L3캐쉬 2MB시대를 연다. 인텔 펜티엄4 익스트림 에디션(Extreme Edition)

	2003.09.24

매년 봄, 가을 인텔은 IDF(Intel Developer Forum)라는 이름의 행사를 열고 있다. IDF가 관심을 모으는 것은 이 행사가 단순한 한 회사의 성과물과 미래기술을 자랑하는 자리가 아니기 때문이다. 컴퓨터, 특히 PC에서 인텔이 차지하는 비중은 단순한 CPU제조사를 넘어선 지 오래이다. 우리가 쓰고 있는 컴퓨터의 거의 대부분의 표준이 각종 단체나 회의 등을 통해 최종 확정되지만, 이 과정에서 가장 큰 영향력을 미치는 회사는 다름 아닌 인텔이다. 요즈음 선보인 것만 떠올려도 새로운 하드디스크 인터페이스인 시리얼ATA나 보다 편하고 넉넉한 대역폭으로 각종 부품을 연결하는 PCI Express 등에서 인텔의 영향력은 거의 절대적이라고 할 수 있다.

» 로고만으로도 기존 펜티엄4에 하이퍼스레딩과 그 무엇이 더해졌음을 알 수 있다. 이런 인텔이지만 역시 본업은 반도체, 그것도 CPU를 만드는 기업이라고 할 수 있다. 인텔이 다양한 PC규격에 손을 대고 있는 것도, 따지고 보면 인텔이 만든 CPU가 최대한의 성능을 보이도록 하기 위해서이다. 이런 본업에 어울리는 제품으로 이번 2003년 가을 IDF에 선보였던 것이 2004년 쯤에 선보일 예정인 듀얼코어의 제온(Xeon)프로세서와 그보다 먼저 선보일 2MB L3캐쉬를 쓴 새로운 펜티엄4가 있다. 펜티엄4에 익스트림 에디션이라는 접미사가 붙은 이 제품은 지금의 0.13미크론 공정으로는 마지막 제품으로 인식되고 있다. 여기에 곧 선보일 AMD의 야심작, 64비트 에디션 애슬론64FX를 겨냥하고 만든 제품이라는 점도 많은 관심을 모으고 있다. AMD와는 다른 길을 가고 있는 인텔 펜티엄4의 최고 클래스 제품이라고 하기에 부족함이 없는 사양과 성능을 갖추고 있다는 평가를 받는 펜티엄4 익스트림 에디션은 과연 무엇인가? 무엇이 달라졌나? 이미 인텔의 로드맵에 의하면 지금의 노스우드코어 펜티엄4 C클래스 다음 제품은 90나노미터 공정을 쓰는 코드명 프레스캇(Prescott)이 크리스마스 시즌에 맞춰 선보일 예정이다. 그런 까닭에 조금은 갑작스럽게 등장한 듯 싶은 펜티엄4 익스트림 에디션은 이름에서도 알 수 있듯 지금의 펜티엄4로서는 마지막이 되지 않을까 싶은 제품이다. 주된 공략 대상도 일반적인 사용자보다는 철저하게 하이엔드 유저 및 매니아들을 위한 제품이다. » 인텔과 AMD의 로드맵. 펜티엄4 익스트림 에디션은 본디 로드맵에는 찾아보기 힘들다. 그만큼 갑작스레 선보인 느낌이다. 펜티엄4 익스트림 에디션은 기본적으로 지금까지 쓰이고 있는 노스우드코어 펜티엄4 C클래스의 특징을 그대로 갖는다. 따라서 FSB 800MHz, 최근 펜티엄4의 가장 큰 특징인 하이퍼스레딩(HT)를 쓸 수 있다는 점도 같다. IDF에서 처음 공개된 제품은 클럭 3.2GHz라는 점도 기존 펜티엄4와 같은 최고 클럭이다. 제품 특성상 다양한 클럭으로 선보일 가능성도 그리 크지 않다. 이 제품의 근본적인, 또한 거의 유일한 차이점은 캐쉬(Cache)에서 찾을 수 있다. 지금의 펜티엄4는 512KB L2캐쉬를 쓰고 있다. 하지만 펜티엄4 익스트림 에디션은 여기에 무려 2MB에 달하는 L3 캐쉬를 더했다. 게다가 2MB L3캐쉬는 CPU와 같은 속도로 움직이는 풀스피드 제품이다. 