인텔의 차세대 UMPC용 CPU "실버손"

■카사하라 카즈키의 유비키타스 정보국■

보여 왔다Silverthorne프로세서의 초저소비 전력의 비밀

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　이전의 기사처럼,Intel이 내년(2008년)에 릴리스를 예정하고 있는, 저소비 전력의 플랫폼“Menlow”에 관한 최신 정보를 전했지만 , 그 후의 취재로Menlow의 프로세서이다Silverthorne의 새로운 상세를 알 수 있었기 때문에, 전해 해 나가고 싶다.

　서서히 모습을 나타내고 있는,Silverthorne프로세서의 정체는,In-Order실행형의 심플한 구조를 채용한,P6이전의 마이크로 아키텍쳐에 격세 유전 한 것 같은, 최신의 프로세서로서는 독특한 것이었던 것이다.

●In-Order실행형의 마이크로 아키텍쳐를 채용한다Silverthorne

In-Order실행을 채용한 심플한 아키텍쳐를 채용한다Silverthorne(상), 아래는 칩 세트가 된다Poulsbo

　이전의 기사에서는,Silverthorne하지만 어떠한 마이크로 아키텍쳐가 되는지는 분명하지 않다고 말했지만, 그 후의 취재로 상세도 서서히 알아 왔다.Intel에 가까운 정보통에 의하면,Silverthorne의 마이크로 아키텍쳐는,P6세대 이후의x86프로세서로 일반적으로 이용해 왔다Out-of-Order실행형의 구조가 아니고, 보다 심플한In-Order실행형의 마이크로 아키텍쳐일 가능성이 높다고 한다.

　여기서, 별로CPU의 내부 구조에 자세하지 않은 분을 위해서,In-Order실행과Out-Of-Order실행의 차이에 대해 설명해 두자.일반적으로CPU하

(1)명령 세트를 내부 명령에 해독(디코드)
(2)메모리(캐쉬)(으)로부터 필요한 데이터를 읽어들여 와 내부 명령을 실행
(3)실행 결과를 메모리(캐쉬)에 쓴다

그렇다고 하는 순서로 명령을 실행하고 있다.이것을 끝없이 반복하고 처리를 행하고 있지만, 실제로 처리해야 할 데이터는, 서로 의존하거나 하고 있으므로, 어느 처리가 행해질 때까지, 다음의 데이터를 읽어들일 수 없다고 하는 일도 발생한다.

　예를 들면, 그림1(와)과 같이A,B,C,D,E,F,G,H그렇다고 하는 데이터를 처리하는 명령이 있고,D의 데이터가E+F의 결과였다고 하면,D의 데이터라고 하는 것은E(와)과F그렇다고 하는 후에 있는 계산이 끝나지 않는 이상 처리를 할 수 없게 된다.CPU의 연산기는 복수 갖춰져 있으므로,E+F의 연산이 끝나는 것을 기다리고 있으면,D의 연산을 하고 있는 연산기는 단지 단지 기다리고 있는 것이 될 뿐이어 버려, 효율적으로 이용할 수 없다.

【도1】In-Order실행과Out-Of-Order실행

　거기서, 프로그램에 쓰여진 연산의 순서를 무시해,D의 연산은 뒷전으로 하고, 먼저 그 후의 연산을 처리한다.이와 같이, 본래의 순서(In-Order)(이)가 아니고, 순서는 부동(Out-Of-Order)그렇지만 처리를 자꾸자꾸 진행시켜 나가는 것으로,CPU내부의 연산기의 이용 효율을 높이는 실행 방식을Out-Of-Order실행이라고 부르고 있다.P6(Pentium Pro/Pentium II/Pentium III)이후의IA32프로세서에서는 이Out-Of-Order실행이 서포트되고 있다.

●In-Order실행의 약점을HT테크놀러지의 이용으로 보충한다Silverthorne

　연산기의 이용 효율을 높인다고 하는 의미에서는 효과가 있다Out-Of-Order실행이지만, 실은 약점으로도 될 수 있다.그것은,Out-Of-Order실행을 실현하기 위해서, 마이크로 아키텍쳐(CPU의 하드웨어 설계의 사양)하지만 복잡하게 되어 버리는 것이다.Out-Of-Order실행을 실현하기 위해서는, 향후 연산할 예정의 데이터가Out-Of-Order그리고 순서를 바꿔 넣어 실행하는 데이터와 서로 의존하고 있지 않는 것등을 체크할 필요가 있고, 의존성을 몰라도 어느 정도의 예측에 근거해 투기적으로 실행하는 등의 구조를 도입할 필요가 나온다(투기적으로 실행한 연산에 데이터 의존성이 있다고 알면 결과는 파기되기 위해, 이러한 처리를 투기 실행 등이라고 부른다).

