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PC | 인텔 차세대 CPU 아키텍처, 인텔 서니코브(Sunny Cove)

권경욱 기자 0   0

인텔은 인텔 아키텍처 데이 2018(Architecture Day 2018)을 통해 차세대 CPU 아키텍처인 서니코브(Sunny Cove)에 대한 내용을 공개했다. 


인텔이 공개한 서니코브는 10nm 공정을 적용하며 새로운 명령어와 지원, 내부 효율 개선 등을 바탕으로 아키텍처를 개선해 프로세서의 성능 향상과 유연성 및 확장성을 개선하는 것이 특징이다.





서니코브는 SIMD 및 벡터 프로세싱, 멀티스레드 등의 처리 개선으로 병렬화 향상과 레이턴시 감소, 신규 명령어 도입 및 컴파일러와 라이브러리 최적화를 통해 프로세서의 성능을 향상할 계획이다. 이를 위해 인텔은 범용 목적 연산과 특수 목적 연산 성능 향상을 위한 2가지의 향상을 고려했다.





범용 연산에서는 클럭 당 명령어 처리(IPC, Instruction per Clock) 개선이 성능 향상의 토대가 된다. 특수 목적 연산에서는 IP 또는 전문화된 명령어 등을 향상한다. 인공지능(AI)와 머신 러닝, 암호화, 압축과 해제, 커뮤니케이션과 네트워킹, 멀티스레드와 멀티 에이전트 프로세싱 등이 여기에 포함된다. 전력 효율은 이전 세대를 이어 10nm 미세 공정 도입으로 효율을 높인다.




프로세서 아키텍처에 관련된 내용을 살펴보면 인텔은 서니코브는 기록과 읽기 저장 버퍼를 비롯하여 RS(Reservation Stations) 등 전반적인 구조 확장과 새로운 명령어 지원과 처리 성능이 향상된다. 클럭 당 더 많은 병렬 실행 (Deeper)와 클럭 당 더 많은 명령어 처리(Wider), 새롭고 향상된 알고리즘을 기반으로 레이턴시 감소와 프론트 엔드(Front End)의 데이터 입출력 향상(Smarter)을 통해 더 많은 명령 처리와 병령 실행, 데이터 입출력 향상이 성능 개선의 핵심 사항이다.



서니코브: 클럭 당 더 많은 병렬 실행 (Deeper) 


서니코브: 클럭 당 더 많은 명령어 처리(Wider) 


서니코브: 데이터 입출력 향상(Smarter) 


또한 내부적으로 캐쉬 사이즈와 코어의 실행 확장, L1 스토어 대역폭 등을 개선하고 있다. L1 Data 캐쉬는 48KB로 기존 32KB 대비 50% 증가해 캐쉬 실패율은 22% 정도 감소할 것으로 예상된다. L2 캐쉬 사이즈도 증가될 것으로 예상되며 마이크로-op(uOp) 캐쉬 2048 엔트리 디자인 향상, 세컨드 레벨 TLB 사이즈도 증가한다. 실행 포트(Execution Ports)도 기존 8개에서 10개로 증가해 스케쥴러는 한번에 실행 가능한 명령이 증가한다. 2배로 증가한 L1 스토어 대역폭과 AGU 스토어/ 데이터를 지원하며 캐쉬 사이즈 증가와 프론트 앤드 개선으로 분기 예측 정확성과 레이턴시도 개선한다.




서니코브 아키텍처에서는 메모리 확장과 보안 지원도 향상한다. 물리 및 가상 메모리 주소를 기존 대비 확장해 총 지원 메모리를 향상한다. 기존 4단계에서 5단계 페이징을 통해 가상 메모리 주소 공간은 최대 57bit, 물리 주소 공간은 최대 52bit로 늘리고 이를 통해 최대 4PB(페타바이트, Peta Bytes)의 메모리를 지원한다. 이는 스카이레이크(Skylake)의 최대 64TB 대비 64배 많은 메모리를 지원한다. 또한 멀티 키(Multi-Key) 전체 메모리 암호화(MK-TME)와 UMIP(User Mode Instruction Prevention) 지원을 통해 진보된 보안 기능을 제공한다.




한편 서니코브는 2019년 하반기 등장할 것으로 예상되는 서버 프로세서 제온(Xeon)과 클라이언트용 코어(Core) 프로세서 라인업에 적용될 예정이다. 원래 계획이라면 10nm 공정은 캐논 레이크(Cannon Lake)로 등장 예정이었으나 공정 연기로 새로운 서니코브에 10nm 공정이 본격 적용된다. 서니코브는 아키텍처 향상으로 멀티스레드와 ISA, 메모리 지원 등이 향상된다.


인텔이 공개한 CPU 로드맵에는 서니코브 후속으로 트랜지스터 최적화와 캐쉬 재디자인, 보안 향상 등을 기반으로 하는 윌로우 코브(Willow Cove), 2021년에는 멀티스레드 향상, 인공지능(AI)와 5G, 보안 개선이 이루어진 골든 코브(Golden Cove)가 등장한다. 인텔 저전력 아톰(Atom) 라인업에는 멀티스레드와 네트웍 서버 성능 향상, 배터리 시간을 늘린 트리몬트(Tremont)가 2019년, 멀티스레드 처리와 클럭 향상, 벡터 성능 개선한 그레이스몬트(Gracemont)는 2021년, 2023년에는 멀티스레드 처리와 클럭 향상 및 새로운 기능이 추가되는 차세대 몬트 프로세서의 등장이 예상된다.

 

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