| | | ⇒AMD760MP 메인보드에 애슬론MP를 듀얼로 장착한 모습. |
● 듀얼 시스템. 단순히 CPU를 두 개 쓰는 것은 아니다.
 흔히 SMP(Symmetric Multi Processing)라고 하는 듀얼 시스템은 하나의 시스템에 2개 이상의 CPU를 쓰는 것을 말한다. 이것은 하나의 CPU가 처리할 작업을 두 개의 CPU가 나누어 처리한다는 지극히 평범한 발상에서 비롯된다. 따라서 단지 두 개 이상의 CPU를 쓸 수 있다고 SMP라고 하는 것은 우스운 일이며 제대로 분산작업이 이루어져야만 진정한 듀얼 시스템이라고 할 수 있다. 많은 이들이 듀얼시스템에 대해 오해하는 것은 모든 경우에 듀얼 시스템이 빠르다는 것, 그리고 성능이 두 배로 향상된다고 믿는 것 정도일 것이다. 비록 듀얼 시스템이 빠르기는 하지만 모든 경우에 그런 것은 결코 아니다.
그 동안 AMD 애슬론의 인식은 많이 달라진 것이 사실이지만 서버 같은 하이엔드 분야에서는 전혀 힘을 쓰지 못했다. 이것은 AMD가 듀얼시스템을 갖추지 못한 데서도 한 원인을 찾을 수 있다. 인텔이 펜티엄III부터 이미 SMP를 쓸 수 있도록 설계된 것과는 확실히 비교되는 대목이다.
● AMD의 듀얼 시스템은 인텔과는 달라
 인텔이 듀얼 시스템에서 쓰는 AGTL+ 버스 아키텍처는 셰어드 버스 방식이다. 셰어드 버스 방식은 하나의 버스를 다수의 객체가 나누어 쓰는 방식이다. 다수의 객체가 한꺼번에 동작할 때는 객체 하나 하나가 쓸 수 있는 대역폭은 줄어들게 마련이다. 듀얼 시스템에서 1+1=2이라는 공식이 적용되지 않는 이유 가운데 하나이기도 하다. 이런 경향은 CPU 개수가 많아질수록 더욱 심해진다.
잘 알다시피 AMD는 인텔과 달리 EV6라는 아키텍처를 이용한다. 이것은 셰어드 버스가 아닌 이른바 피어 투 피어(Peer to Peer: P2P) 방식이다. P2P라는 이름에서 짐작할 수 있듯 객체 하나 하나가 독립된 버스를 써서 연결된다는 것이다. 셰어드 버스가 프로세서 모두를 같은 버스로 공유하는 것과는 확실히 대비되는 개념으로 듀얼 시스템에는 보다 유리한 구조라고 할 수 있다.
| | | ⇒AMD 듀얼 시스템은 P2P방식의 EV6 구조 때문에 인텔보다 복잡한 구조다. |
따라서 AMD의 경우 기존의 시스템으로는 듀얼프로세싱이 매우 어렵게 되었고 무엇인가 새로운 CPU와 메인보드 칩셋이 필요하게 되었다. 애슬론MP가 새롭게 선보인 이유가 바로 여기에 있다.
AMD는 이러한 듀얼 프로세싱 관련 기술을 스마트MP라고 부른다. 이미 설명한 것처럼 P2P방식으로 시스템이 구성되며, 보다 고속의 CPU통신을 할 수 있도록 스눕(snoop)버스라는 독특한 기술을 갖추고 있다. |  | | ⇒포인트-TO-포인트 방식을 이용한 AMD 듀얼 시스템 | ⇒ 공유 버스 방식을 이용한 인텔 듀얼 시스템 |
● 실험 설정
가장 흔한 오해는 듀얼 시스템이 모든 프로그램에서 빠르다는 것이다. 먼저 운영체제에서 SMP를 쓸 수 있어야 한다. 윈도우즈 NT, 2000, XP 등이 이러한 운영체제이다. 물론 리눅스나 유닉스 역시 문제없다.