대략 캐쉬 1MB가 약 6천만개 수준의 트랜지스터를 담는다는 것을 생각하면, 이 제품은 무려 1억6천9백만개 수준의 엄청난 트랜지스터를 집적한 셈이다. L1, L2, L3캐쉬 같은 내부 메모리는 처음 만들어진 코어에 따로 더한다는 것은 말처럼 쉬운 일이 아니다. 약간 늘리는 정도가 아니라면, 사실상 거의 불가능하다고 할 수 있다. 따라서 L2캐쉬를 늘리지 않고 따로 L3캐쉬를 쓴 것이다. 이런 펜티엄4 익스트림 에디션의 사양은, 기존의 펜티엄4의 특징을 고스란히 물려받고는 있지만, 주로 서버나 워크스테이션용으로 팔리고 있는 Xeon MP의 이른바 갤러틴(Gallatin) 코어에 뿌리를 두고 있다고 보는 것이 옳다. » 펜티엄4 익스트림 에디션은 이름은 펜티엄4지만, 제온에 그 뿌리를 두고 있다 할 수 있다. 늘어난 L3캐쉬. 과연 무슨 역할을 하나? 캐쉬(Cache)라는 것은 근본적으로 메모리이다. 다만 흔히 보는 시스템 메모리에 비해 매우 효율적이고 속도가 빠르다는 특징이 있다. 컴퓨터로 어떤 작업을 하면, 모든 작업이 일부 또는 전부가 메모리에 올라간다. 여기서 자주 쓰이는 메모리의 일부는 캐쉬에 올라가게 된다. 이때 보다 효율적인 작업을 위해 CPU에서 데이터를 불러올 때는 느린 메인 메모리보다는 우선적으로 속도가 빠른 캐쉬메모리를 살피도록 만든다. 이 경우 반복되는 작업에서는 굳이 느린 메모리를 살피지 않아도 좋기 때문에 당연히 같은 시스템이라도 속도가 빨라진다. 최근에는 이런 캐쉬에 보다 효과적으로 필요한 데이터가 우선적으로 놓이도록 하는 기술에도 많은 연구가 진행되고 있다. 이런 캐쉬에도 여러 종류가 있다. 모든 CPU에는 CPU내부에 작은 양의 캐쉬가 있는데 이것을 L1캐쉬라고 한다. 여기서 L은 Level의 머릿글자이다. 중요도만 따진다면 L1캐쉬가 으뜸이다. 그럼에도 불구하고 크기는 매우 작다. 이는 L1캐쉬가 CPU에 아주 가깝게 위치하고 있으며 따라서 대단히 빨리 접근되기 때문이다. 최근에는 L1캐쉬의 중요성은 어떤 의미에서는 점점 줄어들고 있다고도 할 수 있다. 이는 L1캐쉬가 굳이 캐쉬라고 부르기 어려울 정도로 CPU의 일부처럼 움직이기 때문이다. 전통적으로 인텔은 L1캐쉬의 양은 작지만 4way 방식의 보다 효과적인 캐쉬로, 크기는 크지만 2way방식으로 구성된 AMD와 구별되어 왔다. » 64비트 에디션인 이타이윰2. 상당부분(파란색)이 캐쉬임을 볼 수 있다. 상대적으로 펜티엄4(노스우드)의 경우 캐쉬가 작은 편이다. 만약 CPU가 L1캐쉬에서 정보를 찾지 못하면 다음으로 찾는 곳이 바로 L2캐쉬이다. 따라서 이때에는 얼마나 효과적으로 찾는가 하는 점이 매우 중요해진다. 흔히 캐쉬의 대명사쯤으로 인식되는 L2캐쉬는 상대적으로 속도가 빠른 CPU와 다른 부품들, 특히 가장 빈번한 데이터 전송이 이루어지는 메모리와의 통신을 담당하는 역할을 한다. 지금의 CPU 동작속도는 다른 주변기기에 비해 비정상적이라고 할 만큼 빠르다. 예를 들면 펜티엄4 3.2GHz는 달리 말해 3200MHz라는 뜻이지만, PCI슬롯은 불과 33MHz, AGP는 66MHz로 작동한다. 메모리의 경우도 클럭으로는 400MHz 수준에 불과하다. CPU하고는 엄청난 속도차이가 난다. 나 홀로 빠른 CPU를 다른 부품들이 따라가지 못하는 것이다. 이런 속도 격차를 조금이나마 줄이고자 도입한 기술가운데 하나가 바로 L2캐쉬이다. 최근의 CPU개발에서는 이러한 L2캐쉬의 중요성이 점점 커지고 있어 크기를 늘리고 속도를 높이는 방향으로 개발되는 추세이다. 