1. 인텔 CPU의 아키텍쳐 상의 우수성을 입증하는 방법은 만만한 일은 아닐겁니다.


이미 언급한 pipeline 아키텍쳐. CPU의 성능 비교에서 똑같은 클럭주파수일때 CPU의 구조적인 문제보다는 연산 핵심이 되는 코어의 IPC(클럭당처리명령어-Instruction per clock)가 인텔이 우수합니다. 핵심으로 바로 pipe-line 구조이기 때문입니다. 


그러나 이 부분도 아주 정확한 표현은 아닙니다. 왜냐하면 AMD 애슬론 시절에 '인텔과 AMD의 CPU 점유율이 역전된다'라는 시장분석 보고서가 '홍수를 이룰 때' 위기감을 느낀 인텔사가 그동안의 아키텍처인 넷버스트아키텍쳐를 버리고 코어마이크로아키텍쳐를 채택했기 때문입니다. 물론, 아래 벤치마크 결과를 단순 역산한 경우에 AMD의 코어마이크로아키텍쳐가 더 나아 보입니다만(각각 4코어인 경우) 이 직접 비교는 만만한 작업이 아니기 때문에 CPU 성능 논란을 판단할 수 있게 쉽게 설명한 포스팅을 합니다.


'CPU 성능이 우수하다'라고 '객관적으로 인정받는 지표'는 있습니다. 그 지표 중 하나가 벤치마크 테스트이고 벤치마크 테스트를 바탕으로 한 CPU 성능의 유추.


2. 벤치마크 테스트란?

Benchmark Test, 흔히 BMT라고 하는 용어는 컴퓨터 상에서 이렇게 정의되어 있습니다.

실존하는 비교 대상을 두고 하드웨어나 소프트웨어의 성능을 비교 시험하고 평가하는 것. 일반적인 성능 테스트와는 달리 실제와 같은 상황의 동일한 시험 환경에서 한 개 또는 여러 개의 대표적인 비교 대상과 비교 시험을 반복하여 성능을 평가한다.


간단하게, 100미터 달리기 경주를 할 때 한사람 이상이 경주를 해서 한사람인 경우에는 이미 뛴 선수와 기록을 비교하거나 두사람 이상이 뛰었을 때 가장 빨리 들어오는 선수가 '우수하다'라는 논리입니다. 


과거에는 CPU 이외의 chipset을 어느 회사 것을 썼느냐, 그래픽 칩 어느 회사 것을 썼느냐에 따라 BMT 결과가 달라지는 경우가 있었습니다. 그래서 논란이 일어나기도 했었지요. 


예를 들어, 

BMT 1

Intel CPU + 그래픽 칩 A사 제품
AMD CPU + 그래픽 칩 A사 제품 

BMT 2

Intel CPU + 그래픽 칩 B사 제품
AMD CPU + 그래픽 칩 B사 제품 


이 경우 BMT1에서는 Intel CPU쪽의 속도가 빠른데 BMT2에서는 AMD CPU쪽이 빠른 결과를 도출하는 리포트가 보고되어 논란이 된 적도 있었죠.



예로, 여기를 클릭하시면 인텔의 i5 4570과 AMD의 FX8300를 각각 '배틀필드'라는 게임, '마비노기 영웅전' 그리고 '곰인코더'를 돌리면서 측정한 벤치마크 테스트 결과를 보실 수 있는데요....


1. 세 개의 소프트웨어에서 일정하게 인텔 CPU가 AMD CPU보다 빠르다
2. 그런데 그 빠름의 정도가 세 개의 소프트웨어에서 각각 다르다.
3. 위의 1) 2)의 결과를 확대유츄하면 역전 현상도 일어날 수 있다.
4. 그런데 최신 CPU에서는 역전현상이 일어나지 않는다. 왜? CPU 자체의 속도가 다른 칩셋이나 그래픽 칩 등의 속도 향상이 비교가 안되게 빨라졌고 결국 컴퓨터 속도는 CPU 속도가 '결정적으로' 작동되었기 때문이다.



3. 인텔의 i5 4570과 AMD의 FX8300의 벤치마크 테스트

아래는 외국의 두 CPU의 벤치마크 테스트 결과입니다.


위의 벤치마크 결과를 비율로 계산하면...

Multi-Core : 7.78 ÷ 6.91 = 1.125 (인텔이 1.125배 빠름)
Single-Core : 1.66 ÷ 1.1 = 1.50 (인텔이 1.5배 빠름)


즉, 멀티코어일 때 인텔 CPU가 AMD CPU보다 1.125배 빠르지만 싱글코어일 때는 1.5배 빠릅니다.

이 수치는 직관적으로 Multi-Core에서 격차가 좁혀졌다면 Multi의 숫자를 늘리면 속도 격차가 좁혀지거나 역전될 수도 있지 않느냐?라고 생각할 수 있습니다. 바로, 여기에 CPU 아키텍쳐의 비밀(의 전부 또는 일부)이 숨겨져 있습니다.

AMD의 FX8300은 코어 수가 8개인 반면 Intel의  i5 4570은 코어 수가 4개입니다. 물론, 멀티코어인 경우에는 각각의 코어의 일 분담 방법과 일의 결과에 대한 확인 등으로 인한 시간 소비 때문에 코어의 수 x 싱글코어 스피드 = 멀티코어 스피드라는 등식은 참이 아닙니다만 대.략... 정말 대.략입니다... 그렇게 판단해도 큰 오차는 생기지 않을겁니다.