| | | ⇒타이안 썬더 K7 메인보드에 CPU와 메모리를 달은 모습. |
운영체제에서 쓰는 프로그램 역시 SMP를 제대로 인식해야만 효과가 있다. 따라서 듀얼 진정한 가치는 주로 전문적인 그래픽작업이나 중소규모의 서버 등에 국한된다. 대형 서버 역시 몇 개의 CPU를 쓰는 경우가 흔하지만 이런 경우에는 단순한 CPU의 연결이 아닌 시스템의 병렬 연결인 경우가 대부분이다. 실험에 쓰인 CPU는 최근 소개된 애슬론XP이다. MP프로세서와 같은 코어를 지녔으므로 아무런 문제없이 듀얼로 쓸 수 있다. 그런 면에서는 앞으로 애슬론MP의 행보가 주목된다. 단지 듀얼을 쓸 수 있다는 이유로 지금처럼 비싸서는 경쟁력이 없기 때문이다. 메인보드는 현재로서는 타이안에서만 AMD 760MP 듀얼 보드를 만들지만 앞으로는 유명 제조사를 중심으로 다양한 제품이 선보일 예정이다.
AMD 760MP의 특징 가운데 하나는 반드시 Registered DDR-SDRAM을 필요로 한다는 것이다. 이것은 본디 듀얼로 구성하기 어려운 DDR메모리의 특성상 어쩔 수 없는 측면이 있기는 하지만, 엄청난 값을 생각하면 염려되는 부분이기도 하다. 그밖에 서버시스템에서 흔히 쓰는 스카시 시스템으로 하드디스크를 구성했다.
● 실험 1. CPU 및 메모리 성능
산드라 2001을 이용해 듀얼과 싱글로 작동할 때의 CPU성능과 메모리 성능의 차이를 알아보았다. CPU성능에서는 주로 멀티미디어 연산에서 어느 정도 차이나는 성능을 보여주는지가 관심이다.생각보다는 상당한 차이를 보임을 알 수 있다. AMD 듀얼 시스템에서는 CPU 하나 하나가 EV6버스에 따로 대응하는 구조이다. 따라서 노스브리지와 CPU의 대역폭은 2.1GB/s×2 = 4.2GB/s에 이른다. 펜티엄III가 대략 1GB/s, 4배로 뻥튀기된 펜티엄4의 경우에도 3.2GB/s에 이른다는 것을 생각하면 상당한 수준이다. 참고로 DDR메모리를 듀얼 채널로 구성하는 엔비디아의 엔포스(nForce)의 대역폭이 바로 이 정도이다.
결과에서 알 수 있듯 듀얼 시스템은 결코 1+1=2의 공식이 성립되지는 않는다. 여러 이유가 있지만 하나의 원인은 두 개의 CPU에 필연적으로 어느 정도 중복되는 부분이 생기는 탓이다. CPU 정수연산과 부동소수연산은 대략 50%정도의 성능 향상을 보인다. 이 정도라면 PC를 베이스로 하는 구성에서는 상당한 수준이다.
멀티미디어 기능에서는 주목할만한 성능 향상을 보인다. 애슬론XP의 경우 펜티엄III의 SSE를 지원하므로 마치 인텔 CPU처럼 인식된다. CPU 멀티미디어 성능에서는 완전한 100% 성능 향상을 보인다. 이것은 DDR메모리의 효과가 제대로 반영된 덕분이다. 값비싼 Registered DDR메모리를 고집하는 이유를 여기서 볼 수 있는데, 싱글보다는 듀얼에서 확실한 메모리 대역폭의 상승을 보여준다.
● 실험 2. Cine4D
듀얼 시스템이 제대로 위력을 발휘하는 분야는 생각보다 그리 많지 않다. 그 가운데는 워크스테이션급 컴퓨터에서 주로 작업이 이루어지는 렌더링을 빼놓을 수 없다. Cine4D는 3D렌더링 프로그램으로 듀얼 CPU로 분산을 확실히 할 수 있는 프로그램 가운데 하나이다.이런 렌더링 분야에서 듀얼이 같은 장점은 역시 분산이다. 한번의 작업에 몇 시간씩 걸리는 작업에서 듀얼시스템은 실질적인 작업시간을 줄여주는 역할을 한다. 듀얼시스템은 약 70% 정도의 성능 향상을 보이는데 이 정도라면 듀얼 시스템으로는 상당한 수준이다.