펜티엄4만 놓고 보아도 처음 선보였던 423핀에서는 256KB의 L2캐쉬를 쓰다가 이른바 노스우드코어부터는 512KB로 크기를 늘린 것만 보아도 잘 알 수 있다. 이미 서버용 버전인 제온의 일부 클럭과 모바일전용 CPU인 펜티엄M(센트리노)에서는 1MB의 L2캐쉬로 성능을 높이기도 했다. 한동안 L2캐쉬의 크기가 중요한가, 아니면 속도가 중요한가로 논란이 된 적이 있다. 대부분의 경우에는 크기가 작더라도 속도가 빠르면 유리하다. 하지만 L2캐쉬크기가 중요한 경우도 있다. 예를 들면 디스크를 읽거나 쓸 때는 캐쉬속도보다 크기가 중요하다. 이런 까닭에 입출력작업이 상대적으로 많은 서버나 워크스테이션용 CPU는 빠른 캐쉬보다는 더 많은 캐쉬를 갖는 경우가 많다. 물론 빠르고 크면 이상적이지만 그만큼 비싸지기에 문제가 생기게 된다. » L3캐쉬를 적용했던 AMD K6-3. L3캐쉬는 이런 L2캐쉬를 확장한 것으로 이해하면 쉽다. L3캐쉬를 말할 때 빼놓을 수 없는 CPU는 다름 아닌 AMD K6-3이다. 이 제품은 CPU자체에는 L2캐쉬를 갖추고 있지만, 메인보드에 있는 L2캐쉬를 L3캐쉬로 인식해서 쓴다. 그런데, 펜티엄4 익스트림 에디션은 아예 CPU안에 L3캐쉬를 달고 있다. 그것도 무려 2MB로 기존 제온의 1MB를 능가한다. PC용 제품이 상위기종인 서버제품의 사양을 능가하는 사양을 갖추었다고 보아도 좋은 것이다. 2MB L3캐쉬는 성능을 높이기 위한 또 다른 장치 인텔에서는 L3캐쉬를 오랫동안 서버수준에서만 적용했다. 본격적으로 인텔이 L3캐쉬를 쓴 것은 2001년에 이타니윰(Itanium)을 선보이면서부터라고 할 수 있다. 이때는 버전에 따라 2MB 또는 4MB의 L3캐쉬를 집어넣었다. 당시 인텔이 이런 큰 용량의 L3캐쉬를 집어넣은 것에 대해서는 갑론을박이 있었는데, 이는 성능 향상의 목적과 함께 이타니윰이 64비트 플랫폼이라는 영향이 컸다고 할 수 있다. 늘어나는 연산 대역폭을 단지 L2캐쉬를 늘리는 것만으로 커버하기에는 역부족이라 판단한 까닭이다. 비용적인 문제도 고려했을 것이다. 이런 서버수준의 64비트 이타니윰과는 달리 좀 더 하위개념인 제온MP는 32비트로 작동한다. 이런 제온MP에도 L3캐쉬를 적용한 것은 L2캐쉬만으로 성능을 높이는데는 한계가 있다는 판단 때문이다. 물론 L2캐쉬를 늘리는 것이 좋은가, 아니면 L3캐쉬까지 새로 만드는 것이 좋은가는 성능만으로 판단할 문제는 아니다. 따라서 L3캐쉬는 L2캐쉬처럼 반드시 필요한 핵심은 아니었던 셈이다. L2캐쉬가 L1캐쉬를 보조하듯, L3캐쉬는 L2캐쉬를 보조하는 역할을 한다. 앞선 제온MP에서와 마찬가지로, L3캐쉬는 주로 데이터 입출력이 잦은 경우에 메모리와 L2캐쉬사이의 버퍼 역할을 한다. 따라서 다른 캐쉬가 그렇듯 데이터 처리량이 많거나 이른바 멀티미디어 작업처럼 CPU부하가 많이 걸리면 걸릴수록 그 위력을 발휘한다. 그렇다면 서버나 워크스테이션을 위한 제온도 이제 겨우 1MB의 L3캐쉬를 갖추었는데, 분명 PC수준에 쓰이는 펜티엄4가 익스트림 에디션이라는 이름이 붙기는 했지만 무려 2MB의 L3캐쉬를 갖춘 것은 어떻게 이해하는 것이 옳은 것일까? AMD 애슬론64FX를 견재하기 위한 제품 인텔이 지금의 0.13미크론 공정을 버리고 90나노미터 공정의 프레스캇으로 옮겨가고 있는 것은 지금의 노스우드코어로는 더 이상 성능 향상을 이루기 힘들기 때문이다. 