듀얼 시스템은 과연 빠른가?

	2002.03.06

컴퓨터 성능에서 CPU가 갖는 비중은 실로 막강하다. 하지만 클럭을 높여 성능향상을 이루는 데는 한계가 있게 마련이다. 그래서 관심이 가는 것이 바로 듀얼 시스템이다. 흔히 SMP(Symmetric Multi Processing)라고 하는 듀얼 시스템은 하나의 시스템에 2개 이상의 CPU를 쓰는 것을 말한다. 개인용으로는 주로 두 개의 CPU를 이용하는 경우가 많으므로 주로 듀얼 시스템, 이를 이용하는 메인보드를 듀얼보드라고 하는 것이다. 하나의 CPU가 처리하는 작업을 CPU가 나누어 처리한다는 지극히 평범한 발상에서 듀얼 시스템은 시작된다. 단지 두 개 이상의 CPU를 쓸 수 있다는 것이 중요한 것이 아니라, 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 것이다. 비록 듀얼 시스템이 빠르기는 하지만 모든 경우에 그런 것은 결코 아니다.

» 두 개의 CPU를 이용하는 듀얼 시스템. 분산 작업을 통해 성능 향상을 체감할 수 있다. 개인용 듀얼 시스템의 새로운 기준 AMD MP 듀얼시스템을 갖추기로 마음 먹었다면 그 다음은 어떤 CPU를 선택하는가의 문제이다. 펜티엄III기반의 듀얼 시스템은 이미 여러 군데에서 선보이고 있지만 최고 클럭이 낮아 어쩐지 아쉬움이 남는다. 그렇다면 선택은 펜티엄4나 애슬론XP로 압축된다. 펜티엄4의 경우 아직 개인용으로 쓸만한 듀얼 시스템은 찾기 어렵다. 860이라는 칩셋이 있기는 하지만 아직은 개인용은 아니다. 반면 AMD로 눈을 돌리면 제법 여러 회사에서 다양한 솔루션을 선보이고 있다. 애슬론의 경우 전용 애슬론MP 프로세서를 이용한다. 생김새는 애슬론XP와 구분하기 어려울 정도로 비슷하지만 코어를 자세히 살펴보면 약간 다른 점을 발견할 수 있다. 물론 모두 팔로미노코어를 이용하며 FSB 266MHz, 462핀 구조 등 큰 차이는 없다. 일부 메인보드에서는 애슬론MP를 애슬론XP로 인식할 정도이다. » 애슬론XP(왼쪽)와 MP(오른쪽). 겉모습으로는 쉽게 구별하기 힘들다. 코어를 확대해보면 표기가 조금 다른 것을 알 수 있다. 적당한 클럭의 CPU를 선택했으면 그 다음은 보드 차례이다. AMD MP가 처음에 큰 인기를 끌지 못했던 이유 가운데 하나가 바로 보드에 있었다. 처음 애슬론MP와 함께 선보인 AMD 760MP칩셋의 경우 값비싼 DDR SDRAM을 고집했다. 성능과 안정성을 동시에 얻기 위함인데 값이 너무 비싸고 구하기도 쉽지 않았다. 보드 역시 100만원을 육박하는 비싼 값이었다. » AMD 760MP는 지금까지는 유일하게 AMD 듀얼 시스템을 쓸 수 있는 메인보드 칩셋이다. AMD 듀얼 시스템은 P2P방식의 EV6 구조 때문에 인텔에 비해 한결 복잡한 구조이다. 이런 불편함 때문에 AMD에서 새롭게 개량해서 내놓은 것이 AMD 760MPX라는 칩셋이다. 추가된 X는 확장을 뜻하는 eXtension에서 따온 것이다. 이름에서도 알 수 있듯 AMD 760MPX는 사우스브리지를 AMD768로 바꾸어 64bit/66MHz PCI버스를 갖춰 본격적인 서버에도 전혀 부족함이 없는 성능을 보인다. 무엇보다 760MPX에 관심이 모아지는 것은 기존 Registered DDR SDRAM은 물론 흔히 볼 수 있는 Unbuffered타입 DDR SDRAM도 쓸 수 있다는 사실이다. 그러면서도 메모리 성능은 개선했으며 값 역시 현실적인 30만 원대로 낮추었다. 이미 아수스, 기가바이트, MSI, 타이안 등의 제조사에서 다양한 제품을 선보이고 있다. P2P방식으로 기존 셰어드 방식에 비해 성능 향상이 뛰어나 AMD 듀얼 시스템의 특징은 P2P방식이라는 점이다. 기존 인텔 듀얼 시스템에서 쓰는 AGTL+ 버스 아키텍처는 전통적인 셰어드 버스 방식이다. 이 방식은 하나의 버스를 여러 개의 객체가 나누어 이용한다. 따라서 여러 개의 객체가 한꺼번에 동작할 때는 객체 하나 하나가 쓸 수 있는 대역폭은 줄어든다. 듀얼 시스템에서 1+1=2이라는 공식이 적용되지 않는 가장 큰 이유이다. 