intel CPU의 종류와 특징

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메모리 소자의 속도는 단지 60%만이 증가해 왔기 때문에 전통적인 CPU는 버스 유닛이 주메모리로부터 데이터 값을 읽어와야만 명령을 실행할 수 있으므로 데이터 값을 버스 유닛이 읽어 올 때까지 정지하게 되고 프로세서가 최대로 활용하지 못하게 한다. 이 문제를 해결하기 위한 방법이 캐쉬를 대폭적으로 향상시키는 것이다. 즉 CPU의 바로 옆에 내장된 캐쉬와 별도의 L2캐쉬를 장착한 것입니다. P6 CPU에는 두개의 8KB짜리 L1캐쉬를 내장하고 있고 CPU다이 옆에 256KB의 SRAM L2캐쉬를 가지고 있다. 이러한 구조는 멀티칩 모듈로 불리는 것으로 비싼 기술로 알려져 있다. CPU는 5천5백만 개의 트랜지스터를, L2캐쉬는 1천5백5십만 개의 트랜지스터를 가지고 있다. SRAM은 한비트당 4～6개의 트랜지스터를 사용하는데 P6의 SRAM은 6개의 트랜지스터를 사용하고 있고 이 L2캐쉬는 64비트의 버스로 CPU와 연결어 있다.
펜티엄프로에는 펜티엄의 두 배인 5백5십만 개의 트렌지스터가 집약되어 있다. 여기에 더불어서 천오백만 개의 트랜지스터와 맞먹는 SDRAM을 내장하고 있으며 256K의 L2캐쉬가 이에 해당한다. 펜티엄프로는 펜티엄의 두 개보다 많은 3개의 통로를 가지고 있다. 명령어 실행을 14개의 과정으로 쪼갬으로서 인텔이 동적 실행이라 부르는 것이 가능하게 되었다. 동적 실행이란 다음에 필요한 것이 무엇인지 알기 위해서 대기하면서 전체명령의 절반을 끝낼 수 있도록 하는 처리이다. 이것은 펜티엄프로가 많은 명령을 원래 순서에서 벗어나서 다룰 수 있다는 의미이므로 3개의 통로가 모두 더 높은 용량에서 작업할 수 있다. 펜티엄프로는 16K의 L1캐쉬를 가지고 있다. 그것은 칩에 내장되어 있는 L2캐쉬가 보충해주면 트랜지스터의 집약도는 한계에 다다랐기 때문에 펜티엄에서 발열문제도 여기서 똑같이 발생하지만 펜티엄프로는 0.6미크론의 부품을 사용했다. 펜티엄프로는 550만개의 트랜지스터를 장착하여 310만개의 트랜지스터를 갖고 있는 펜티엄보다 데이터전송 및 처리속도에서 훨씬 빠르다. 또한 기존의 펜티엄 클럭 속도가 최고 133MHz인데 반해 펜티엄프로는 최저 150MHz에서 최고 200MHz에 이른다. 기본 환경에서 CPU를 최대 4개까지 병렬로 연결할 수 있으며 그 외에도 오류수정, 고장복구, 중복기능 제거 등 다양한 새로운 기능들이 추가되었다. 온전한 32비트 운영체제인 윈도즈 NT에서 최적의 성능을 발휘하는 펜티엄프로는 워크스테이션 및 서버시장을 겨냥하고 있다. 좀더 구체적으로는 연구기관, 금융기관, 멀티미디어 및 그래픽 관련 전문업체 등이다. 가격 대비 성능면에서 RISC(명령 축소형 컴퓨터)계열의 기존 칩들과 충분히 경쟁할 수 있다고 전문가들은 평가하고 있다. 도스 환경에서 쓸 경우 속도가 펜티엄보다 느리게 나타났으며 윈도즈 95에서도 마찬가지이다. PC매거진과 바이트지는 이 같은 현상을 소개하면서 인텔의 자체성능실험에 근거한다고 밝혔다.