제조공정을 바꾸고, FSB를 높이고, L2캐쉬를 늘리는 등 CPU의 발전 단계를 거의 모두 거친 지금의 펜티엄4는, 지금의 기술로는 더 이상 성능향상이 어렵기 때문에 90나노미터 공정의 새로운 CPU로 옮겨가는 것이다. 하지만 로드맵에 의하면 앞으로도 몇 달 남은 프레스캇의 출시를 앞두고 새로운 변수가 생겨났다고 할 수 있다. 바로 애슬론64의 등장이다. 많은 논란이 있지만 애슬론64의 가장 큰 특징은 64비트 CPU이면서도, 32비트로도 별 다른 문제없이 작동한다는 점이다. 물론 64비트시장은 아직 설익은 시장임에 분명하지만, 32비트에서도 비교적 뛰어난 성능을 보인다는 것은 서버용이 아닌 PC용 고성능 CPU로서는 획기적인 것이다. 물론 인텔의 전략은 AMD처럼 64비트로 가는 것은 아니며, 32비트 시장을 당분간은 유지하려고 한다. 그렇다면 대응책은 무엇인가? » 애슬론64 역시 CPU의 상당부분을 캐쉬가 차지하고 있다. 그 해답은 하이퍼스레딩이 쥐고 있다. 하나의 CPU를 마치 두 개인 것처럼 쓰는 하이퍼스레딩은 이미 대중적인 클럭이라 할 수 있는 2.4GHz제품까지 선보이고 있다. 따라서 인텔로서는 하이퍼스레딩을 더욱 강화하면서 제조공정을 미크론의 세대에서 나노의 세대로 바꾼 90나노미터 공정의 프레스캇으로 수성전략을 펼 것이다. 당연히 클럭도 지금의 최고 3.2GHz보다 빨라질 것이다. 그러면서도 64비트라는 새로운 무대를 만들고 있는 AMD에 대한 경계심을 놓지 않고 있다. 이런 애슬론64가 두 가지 버전으로 나뉜다는 것을 아는 이들은 그리 많지 않은 듯 싶다. 하나는 잘 알려진 애슬론64이며, 또 다른 하나는 애슬론64FX이다. 두 제품의 관계는 지금의 애슬론XP와 애슬론MP와 같다고 보아도 좋다. 따라서 프레스캇이 선보인다고 하더라도, 애슬론64FX에 대응하는 라인업이 무엇인가 부족하다는 느낌이 들기도 한다. 따라서 펜티엄4 익스트림 에디션은 애슬론64 가운데서도 상위기종인 애슬론64FX에 대응하는 모델이라고 보는 것이 가장 정확한 상황인식일 것이다. 애슬론64FX의 큰 특징 가운데 하나는 메모리 컨트롤러를 칩셋이 아닌 CPU에 담았다는 점이다. 장단점이 있지만, CPU에서 컨트롤하는 메모리는 아무래도 칩셋을 거치지 않기에 대역폭에서 장점이 생긴다. 이에 대한 대응으로 인텔은 L3캐쉬를 그것도 무려 2MB가 담았다고 볼 수 있다. 즉, 무리하게 0.13미크론 공정의 노스우드코어에 클럭을 높이기보다는 캐쉬를 늘려 전체적인 성능을 높이는 방법을 쓴 것이라고 할 수 있다. 하지만 전통적으로 L2캐쉬를 늘리는 방법을 써온 인텔이라는 것을 생각하면, 설사 대응모델이 나온다고 하더라도 L3캐쉬보다는 L2캐쉬를 기존의 512KB정도에서 1MB정도로 늘릴 것으로 예상했던 이들이 적지 않았다. 하지만 인텔은 그렇게 하지 않고, 대신 L3캐쉬를 새로 얹는 방법을 썼다. 분명 L3캐쉬를 새로 만드는 것보다는, L2캐쉬를 늘리는 것이 적어도 PC수준에서는 효과적이라고 할 수 있다. 하지만 L2캐쉬를 늘리는 것은 상당히 까다로운 설계변경이 필수적이다. 반대로 새로 L3캐쉬를 만드는 것이 상대적으로 간단한 작업이기에 L3캐쉬를 더한 것이다. 어쨌거나 64비트 에디션으로 바람몰이를 하고 있는 AMD의 강력한 공격에 효과적인 방어수단으로 2MB L3캐쉬를 내세운 셈인데, 지금까지의 CPU구조를 생각해보면 L2캐쉬의 4배 수준의 L3캐쉬를 달았다는 것 하나만으로도 상당한 성능향상이 있으리라는 것은 불을 보듯 뻔한 일이다. 