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샌디브릿지에 적용된 새로운 아키텍쳐
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승인 2011.01.14  20:03:00
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 샌디브릿지 아키텍처는 기본적으로 전세대 제품인 네할렘 기반에 비해 혁신적인 변화나 월등한 개선 사항이 있는 것은 아니다. 물론 네이티브 on-die GPU라는 구조적 차이점이 있지만 이 그래픽 코어 자체가 하이엔드급 성능을 지닌 것이 아니라 엔트리-메인스트림급 유저를 위해 제공되는 것인 만큼 기능적인 면에서 확연한 차이점이 있는 것은 아니며, 메모리 컨트롤러 내장, 1칩셋 구성과 DMI 버스로 연결되는 점 역시 동일하다.

 

▲ 기본적인 구성은 큰 차이를 보이지 않는다

 하지만 각 부분 부분을 따져본다면 이전 네할램 아키텍처에 비해 많은 부분이 '개선' 된 것을 확인할 수 있다. 코어 자체적으로도 GPU 부분이 완전히 CPU에 통합됨에 따라 회로의 효율성이 높아졌으며 GPU와 코어, 시스템 에이전트를 통합하는 버스인 링 버스 아키텍처가 적용되었다.

 또, 코어와 독립된 L3캐시는 샌디브릿지에서 Last Level Cache(LLC)라는 이름으로 제공되는데, 기존 모든 코어가 L3 캐시를 공유하던 것과 달리 각각의 LLC가 코어마다 나뉘어 분배된 것이 특징이다.
  

▲ 샌디브릿지 코어의 블록 다이어그램

 이와같은 구성을 통해 개별 코어가 데이터에 접근할 수 있는 시간(레이턴시)이 단축되어 대역폭의 확장이라는 효과를 가져올 수 있으며, 링 버스 구조를 통해 GPU역시 LLC에 접근할 수 있어 GPU의 성능 처리 역시 향상되는 효과를 가질 수 있다.

 또한 링 버스 아키텍처를 사용한 각 파트는 모듈러 구조를 기반으로 하는 만큼 큰 설계 변경 없이 자유롭게 CPU 코어를 확장할 수 있는 것 역시 부차적인 장점이라고 볼 수 있다.

 멀티코어의 비효율성을 개선하기 위해 채용되었던 터보부스트(TurboBoost)역시 2.0 버전으로 업그레이드 되어 제공된다.

 샌디브릿지는 과거 MCH의 역할을 하던 시스템 에이전트(System Agent)영역에 PCU(Power Control Unit)을 통합하고 있다. 또한 시스템 에이전트는 링 버스를 통해 그래픽 모듈과 코어 모듈을 제어할 수 있어 과거 코어의 동작만을 제어하던 터보부스트는 코어는 물론 GPU에까찌 제어 영역을 넓혔으며, 네할렘에서의 터보부스트가 TDP 이내에서 멀티플라이어 조절을 통해 클럭을 제어하던 것과는 달리 보다 세밀해진 PCU의 전력관리 알고리즘을 통해 TDP를 넘어서는 수준의 제어가 가능해짐에 따라 성능이나 효율성 면에서 더욱 개선되었다.

 

▲ 샌디브릿지 코어는 터보부스트 2.0을 채택하고 있다.

 

▲  GPU 역시 터보부스트의 클럭/전력 관리기능을 통해 전력 소모 절감 및 성능향상이 가능하다

 샌디브릿지 프로세서의 경우 CPU뿐 아니라 GPU영역이 하나의 칩에 통합된 만큼 GPU의 변화점 역시 주목할 부분이다.

 샌디브릿지에는 기존 네할렘 아키텍쳐에 기반했던 통합 CPU인 코드명 클락데일(Clarkdale)에 포함되었던 Intel HD Graphics 를 보다 개선한 Intel HD Graphics 2000/3000 이 각각 라인업에 따라 적용되며 모바일 CPU의 경우 그래픽 코어 확장이 힘든 만큼 HD Graphics 3000 만을 사용할 것으로 알려져 있다.

 이 두 가지 GPU의 차이는 실행 유닛(EU : Excution Unit)의 개수로 HD Graphics 2000은 6개의 EU를, HD Graphics 3000은 두 배인 12개의 EU를 내장해 성능을 구분한다. 또한 제품군에 따라 코어 자체의 동작 속도도 차이를 두고 있으며 앞서 언급한 것 처럼 터보부스트 2.0 기술로 인해 코어의 동작 클럭이 가변적으로 조정된다.

 

▲  Intel HD Graphics 의 블록 다이어그램

 기본적으로 HD Graphics 2000/3000의 경우 DX10.1 을 지원해 기존 Intel HD Graphics 의 DX10 지원에 비해 소폭 향상되었으며 Shader Model 역시 4.0에서 4.1로, OpemGL은 2.1에서 3.0으로 업그레이드 되어 지원되지만 구성면에서 근본적으로 큰 차이를 보이는 것은 아니다.

 

▲  세부적인 면에서 약간의 차이를 보인다.

 하지만 멀티미디어 지원 능력이 강화된 것이 큰 차이점으로 하드웨어 동영상 가속기능 중 기존에는 지원하지 않던 H.264 코덱 및 MPEG2 기반의 인코딩 가속 기능이 추가되었으며 Total Color Control, Skin tone Detection Correction, Auto Contrast Enhanment 부분에 대한 전처리 역시 새롭게 부가된 부분이다.

 

▲ 하드웨어 인코딩 가속 기능 등 멀티미디어 기능면에서의 성능 향상이 이루어진 것이 특징

 인텔에서 인텔 퀵싱크(Quick Sync) 기술이라 부르는 이들 기능의 추가로 인해 샌디브릿지는 과거 클락데일과 아란데일(Arrandale)에서 소프트웨어적으로 처리되던 전처리/인코딩 영역에서 GPU의 프로세싱 능력을 확용할 수 있어 최대 2배에 달하는 성능 향상을 얻을 수 있으리라 기대된다.

 그 외 3D 디스플레이를 지원하는 HDMI 1.4 를 지원하는 것 역시 Intel HD Graphics 2000/3000 시리즈의 개선점이다. 

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