더군다나 이런 현상은 CPU를 많이 쓸수록 심해진다. AMD가 이용하는 P2P(Peer To Peer)방식은 반대로 객체 하나 하나가 독립된 버스를 써서 연결된다. 셰어드 버스가 프로세서 모두를 같은 버스로 공유하는 것과는 대비된다. 당연히 듀얼 시스템에는 보다 유리한 구조이다. 반면 2P구조의 문제점은 AGTL+ 버스에 비해서 상대적으로 복잡하고 까다롭다는 점이다. AGTL+ 버스의 경우 대역폭은 몇 개의 CPU를 쓰던지 거의 변화가 없다. 반대로 P2P 방식의 EV6 버스는 CPU가 늘어나면 날수록 여기에 맞춰 칩셋 대역폭이 늘어나아만 한다. » 왼쪽의 AMD 듀얼 시스템을 보면 기존 인텔 듀얼 구조와는 사뭇 다른 P2P 구조임을 알 수 있다. 따라서 병목현상이 거의 없는 뛰어난 시스템을 만들 수 있다는 장점이 있다. » 아수스가 선보인 AMD 760MPX 듀얼 메인보드 ASUS A7M266-D. 실험 1. CPU 및 메모리 성능 산드라를 이용해 듀얼과 싱글로 작동할 때의 CPU성능과 메모리 성능의 차이를 알아보았다. [ 사양 ] CPU 애슬론XP 1800+ (실제 클록 1.533GHz) 메모리 삼성 256MB DDR SDRAM 메인보드 아수스 A7M266-D (AMD 760MPX) 그래픽카드 지포스3 Ti 500 하드디스크 시게이트 치타(ST318451LW 18.36GB (울트라 160) 스카시 레이드 컨트롤러 아답텍 29160 (울트라 160) 운영체제 윈도우즈 XP 애슬론MP (듀얼) 애슬론XP (싱글) CPU Bench / 정수연산  6318MIPS 4291MIPS CPU Bench / 부동소수연산 4212MFLOPS 2125MFLOPS CPU 멀티미디어 / CPU : 정수SSE 17045it/s 8542it/s CPU 멀티미디어 / 부동소수 SSE  19520it/s 9801it/s Memory / 정수연산시 대역폭 970MB/s 759MB/s Memory / 부동소수연산시 대역폭 985MB/s 789MB/s 높을수록 좋다. 듀얼시스템과 싱글시스템의 차이를 확실히 보여주는 실험이다. 실험마다 약간 다르기는 하지만 어떤 항목은 거의 두 배의 결과를 보인다. AMD 듀얼 시스템의 특징인 P2P 구조의 위력을 느낄 수 있는 항목이다. 특히 멀티미디어 기능이 이런 성능향상을 가장 크게 느낄 수 있는 대목이다. 메모리 역시 상당한 대역폭의 차이를 보인다. 실험 2. Cine4D (3D 렌더링 작업) 3D 렌더링 작업인 시네4D를 이용하면 CPU 성능 차이를 체감할 수 있다. CPU 분산결과를 알아보는 실험이다. 애슬론MP (듀얼) 애슬론XP (싱글) CPU 연산능력 35.73 21.30 렌더링 분야에서 듀얼의 성능 향상을 알 수 있는 대목이다. 약 70% 정도의 성능 향상을 느낄 수 있다. 실험 3. TMPEGEnc (비디오 엔코딩) DVD급 화질을 자랑하는 DIvX파일을 만드는 데 필요한 비디오 엔코딩 과정은 시스템 성능 소모량이 많은 작업이다. 그 가운데 eb얼 프로세싱을 인식하고 애슬론XP에 더해진 SSE를 지원하는 TMPGENC 프로그램으로 실험을 진행했다. » 듀얼 프로세싱을 제대로 인식하는 TMPEGEnc. 애슬론MP (듀얼) 애슬론XP (싱글) 샘플 1분 22초 2분 09초 빠를수록 좋다. 약 60%정도 시간 단축을 보이는 것을 알 수 있다. 이런 예로 든 모든 프로그램들은 한결같이 듀얼 시스템을 최대한 이용하는 프로그램들이다. 실험 4. 게임 게임에서 듀얼 시스템을 인식하는 경우는 극히 드물다. 기본적으로 대부분의 게임들이 아직도 윈도우즈98환경을 염두에 두고 만드는데다가 듀얼 성능을 최대한 끌어내어 프로그래밍 하기가 여간 어려운 것이 아니기 때문이다. 애슬론MP (듀얼) 애슬론XP (싱글) 퀘이크III 242.5 221.4 에볼바 135.7 135.6 아쿠아마크 39.8 39.6 빠를수록 좋다. 듀얼 모드를 지원하는 퀘이크III의 경우에도 성능향상은 크게 없다. 그밖의 게임들은 전혀 성능 향상이 없다고 할 수 있을 정도이다.