상대적으로 조금은 갑작스럽게 선보였다는 점도 AMD를 견제하는 인텔의 마케팅 전략을 읽을 수 있는 대목이다. 그러니까 늘어난 L3 캐쉬는 성능 향상은 물론 마케팅전략도 적지 않게 포함하고 있음을 쉽게 알 수 있다. 뒷면을 가득 채운 레지스터가 바로 L3 캐쉬 » 변함 없는 478핀 구조이다. 뒷면은 레지스터로 가득하다. 제품의 모습은 변함 없는 478핀 펜티엄4 구조이다. 다만 뒷면은 레지스터로 가득한데, 2MB에 해당하는 L3캐쉬를 담기 위한 어쩔 수 없는 변화라고 이해할 수 있다. » 아직 샘플이라 자세한 정보는 음각 되어 있지 않다. » 기존 노스우드 펜티엄4(오른쪽)와는 쉽게 구별할 수 있다. 기존의 L2캐쉬 512KB의 펜티엄4 3.2GHz와 사진을 비교하면 쉽게 구별할 수 있다. 뒷면의 레지스터의 수가 비교할 수 없을 정도로 늘어났는데, 이는 역시 새롭게 더해진 2MB L3캐쉬의 물리적인 모습이라고 할 수 있다. 기타 작동전압 등은 별다른 변화가 없다. » CPU-Z로 살펴본 정보. 노스우드코어에 Level 3 Cache 2MB임을 알 수 있다. 소프트웨어를 이용하면 늘어난 L3캐쉬의 정체를 파악할 수 있다. 최근 선보인 CPU-Z의 최신 버전은 이를 정확히 인식하는 모습이다. 다만 아직 인텔이 2MB L3캐쉬의 정확한 구성을 공개하지 않은 탓에 단지 전체적인 용량만을 인식한다. 앞으로 이에 대한 정보를 인텔이 공개한다면 보다 정확한 L3캐쉬의 쓰임새를 말할 수 있을 것이다. » 캐쉬가 늘어난 만큼 총 소요전압도 늘어났다. 하나 주목할 것은 총 전력소모량. 기존 노스우드에 비해 93.9w로 상당히 늘어났다. 레지스터라는 것이 물리적인 저항의 역할도 하게되므로 당연히 전력소비량은 늘어나게 마련이다. 앞으로 선보일 90나노미터 공정의 프레스캇도 비록 미세공정이라고는 해도 전력소비량이 100w를 넘을 것으로 전망할 수 있는 것도 이런 까닭이다. 칩셋은 여전히 865 / 875면 충분 » 865와 875칩셋은 문제없이 펜티엄4 익스트림 에디션을 쓸 수 있을 전망이다. 새로운 CPU가 선보일 때 가장 걱정되는 것은 역시 이에 걸 맞는 칩셋이다. 하지만 이번 경우에는 CPU의 변화가 L3캐쉬로 한정 지워진다. 따라서 L3캐쉬를 제대로 인식하도록 바이오스 수정 정도면 어렵지 않게 쓸 수 있다고 할 수 있다. 이미 선보였던 865/875칩셋 정도면 별 다른 어려움 없이 펜티엄4 익스트림 에디션을 쓸 수 있을 전망이다. 실험은 어떻게 이번 실험은 같은 클럭의 구형(?) 펜티엄4와 새롭게 선보인 펜티엄4 익스트림 에디션을 비교해보았다. 늘어난 L3캐쉬의 필요성을 느끼는 이들이 이른바 하이엔드 유저라는 점을 생각하면 비교적 부담되는 멀티미디어 작업이나 고사양의 3D게임이 주된 비교 대상이다. 과연 늘어난 L3캐쉬가 어느 정도의 성능을 보이는 지를 알아보는 것이 핵심이라 할 수 있다. [ 제품 사양 ] CPU 펜티엄4 익스트림 에디션 3.2GHz 펜티엄4 3.2GHz 메인보드 인텔 D875PBZ (i875) 메모리 게일 DDR 400 256MB * 2 하드디스크 웨스턴디지털 랩터 WD360 (시리얼ATA / 38GB / 10,000rpm / 8MB) 그래픽카드 인사이드 지포스FX 5600 파이널 CD롬 드라이브 삼성 52배속 전원공급장치 시소닉 300w 운영체제 윈도우즈 XP (서비스팩 1) 앞선 설명과 마찬가지로 특별한 변화 없이 기존 875플랫폼을 이용해 실험을 진행했다. 