　그러한 구조의 실장은,CPU의 die size의 비대를 불러, 결과적으로 그것은 소비 전력의 상승이라고 하는 형태로 튀어올라 온다.독자도 자주(잘) 아시다시피,P6,NetBurst,Core마이크로 아키텍쳐 등은,Out-Of-Order실행이 도입되기 이전의 세대에 비해 큰폭으로 소비 전력이 올라 버리고 있다.

　이 때문에,Silverthorne그럼In-Order실행의 마이크로 아키텍쳐를 취해,CPU의 구조를 보다 심플하게 해, 실행 유닛의 크기를 가능한 한 컴팩트하게 하고,CPU의 die size를 억제하는 어프로치가 뽑아지고 있는 것이라고 추측할 수 있다.

　하지만,In-Order실행에서는, 전술과 같은 데이터의 의존관계(dependencies)가 발생했을 경우,CPU의 내부 자원의 이용 효율이 저하해, 결과적으로 성능이 저하해 버린다.

　거기서,Silverthorne그럼,HT테크놀러지를 도입하는 것으로, 이용 효율을 높이는 것 같다.HT테크놀러지는,OS(으)로부터 보면CPU하지만 듀얼 코어CPU(와)과 같이 보이는 기술로, 가상적으로 복수의 스렛드를 동시에 실행할 수 있게 된다.

　즉,In-Order실행으로 하는 것으로CPU내부의 구조를 심플하게 해, 그것에 의해 침체하는 내부 자원의 이용 효율을HT테크놀러지를 도입하는 것으로 보충하는, 이것이Silverthorne하지만1.8GHz그리고2W,900MHz그리고0.6W그렇다고 하는 압도적인 저소비 전력을 실현할 수 있던 비밀이라고 할 수 있는 것은 아닐까.

●멀티미디어계의 처리 능력은 칩 세트측의 기능으로 보충한다

　현대의 마이크로 프로세서의 상식으로부터 말하면,In-Order실행형의 마이크로 아키텍쳐는 비상식이라고도 말할 수 있는 디자인으로, 실제Intel사내에서도 다양한 논의가 있었다고 한다.

　하지만, 소중한 것은 마이크로 아키텍쳐가 어떤가라고 하는 것은 아니고,Intel의 아난드·체드라시카 부사장이 말하는 「성능을 떨어뜨리지 않고 소비 전력만을 삭감한다」라고 하는 공약을 지키는 것이 되어 있을지다.그 선을 지킬 수 있다면, 비록In-Order실행형의 마이크로 아키텍쳐여도, 문제 없다고 하는 것이 된다.

　현시점에서는Intel(으)로부터 구체적인 정보는 전해져 오지 않지만, 정보통은HT테크놀러지를 활용했을 경우, 즉 multi-thread 환경에서 벤치마크를 취하면,Silverthorne의 최상위SKU의SV판(1.86GHz/2W)(은)는, 현행의A110(800MHz)에 비해1.5~1.6배정도의 성능을 실현하고 있는 것 외에MV판(1.1GHz/1W)도A110에 필적하는 성능을 실현하고 있으면Intel하지만 설명하고 있다고 전한다.다만, 싱글스 레드에서는,SV판(1.8GHz)하지만A110(와)과 같을 정도로,MV판(1.1GHz)하지만A100(600MHz)(와)과 같은 정도의 성능이라고 추측해지고 있는 것 같다.만일 이 정보가 올바르다고 하면, 일단 소비 전력을 삭감하면서, 같은 성능을 실현한다고 하는 공약은 지킬 수 있고 있을 가능성이 높다.

　무엇보다, 현재의A110(을)를 웃도는 성능이었다고 해도,Windows Vista(을)를 쾌적하게 이용한다는데는 약간 멀면 말해도 좋을지도 모른다.거기서,Menlow그럼 칩 세트측(Poulsbo)그렇지만 성능 향상을 실현하는 구조를 넣고 있다.

　현행의McCaslin플랫폼의 칩 세트이다Intel 945GU그리고 채용되고 있다GPU코어는,Intel 945G등과 공통의 시다모델2.0에 대응했다Gen3.5(으)로 불린다GPU코어다.이GPU코어는, 내부 구조적으로는 프로그래머블이 아니고, 고정의 연산기를 이용했다DirectX 9대응의 기능을 실현하고 있다.