● 실험 3. TMPEGEnc
 얼마 전부터 DVD급 화질을 자랑하는 DIVX파일을 보는 일이 흔해졌다. DVD에서 동영상을 뽑아내어 DIVX로 만드는 작업은 생각보다 엄청난 CPU성능을 필요로 한다. 펜티엄III 1GHz정도의 CPU라도 하더라도 몇 시간씩 걸리는 일이 다반사이다. 이런 작업이 듀얼 프로세싱이 제대로 위력을 발휘하는 분야이다. 엔코딩 프로그램 가운데 듀얼 프로세싱을 인식하고 애슬론XP에 더해진 SSE를 지원하는 TMPGENC 프로그램으로 실험을 진행했다.샘플 #1은 프로그램에 포함된 짧은 예제파일이다. 이것을 기본옵션으로 인코딩 하는데 걸리는 시간의 차이는 역시 약 60%선. 비교적 길이가 긴 샘플 #2의 경우에도 비슷한 결과를 보여준다. 듀얼 CPU가 제대로 위력을 발휘하는 순간이다.
● 실험 4. 각종 멀티미디어 성능
CPU성능 가운데서도 멀티미디어 관련 성능은 100%의 성능 향상을 보여주는 결과를 산드라를 통해 알아보았다. 다만 이것이 그래도 시스템의 성능으로 반영되는 것은 별개의 문제이다. 몇 개의 멀티미디어 응용프로그램을 이용해 그 차이를 알아보았다. 참고로 쓰인 응용프로그램은 직접 구동한 것이 아니라, 벤치마크 프로그램을 이용해서 비교했다.eJay MP3은 캐논에서 만든 MP3 디코딩 프로그램이다. 앞에서 살펴본 TMPEGEnc처럼 듀얼 프로세싱을 쓸 수 있는 프로그램이다. 최신의 윈도우즈 미디어 인코더 역시 확실한 성능 차이를 보인다.
● 상큼한 출발, 애슬론XP와 MP의 관계 설정이 중요할 듯
이미 펜티엄III부터 SMP를 쓸 수 있었던 인텔에 비하면 AMD의 SMP는 듀얼에 한정될뿐더러 그 출발은 훨씬 늦은 셈이다. 하지만 결과는 그리 비관적이지는 않다.
더 이상 SMP는 서버 전용이 아니며 파워유저들이나 워크스테이션에서도 흔한 구성이 되었다. PC시장과는 비교하기 어려운 고부가가치 시장에 AMD가 진출했다는 것으로도 상당한 의미를 갖는다고 할 수 있다. 여기에 경제성을 중시하는 서버 시장이 확대되면서 AMD 듀얼 시스템을 이용한 서버를 내놓겠다는 업체도 처음의 예상보다는 늘고있는 추세이다. 많은 PC제조업체들이 AMD 시스템을 더 이상 만들지 않겠다고 선언한 것과는 확실히 비교되는 것이다.
구조적으로 애슬론은 듀얼을 갖추기가 상당히 까다로운 구조이다. AMD가 듀얼 시스템을 내놓는데 오랜 시간이 걸린 이유가 바로 여기에 있다. 하지만 760MP로 선보인 애슬론 듀얼 시스템의 성능은 처음 선보인 제품답지 않은 완성도를 보여준다. 늦게 선보인 만큼 선발주자의 약점을 제대로 파악한 구성을 선보인 덕분이다. P2P를 기본으로 하는 넉넉한 대역폭은 상당히 매력적이다.