아마도 대부분의 865/875보드들이 바이오스 업데이트만으로도 펜티엄4 익스트림 에디션을 문제없이 쓸 수 있을 전망이다. 실험 1. SiSoft Sandra 2003 Pro (CPU 성능 / CPU멀티미디어 성능 / 메모리 성능) 산드라 2003 Pro는 CPU와 메모리의 성능을 비교해서 알아보는데 흔히 쓰이는 대표적인 프로그램이다. 냉정하게 생각하면 펜티엄4 익스트림 에디션은 PC용 제품임에도 불구하고 서버나 워크스테이션의 성격을 진하게 풍긴다. 따라서 이런 CPU는 단순한 항목 하나 하나의 수치는 그리 중요하지 않을 수도 있다. 결국 성능에 영향을 미치는 항목이기는 하지만, 이것이 절대적이지는 않기 때문이다. 특히 늘어난 L3캐쉬의 성능은 구조적인 변경을 통해 얻어지는 것인데다 가, 산드라의 경우 거의 절대적으로 CPU나 메모리의 클럭에 의존하는 경향이 있다는 것이 결정적인 단점이다. 그럼에도 불구하고 보여지는 성능차이는 분명 있다. L3캐쉬라는 물리적인 차이라서 제대로 측정하지 못함에도 불구하고, 이번 실험결과에서는 의미 있는 차이를 보여주고 있다. 전적으로 다른 모든 차이가 같다는 것을 생각하면 CPU 벤치의 결과는 L3캐쉬의 의미를 다시 생각하게 한다. 더욱 의미 있는 것은 역시 SSE2의 결과이다. 늘어난 L3캐쉬가 단지 L2캐쉬의 보조수단에 머문다면 굳이 2MB라는 대용량을 담지는 않았을 것이다. 그럼에도 불구하고 엄청난 용량을 담은 것은 여러 의미가 있는데, 가장 궁극적으로 생각할 수 있는 분야가 바로 하이퍼스레딩이다. 하이퍼스레딩은 잘 알려진 것처럼 하나의 CPU를 두 개처럼 쓴다. 따라서 모든 작업에서 두 배의 성능차이를 보이는 것은 아니다. 특히 3D게임 등에서는 더욱 그렇다. 하이퍼스레딩의 구조적인 제한도 문제지만, 하이퍼스레딩을 제대로 쓰기 위해서는 CPU에 전용의 버퍼가 있어야하지 않느냐는 지적도 적지 않았다. 같은 멀티미디어 명령어에서 MMX에 비해 SSE2가 유독 큰 차이를 보이는 결과를 보이는 것은 L3캐쉬가 하이퍼스레딩에도 큰 영향을 미치는 것이라 볼 수 있다. L3캐쉬의 비밀의 열쇠 가운데 하나가 바로 여기에 있다 할 수 있다. 상대적으로 구조적 차이가 없는 메모리 대역폭은 아무런 차이없는 오차범위를 보여준다. 실험 2. PC 마크 2002 정수로 성능을 검증하는 또 다른 프로그램인 PC마크 2002를 통해 CPU성능과 메모리 성능을 알아보기로 한다. 항목 펜티엄4 익스트림 에디션 3.2GHz 펜티엄4 3.2GHz CPU Score 7,881 7,776 Memory Score 13,202 8,680 앞선 산드라와 비슷하면서도 조금은 차이나는 결과를 볼 수 있다. CPU연산성능의 차이는 앞서 살핀 대로 주로 멀티미디어 기능의 차이로 볼 수 있다. 하지만 메모리 차이는 정말 엄청나다. 앞선 산드라와는 달리 L3캐쉬의 차이를 인식했다 치더라도 이 정도 차이라면 실로 엄청난 것이다. 이는 다른 실험을 통해 좀 더 자세히 알아본다. 실험 3. Science Mark (메모리 및 캐쉬성능) 사이언스마크라는 프로그램은 다른 프로그램과는 달리 전적으로 메모리와 캐쉬 성능을 알아볼 수 있다는 것이 장점이자 특징이다. » 펜티엄4 익스트림 에디션과 노스우드 펜티엄4의 캐쉬 비교. 아주 흥미로운 결과를 볼 수 있다. 