Pentium Ⅱ
특히 비디오, 오디오, 그래픽 데이터를 효과적으로 처리하게 디자인된 인텔 MMX와 통합했다.
인텔의 펜티엄II는 펜티엄프로에서의 많은 문제점으로 일반 컴퓨터 사용자들의 불만을 잠식시킨 제품이다.
SECC(Single Edge Contac Catridge)
펜티엄 프로세서는 L2 캐쉬를 프로세서와 함께 내장하는 방식으로 캐쉬에 의존적인 프로세서의 가격과 성능을 보이게 된다. 즉, 캐쉬 메모리의 양이 많을 수록 프로세서의 제작에 필요한 트랜지스터의 개수가 증가되고 이것은 프로세서의 생산 효율을 떨어뜨리는 역할을 하게 되며 결과적으로 높은 가격을 형성한다. 실제로 펜티엄프로 200MHz 512KB 모델이 200불 정도의 가격일 때, 동일 속도의 2MB 모델은 2000불 정도의 가격으로 엄청난 차이를 보였다. 또, 프로세서에 많은 캐쉬가 내장되고 메모리와의 인터페이스를 위해서 프로세서가 많은 핀 수로 구성되며 추후 확장이 무척 어려운 구조이다. 따라서 인텔에서는 기존의 개념을 그대로 유지하면서 확장성과 유연성을 위해서 새롭게 제시한 규격이 바로 슬롯1/2/M 등의 규격이며, 프로세서와 캐쉬를 CPU 보드의 형태로 만들어 메인보드에 마련된 슬롯에 장착하는 구조이다. 이때, 캐쉬의 성능을 프로세서 클럭의 1/2 속도로 낮추고 캐쉬 용량에 제한을 없앴기 때문에 다양한 형태의 제품군을 만들 수 있는 장점을 가진다. 실제로 펜티엄II 뿐만 아니라 펜티엄III(SECC-2)의 경우도 슬롯1을 사용하며, 한 계열에서도 클라매스, 데슈츠, 셀러론 등 여러 가지의 제품이 가능하게 되었다.
L2 캐쉬와 L1 캐쉬
펜티엄프로에 비하여 1/2로 낮아진 L2 캐쉬로 말미암아 상대적으로 명령어의 길이가 길게 만들어진 FPU 명령어에서는 제대로 최적의 성능을 구현하지 못하는 현상이 발생하게 되었다. 또, 기본적으로 펜티엄프로와 동일한 코어를 사용하기에 16비트 프로그램의 성능이 낮은 문제점도 함께 가지고 있게 된다. 이 부분을 해결하기 위해서 제시된 방법이 L1 캐쉬를 기존의 16KB에서 32KB로 확장시켰으며, 잠정적으로 성능 저하를 막는 중요한 역할을 담당한다.
MMX
펜티엄II에서도 펜티엄에서와 같이 MMX 명령어를 그대로 지원하고 있으며 동일한 로직이 삽입되어 있다. 따라서 펜티엄II를 이해할 때는 펜티엄프로 + MMX로 이해할 수도 있다.
다양한 모델
앞에서 설명한 슬롯1 규격은 프로세서의 구조나 모양이 메인보드의 규격에 의존적이지 않고 프로세서에 관련된 메인보드 제품군이 카드의 형태로 만들어지기 때문에 다양한 형태의 제품의 출시가 가능하다. 실제로 펜티엄II에서는 66MHz 버스 속도를 갖는 클라매스(Klamath), 100MHz의 버스 속도를 갖는 데슈츠(Deschutes) 그리고 L2 캐쉬를 포함하지 않은 셀러론 모델인 코빙톤(Covington)과 128KB의 L2 캐쉬를 CPU의 다이에 직접 내장시킨 멘도시노(Mendocino) 등의 제품이 탄생할 수 있었다.
Pentium Ⅲ
3D 그래픽 소프트웨어를 지원할 수 있는 소수점 연산자를 추가적으로 통합했다.
Merced
64-bit 구조를 가지고 있다.

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