물론 약점도 있다. 비싼 메인보드, 심지어 램버스램보다 비싼 전용의 Registered DDR메모리 등의 문제도 남아있다. 비록 이런 시장에 가격에는 덜 민감하지만 비싼 비용을 좋아하는 소비자는 아무도 없다. 더욱 염려되는 것은 같은 팔로미노코어를 쓴 애슬론XP와 애슬론MP의 관계설정이다. 지금의 애슬론XP는 듀얼 프로세싱에 아무런 문제가 없다. 굳이 클록이 떨어지고 값도 비싼 애슬론MP를 고집할 이유가 전혀 없다. 무엇보다 듀얼 전용 프로세서라는 것은 설득력이 약하다. AMD입장에서는 인텔의 제온같은 서버전용 프로세서로 키우고 싶겠지만 과연 시장에서 그렇게 인정하기는 대단히 어려운 상황이다.
하지만 진정으로 AMD가 넘어야할 산은 인텔편향의 시각이다. AMD의 성능은 좋다는 것을 인정하면서도 서버 같은 극도의 안정성이 보장되어야할 분야에서 AMD를 쓰는 것은 꺼리는 소비자는 여전히 많다. 출발 선상에 서있는 AMD 듀얼시스템이 반드시 넘어야할 힘들고도 어려운 산이다. |
2002.01.23 
흔히 SMP(Symmetric Multi Processing)라고 하는 듀얼 시스템은 하나의 시스템에 2개 이상의 CPU를 쓰는 것을 말한다. 이것은 하나의 CPU가 처리할 작업을 두 개의 CPU가 나누어 처리한다는 지극히 평범한 발상에서 비롯된다. 따라서 단지 두 개 이상의 CPU를 쓸 수 있다고 SMP라고 하는 것은 우스운 일이며 제대로 분산작업이 이루어져야만 진정한 듀얼 시스템이라고 할 수 있다. 많은 이들이 듀얼시스템에 대해 오해하는 것은 모든 경우에 듀얼 시스템이 빠르다는 것, 그리고 성능이 두 배로 향상된다고 믿는 것 정도일 것이다. 비록 듀얼 시스템이 빠르기는 하지만 모든 경우에 그런 것은 결코 아니다. 
인텔이 듀얼 시스템에서 쓰는 AGTL+ 버스 아키텍처는 셰어드 버스 방식이다. 셰어드 버스 방식은 하나의 버스를 다수의 객체가 나누어 쓰는 방식이다. 다수의 객체가 한꺼번에 동작할 때는 객체 하나 하나가 쓸 수 있는 대역폭은 줄어들게 마련이다. 듀얼 시스템에서 1+1=2이라는 공식이 적용되지 않는 이유 가운데 하나이기도 하다. 이런 경향은 CPU 개수가 많아질수록 더욱 심해진다. 
실험에 쓰인 CPU는 최근 소개된 애슬론XP이다. MP프로세서와 같은 코어를 지녔으므로 아무런 문제없이 듀얼로 쓸 수 있다. 그런 면에서는 앞으로 애슬론MP의 행보가 주목된다. 단지 듀얼을 쓸 수 있다는 이유로 지금처럼 비싸서는 경쟁력이 없기 때문이다. 메인보드는 현재로서는 타이안에서만 AMD 760MP 듀얼 보드를 만들지만 앞으로는 유명 제조사를 중심으로 다양한 제품이 선보일 예정이다. 
얼마 전부터 DVD급 화질을 자랑하는 DIVX파일을 보는 일이 흔해졌다. DVD에서 동영상을 뽑아내어 DIVX로 만드는 작업은 생각보다 엄청난 CPU성능을 필요로 한다. 펜티엄III 1GHz정도의 CPU라도 하더라도 몇 시간씩 걸리는 일이 다반사이다. 이런 작업이 듀얼 프로세싱이 제대로 위력을 발휘하는 분야이다. 엔코딩 프로그램 가운데 듀얼 프로세싱을 인식하고 애슬론XP에 더해진 SSE를 지원하는 TMPGENC 프로그램으로 실험을 진행했다.샘플 #1은 프로그램에 포함된 짧은 예제파일이다. 이것을 기본옵션으로 인코딩 하는데 걸리는 시간의 차이는 역시 약 60%선. 비교적 길이가 긴 샘플 #2의 경우에도 비슷한 결과를 보여준다. 듀얼 CPU가 제대로 위력을 발휘하는 순간이다.