분명 L2캐쉬까지는 구조적으로 같음에도 불구하고 L1, L2캐쉬 모두 펜티엄4 익스트림 에디션이 상당히 의미 있는 차이를 보이는 것을 알 수 있다. 이는 L3캐쉬가 보조역할을 하면서, L2캐쉬는 물론 L1캐쉬까지 상당히 빨라진다는 것을 잘 보여준다. 그러면서 전체적인 메모리 대역폭에까지 영향을 미친다. 이는 다루는 데이터가 커질수록 레이턴시, 즉 지연시간이 줄어들게 되기 때문이다. 즉, 늘어난 L3캐쉬는 CPU가 굳이 메모리를 살피지 않아도 L2 또는 L3 캐쉬에서 원하는 데이터를 찾을 수 있게 되면서 CPU가 필요로 하는 데이터를 더욱 빨리 끌어올 수 있기 때문이다. 결국 이런 작은 차이가 성능을 끌어올리는 것은 물론이다. 전통적인 L3캐쉬의 쓰임새보다는 멀티미디어적 성격이 한층 강화된 펜티엄4에서는 늘어난 캐쉬의 차이가 더욱 크게 느껴지며, 하이퍼스레딩까지 더해지면 성능이 배가됨을 잘 보여준다고 할 수 있다. 실험 4. 시스마크 2002 (전체적인 시스템 성능) Bapco에서 만드는 시스마크는 실제 사무환경과 거의 비슷한 프로그램을 구동해서 얻어지는 이른바 생산성을 알아보는데 요긴하게 쓰이는 프로그램이다. 새로운 2002버전으로 바뀌면서 윈도우즈XP와의 호환성을 높이고 각종 실험 소프트웨어 역시 최신 버전으로 달라졌다. 항목 펜티엄4 익스트림 에디션 3.2GHz 펜티엄4 3.2GHz Rating 351 317 Internet Contents Creation 464 452 Office Productivity 265 223 대략 성능차이는 10%로 상당한 차이다. 클럭차이 없이 L3캐쉬가 더해짐으로서 얻어지는 차이가 10%라는 것은 시사하는 바가 적지 않다. 보통 인텔의 CPU발전, 즉, FSB변화, 클럭의 한 단계 상승 등으로 얻어지는 성능 차이는 5% 남짓이다. 따라서 L3캐쉬의 차이로 10%를 얻어냈다면, 하나의 코어로 얻어지는 CPU로서는 마지막단계에 있는 노스우드 코어를 이용했다는 점에서는 더욱 의미 있다고 볼 수 있다. 당대 최고 클럭에서 얻어지는 10% 차이라는 것은 엄청난 것이다. 실험 5. Tesk MPEG II Tesk MPEG는 AVI파일을 MPG파일 등으로 인코딩 해주는 프로그램이다. 순수한 CPU의 성능을 잴 수 있는 좋은 도구라고 할 수 있으며, 기존의 듀얼시스템의 장점이 가장 크게 드러나는 대표적인 도구이다. 동영상 편집이나 인코딩 등은 거의 모든 작업이 CPU 의존도가 높기 때문에 CPU의 순수한 성능을 잴 때 많이 쓰이는 방법이다. 시간이 적게 걸릴수록 좋다. 샘플파일은 에릭 클립튼의 언 플러그 LIVE DVD 일부를 AVI파일로 변환한 것이다. 항목 펜티엄4 익스트림 에디션 3.2GHz 펜티엄4 3.2GHz 엔코딩에 걸린 시간 17분50초 18분54초 앞선 시스마크와 마찬가지로 엔코딩에 절대적인 영향을 주는 것은 CPU의 성능이라 할 수 있다. 특히 이 작업은 하이퍼스레딩까지 인식하는 작업이다. 따라서 늘어난 L3캐쉬의 성능을 그대로 알아볼 수 있다. 따라서 펜티엄4 익스트림 에디션의 차이를 완벽하게 알 수 있는데, 역시 기대만큼의 성능 차이를 보이고 있다. 실험 3D 게임 (코만치 4 / 아쿠아마크3 / 언리얼 토너먼트 2003) 그래픽성능을 알아보는 3D게임 등을 통해 CPU의 연산 능력, 플랫폼의 성능을 간접적으로 비교해 볼 수 있다. 앞서서 늘어난 L3캐쉬가 그다지 위력을 발하지 못하는 분야 가운데 하나로 3D게임을 들었다. 