선과 4차선의 도로와 같은 개념이다. 일전의 DDR 메모리가 266MHz, 333MHz, 400MHz로 출시되었다면, DDR2 메모리는 533MHz, 667MHz, 800MHz로 동작 클럭이 2배임을 확인할 수 있다.

출시 예정인 Corsair의 800MHz DDR2 메모리
아무리 빠른 대기시간을 갖는다고 해도 DDR메모리의 2배의 대기 시간을 갖는다. 대기 시간은 낮을 수록 좋다.

그러나 이때 문제가 되는 것이 바로 대기시간이다. 이렇게 메모리가 작동하는 데이터의 대역은 2배로 높아졌지만, 이로 인해 메모리 내부의 콘트롤러와 메모리 칩간에 생기는 다양한 대기 시간 역시 높아지게 된다. 따라서 보통 533MHz의 DDR 메모리의 경우 4-4-4 정도의 레이턴시를 갖기 때문에 DDR 메모리의 2배 정도의 대기 시간을 갖는다.

아래 그림은 이전부터 지겹게 소개되었던 펜티엄4 XE(익스트림 에디션)과 애슬론64 FX 프로세서의 내부 작동 방식에 대한 도식이다. 인텔의 CPU는 FSB(Front Side Bus)라는 방법을 통해 MCH칩에서 메모리를 콘트롤 하지만 AMD는 메모리 콘트롤러가 CPU안에 내장되어 있다.

인텔 CPU와 AMD CPU의 내부 동작 구조 비교
AMD CPU는 메모리 콘트롤러가 CPU 내부에 내장되어 있어, 클럭당 데이터 처리시간이 빠르다.

AMD의 프로세서가 DDR2 메모리를 채용해 얻는 이점은 있지만, 인텔에 비하면 둔감할 수 밖에 없는 이유가 바로 메모리 콘트롤러를 내장하고 있다는 데 있다. 인텔과 AMD의 CPU가 동시에 메모리에서 데이터를 읽는 것을, 또 이때 걸리는 시간을 생각해보면 메모리 콘트롤러가 CPU 내부에 내장되어 CPU 클럭으로 동작하는 AMD가 유리할 수 밖에 없다.

CPU, 메모리 콘트롤러, 메모리에 대한 동작 관계를 간단한 그림으로 글면 아래와 같다. AMD CPU의 경우 아래 그림의 메모리 콘트롤러인 C가 CPU에 내장되어 있어 A,B,C,F 가 동일한 속도로 동작한다. 반면 인텔 CPU의 경우 CPU인 A의 속도와 B,C,F의 속도가 차이를 가지고 있기 때문에(현재 약 3:1정도), 전체적인 데이터의 엑세스 속도에 있어 AMD가 인텔의 CPU에 비해 빠를 수 밖에 없다. 단, CPU의 속도는 인텔이 훨씬 앞서기 때문에 수치상으로 정확히 얼마가 빠른지 계산해 나타낼 수는 없다.

예를 들어 CPU에서 나온 명령을 통해 D램의 데이터가 다시 CPU에 들어가는데 까지걸리는 시간을 생각해보자(ABCDEF의 시간). 이때 AMD의 CPU가 약 60ns, 인텔의 CPU가 대략 120ns이 걸린다고 가정했을 경우, 메모리의 레이턴시에 해당하는 E 항목이 같은 수치로 늘어나면 AMD의 CPU가 훨씬 더 느려진다. 즉 60에 10만큼 더 느려지는 것과 120에 10만큼 느려지는 것을 비교해보면 전자가 훨씬 그 비율이 높음을 알 수 있다.

조금은 복잡해 보이지만 위 내용을 종합해보면 AMD의 CPU는 메모리 콘트롤러를 내장하고 있기 때문에 DDR에서 DDR2 메모리로 넘어왔을때 인텔에 비해 메모리의 레이턴시에 더 민감하다. 그래서 이번 AM2 플랫폼의 경우 CAS2 규격의 400MHz의 DDR 메모리가 채용된 이전 소켓 939 시스템과 비슷한 속도를 내기 위해서는 CAS4 규격의 533MHz의 DDR2 메모리가 필요하다는 이야기가 나오는 것이다.
 

새로운 핀배열과 소켓 외형

AM2 플랫폼은 AMD CPU의 핀배열과 쿨러가 장착되는 외부 하우징도 바꾸었다. AMD 애슬론 XP 시절 소켓A는 소켓 754를 거쳐, 소켓 939로 진화하였다. 코드명 뉴캐슬부터 적용되기 시작한 소켓 939는 최대 4레이어 구조를 수용할 수 있기 때문에 당시의 데스크탑 제품에 큰 문제는 없었다. 그러나 서버용 CPU인 옵테론은 최대 6레이어 구조를 취하고 있기 때문에 소켓 940를 사용하게 되었다.

그러나 AM2 플랫폼에 이르러 데스크탑 플랫폼도 소켓 940으로 이전해, 이제 모든 AMD의 CPU는 소켓 940을 사용하게 된다. 단, 이전 소켓 939제품이 장착되는 것을 방지하기 위해 아래와 같이 핀 배열을 바꾸어 호환되지 않게 했다. 즉, 이전 소켓 939용 AMD CPU는 새로운 AM2 보드에는 사용할 수 없게 되었다.

소켓 AM2와 소켓 939의 비교
프로세서가 꼽히는 소켓 핀배열이 바뀌었으며(사진에 빨간 점이 핀이 없는 부분이다), 쿨러의 외부 하우징이 2홀이 4홀 구조로 바뀌었다.

핀배열과 함께 쿨러가 장착되는 소켓의 하우징도 바뀌었다. 2홀이었던 이전 소켓 939가 4홀로 바뀌어 쿨러의 장착시 메인보드의 휘어짐이 그만큼 줄어들어 안정성이 확보되었다. 또, 이번 AM2의 하우징이 향후 DDR3 메모리와 함께 출시될 AM3에도 대응하는 구조임을 AMD 관계자로 부터 들을 수 있었다.

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