4. CPU 코어란?

간단하게 일을 분담하는 것입니다. (어떻게 분담하는지는 모르겠습니다만) 2개의 코어는 각각 50%씩 일을 나누어 처리합니다. 4개의 코어는 각각25%씩 그리고 8개의 코어는 12.5%씩 일을 나누어 처리합니다.

따라서 상기 SIngle-Core일 때 1.5배 스피드가 빠른 것은 인텔의 4코어에서는 1.5배 x 4 = 6이라는 수치가 AMD의 8코어에서는 (1÷1.5) x 8 = 5.3이 되어....

6 ÷ 5.3 = 1.13이 됩니다.

이 의미는 실제 BMT에서의 수치인 1.125보다 떨어지는데 (아마도)멀티코어의 일을 분산시키는 방법은 AMD가 낫다...라고 판단도 되겠습니다만(물론, 이미 언급한 것처럼 일을 배분하는데 필요한 것 이외에 여러가지가 있으니 맞다!라고 할 수는 없겠지요) AMD 코어수가 두 배임에도 불구하고 인텔 CPU의 속도가 1.13배 빠르다는 것은 아키텍쳐 상의 우수성을 입증한다고 보여지겠지요.


당연히, 먼저번 포스팅에서 언급한 것처럼 CPU의 동작속도(공급 clock 주파수)를 높이면 됩니다. 예로 AMD CPU의 clock을 두 배로 높이면 오히려 Intel CPU보다 빨라지겠죠. 그러나 그건 또 다른 이야기입니다. 설계 기술 뿐 아니라 생산공정까지도 감안해야 하는 문제입니다.


5. 인텔의 Tick-Tock 정책

저는 인텔이 CPU 시장에서 압도적 우위를 차지한 이유가 물론 아키텍쳐 상의 우수성도 있지만 그보다는 마케팅 정책이 좋았기 때문이라고 판단합니다. 동일 분야에서 제품 성능 상으로 1등이면서도 사라져간 제품들이 꽤 되니 말입니다.

인텔은 시계소리인 '틱톡정책'으로 소비자의 마음을 사로잡습니다. 물론, Intel Inside라는 구호 역시 소비자에게 신뢰도를 높이는데 한몫을 했습니다. 'IBM-PC 주세요'...가 아니라 '인텔 CPU가 내장된 IBM-PC 주세요'라는 소비자의 요구가 '한 때는 대세였으니(최소한 한국)' 말입니다.

그리고 tick-tock 정책. 한번은 가격으로 또 한번은 아키텍쳐를 바꾸어가면서 번갈아 마케팅 정책을 펼침으로서 소비자들을 (속된 말로)길을 들였고 이제는 하나의 '표준'이 되었으니 말입니다.


"당신의 컴퓨터 작업이 MS-Office에서 Word, Excel 그리고 Power Point를 이용한 문서 작성과 인터넷을 이용하는 것이 대부분이라면 AMD CPU를 써라"라는 컴퓨터 파워유저들의 권유는 한마디로 개소리가 되버린지 오래입니다. (물론, 요즘은 잘 모르겠습니다만 그래픽 작업의 경우 AMD CPU는 해당 그래픽 소프트웨어에 맞는 floating point 연산(부동소수점 연산) 패치를 해줘야 하는 번거로움이 있기는 했습니다만) 10만원은 넘지만 20만원은 안되는 인텔 CPU를 사용하는데 추가되는 비용은 소비자가 안심하게 쓰게 되는 상황을 생각한다면 별거 아니니까요.


6. AMD의 닭짓


AMD 에슬론 시절 'CPU의 역전이 일어난다'라는 예상이 지배적이었습니다. 그 때 위기감을 느낀 인텔은 넷버스트 아키텍쳐를 버리고 코어마이크로 아키텍쳐를 새로 개발한 반면 AMD는 그래픽 칩 회사인 ATI를 인수하느라 돈을 다 써버리고 마침 불경기로 인한 경영악화로 인텔을 추월할 기회를 영영 놓칩니다.


당시, AMD가 닭짓을 하지 않았다면..........? Nobody knows.


7. 인텔이 3D 코어에서 삼성과 한판 승부를 펼칠까?

글쎄요. 일단 반도체 회사들 중에서 돈이 많은 두 회사이니 삼성이 ARM 코어로 휴대폰 시장 CPU 점유율 1위를 했지만 아마 두 회사의 한판승부는 벌어지지 않을듯 싶네요. 삼성이 IBM-PC용 CPU를 개발, 생산하려는 초대형 닭짓을 하지는 않을 것이고 그렇다고 인텔이 휴대폰 시장까지 먹겠다...라는 승부수를 던지기에는 너무 시장 경쟁이 치열하니까요.


그래도 점점 모바일 기기가 대세가 되어가는 현실에서 인텔이 무엇인가 승부수를 내겠지요. 만일 그렇다면 3D 코어를 놓고 인텔과 삼성이 치열한 경쟁을 할 것이고 거기서 승리하는 회사는 넘버원 패배하는 회사는 쪼그라지지... 싶습니다.

백이숙제는 "以暴易暴"를 남겼고 한그루는 "以"를 남기고 간다.