비록 멀티미디어적 성격을 강하게 갖고 있기는 하지만, 늘어난 L3캐쉬를 제대로 써먹지 못하는 구조적인 특성을 보인다. 이는 본디 L3캐쉬나 하이퍼스레딩 등의 기술이 서버에서 유래되었음을 생각하면 더욱 쉽게 이해할 수 있다. 항목 펜티엄4 익스트림 에디션 3.2GHz 펜티엄4 3.2GHz 1024*768*32 19,917 19,908 다이렉트X 9.0, 즉 쉐이더를 기본으로 하는 3D게임벤치마크인 아쿠아마크3은 엄청난 사양을 요구한다. 분명 약간의 차이가 있기는 하지만 이 정도 차이를 의미 있다고 보기는 어렵다. 즉, 인텔이 펜티엄4 익스트림 에디션의 주된 고객 층의 하나로 하드코어 게이머들을 들고는 있지만, 게임에서는 적어도 하이퍼스레딩 정도는 제대로 쓸 수 있어야 제대로 된 게임 성능을 만끽할 수 있다고 볼 수 있을 것이다. 언리얼 토너먼트 2003은 64비트로 게임을 만들 것이라고 공언할 정도로 발전속도가 빠른 게임이다. 그래픽성능을 알아보는 3D마크를 통해 CPU의 연산 능력, 플랫폼의 성능을 간접적으로 비교해 볼 수 있다. 데모 샘플은 flyby-antalus이다. 항목 펜티엄4 익스트림 에디션 3.2GHz 펜티엄4 3.2GHz 1024*768*32 122.44 121.62 1280*1024*32 80.03 80.01 1600*1200*32 56.23 56.22 역시 앞선 3D게임들과 비슷한 차이를 보이고 있다. 애슬론64FX를 대응하는 노스우드 코어의 마지막 제품 L3캐시를 무려 2MB나 담은 펜티엄4 익스트림 에디션은 지금의 노스우드코어, 즉 0.13미크론 공정으로는 정녕 마지막 제품이 될 것이다. 그럼에도 불구하고 단지 L3캐쉬를 더해 멀티미디어 작업과 사무 생산성이 약 10% 정도 차이를 보인다는 것은 상당히 의미가 있다. 만약 이 정도 성능을 지금의 펜티엄4에서 클럭을 높여 얻어낸다면 적어도 20%쯤, 그러니까 클럭으로 말하면 거의 펜티엄4 4GHz쯤은 되어야 얻을 수 있는 셈이다. 지금의 노스우드로는 사실상 불가능한 클럭이다. 따라서 곧 선보일 90나노미터 공정의 프레스캇으로 클럭을 높일 예정인 인텔로서는 L3캐쉬라는 새롭고 한편으로는 고전적인 방법을 통해 상당한 성능 향상을 보이고 있다. 물론 본디 로드맵에도 없었던 관계로 곧 선보일 AMD 애슬론64의 견제구 역할을 바란다면 충분하고 넘칠 정도의 성능을 보인다. 여기에 지금의 플랫폼을 그대로 유지한다는 것도 적지 않은 장점이다. 과연 어느 정도의 현실적인 값으로 팔릴지는 모르지만, 865/875칩셋에서는 CPU만 바꾸면 된다는 것은 매력적이지 않을 수 없다. » 펜티엄4와 애슬론64가 겨룰 올 가을은 그 어떤 때보다 치열한 CPU의 장이 될 것이다. 펜티엄4 익스트림 에디션은 결코 오랜 시간 사랑을 받거나, 많은 이들이 부담 없이 쓸 수 있는 클럭이나 값으로 선보일 가능성은 그리 크지 않다. 본디 태어난 목적이 애슬론64를 견재하는 것이었던 아니었던 간에, 보여지는 성능이나 값 모두 일반적인 쓰임새를 한껏 뛰어넘기 때문이다. 물론 노스우드코어를 개조한(?) 지금의 펜티엄4 익스트림 에디션은, AMD 애슬론64처럼 혁신적인 그 무엇은 없다. 이는 1등을 지키고 있는 인텔로서는 굳이 지금의 32비트 시장을 빠르게 64비트 시장으로 옮기지 않을 것이기 때문이다. 단지 프레스캇이 선보이기 전까지 애슬론64의 돌풍을 잠재우기 위함이라면 그 목적을 채우고도 남음이 있다.