　이것에 대해서,Poulsbo그럼,GM965(와)과 같은 프로그래머블인 연산 유닛을 이용한, 시다모델3.0에 대응한 새롭다GPU엔진이 채용된다고 한다.또, 동영상의 하드웨어 디코드 엔진을 탑재하고 있어,MPEG-2,MPEG-4 AVC,WMV/VC-1등의 디코드를GPU옆에서 행하는 것으로CPU의 부하율을 내린다고 하는 궁리가 더해지고 있다고 한다.

　현대의PC, 특히Windows Vista(을)를 이용하는 경우에는,GPU의 성능이나 동영상 재생 성능이 쾌적성에 크게 영향을 주어 온다.Vista그럼3D엔진을 이용해UI의 묘화가 행해져 동영상 재생이 이용되는 씬도 착실하게 증가하고 있기 (위해)때문이다.Poulsbo그럼, 거기를 크게 강화하는 것으로, 토탈로의 성능을 향상시킨다고 하는 어프로치가 뽑아지고 있다.덧붙여GPU의 효율은 향상시키지만,GPU의 동작 주파수는Intel 945GU에 비해 내리게 된다고 한다.물론 이것은 소비 전력이기 때문에로, 소비 전력은Intel 945GU에 비해1/3정도가 된다고 한다.

　이러한 동영상의 하드웨어 디코드의 기능은,2009해로 예정되어 있다Menlow의 후계가 되는“Moorestown”플랫폼으로도 실장되게 된다.Moorestown그럼,GPU(와)과 메모리콘트로라는CPU측에 통합된다.Moorestown의CPU된다Lincroft(링크 로프트)에도 이러한 하드웨어에 의한 동영상 디코드 기능은 실장된다.

【도2】LPIA향해 플랫폼의 각 세대

●Diamondville의 개발 코드네임으로 저가격인 짜넣어 용도에도

　Intel(은)는 이Silverthorne코어를,UMPC(이)나MID(Mobile Internet Device)그렇다고 하는 모바일 시장용 뿐만이 아니라, 데스크탑PC(이)나 편입 전용으로도 투입해 나간다.Silverthorne의 데스크탑PC/짜넣어 향해 버젼이 개발 코드네임Diamondville(다이아몬드 빌딩)그리고 불리는 제품으로,Silverthorne(와)과 같다2008년 제24분기의 투입이 예정되어 있다고 한다.Diamondville(은)는 기본적으로는Silverthorne코어를 데스크탑PC향해로 한 제품으로,Silverthorne의3개의SKU 가운데,SV판, 즉1.8GHz판으로서 제공되게 된다.

　Silverthorne하지만Poulsbo칩 세트와의 편성으로 제공되는데 대하고,Diamondville하Intel 945GC없고는SiS671(와)과의 편성으로 제공된다.SiS칩 세트와의 편성이라고 하는 것부터도 알도록(듯이),Intel유일한Mini-ITX메인보드로서 제공되고 있는 「D201GLY」시리즈의 후계 제품으로서 릴리스 되게 된다.현재D201GLY에는,Celeron하지만 보드에 직접 실장되는 형태로 제공되고 있지만,Diamondville에 관해서도 같은 형태로 제공되게 된다.

　이Diamondville하지만 탑재되었다Mini-ITX메인보드는,IA베이스의 편입 용도로 이용되게 될 것이다.벌써Microsoft하Windows Home Server(을)를DSP판으로서 화이트 박스에의 번들이나 파트와의 편성 판매를 행하고 있지만,Diamondville하지만 등장하면, 그러한Windows Home Server향해의 시스템을 염가로 제조하거나 유저가 조립하거나라고 하는 것이 가능하게 될 것이다.

　현재,Intel하Silverthorne(이)나Diamondville의 가격을 분명히 하지 않지만, die size가 통상의 데스크탑PC향해라CPU에 비해 압도적으로 작은Silverthorne/Diamondville(은)는 염가로 제조하는 것이 가능하고, 도리상은 보다 염가의 가격 설정이 가능하게 되는 만큼, 충분히 기대할 수 있는 것은 아닐까.

□관련 기사
【10월18일】【카사하라】보여 왔다Silverthorne의 모습
http://pc.watch.impress.co.jp/docs/2007/1018/ubiq203.htm
【4월25일】【카사하라】2008해의Menlow플랫폼
http://pc.watch.impress.co.jp/docs/2007/0425/ubiq187.htm
【4월16일】【카사하라】Low Power IA플랫폼의 미래
http://pc.watch.impress.co.jp/docs/2007/0416/ubiq184.htm

□백 넘버

(2007년11월28일)

[Reported by 카사하라 카즈키]

 

출처 : www.pc.watch.impress.co.jp/docs/2007/1128/ubiq205.htm