IT상식 : CPU의 코어(Core)와 성능 결정요인은 무엇인가?

우리가 일상적으로 사용하는 PC에 대해서 별다른 생각없이 사용을 하고 있지만, 자신의 PC를 업그레이드할 시기가 되거나 재구매를 해야할 경우에는 상당히 고민스러운 것이 사실이다.  결정이 쉽지않은 이유는 기술이 지속적으로 발전하고 있기 때문에 어떤 CPU를 장착한 컴퓨터를 구입할 것인가에 대한 답을 내리기 쉽지 않기 때문이다.  결정이 늦어지면서 사용 수익은 사라지고 기회비용은 상실되는 상황을 직면하게 되고, 결국은 쓸만한 컴퓨터 하나를 용산에서 조립하도록 주문을 하든지, 브랜드 네임이 있는 기업의 제품으로 결정하는 것으로 고민에 비해서는 허무한 결론을 내리는 경우가 많다.  특히 근자에 들어와서는 코어전쟁이라도 붙은 듯이 코어를 확대하는 경향이 있다.  인텔이 주도가 된 코어확대는 현재 Dual, Quad, Hexa 코어제품이 나와있고, 조만간 Octa 코어 제품이 나올 것으로 예상되고 있다.  반면 AMD는 Quad Core제품까지 출시하였지만 독특하게 Triple Core제품이 있다.

Core의 파워가 필요한가?
전산실의 서버라면 코어에 대한 요청이 없을 수 없다.  그것은 CPU 안에서 독립적으로 운영되는 또 다른 CPU 속의 CPU 단위이기 때문이다.  Core 당 업무를 분할하여 업무량의 조정이 가능하기 때문에 서버에 대한 작업자의 요청되는 소스를 조정하여 멀티태스킹을 가능하게 하기 때문이다.  그러나 홈PC의 경우는 좀 다르다.  재택근무를 하면서 다양한 수요가 있을 수도 있지만 일반적인 유저들은 그렇게 많은 코어를 필요로 하지 않는다.  그리고 소프트웨어의 성격에 따라서 CPU Work이 많을 수도 있고 Memory Work이 많아질 수도 있다.  일반적으로 두가지 소스를 사용하는 비중이 같이 증가하는 경향이 있기는 하지만 프로그램을 어떻게 하였느냐에 따라서 차이가 발생할 수 있다는 것이다.  이러한 자신의 환경적인 요인을 무시하고 멀티코어를 고집하는 것은 별로 의미가 없다.  개인이 인터넷을 사용하고 워드를 사용하고 기타 어플리케이션을 돌려봐야 CPU사용량은 60% 이상을 쓰지는 못하는 것이 현실이다.  3D캐드 랜더링 작업을 하면서 비디오 편집과 인코딩을 한다고 하면 이야기는 약간 달라지게 된다.  이러한 CPU집중적인 작업을 동시에 여러가지 해야할 일이 있다면 Core의 파워를 빌릴 수 밖에 없지만 그렇지 않은 경우 Dual Core의 경우도 70% 이상의 소스를 단기간 사용할 뿐 지속적인 사용을 하지 않기 때문에 사실상 멀티코어는 필요하지 않다. 

CPU 아키텍쳐 속에 감춰진 성능의 비밀 캐쉬
인텔은 전형적인 Technology Driven Company이고, 기술의 지속적인 적용으로 경쟁자들을 물리치고 지속적인 비교우위에 올라서 있는 회사이다.  디자인에 관심을 가진다는 것은 무의미하다.  누드 컴퓨터가 다시 유행을 해서 CPU를 보면서 작업을 해야 한다면 조금은 달라질 수도 있겠지만 보통 PC는 책상 아래에 두고 사용하는 제품이다보니 누드 PC가 유행을 한다고 하더라도 CPU디자인을 보면서 즐거워할 사람은 없다고 보아야 한다.  CPU방열팬과 방열판 디자인을 아무리 멋지게 하였다고 해도 그것은 금의야행이기 때문에 오히려 기능적인 측면에서 열을 효율적으로 분산시키게 하는 디자인을 요구하지 눈을 즐겁게 하는 디자인을 요구하지는 않는다.  보통 우리가 CPU를 이야기할 때, 캐쉬메모리 용량을 따지기 시작한다면 그냥 전문가로 보아도 무방하다.  캐쉬의 중요성을 알고 있다면 PC를 구입하는데 있어서 그다지 큰 실패는 하지 않을 것이기 때문이다.  사실 캐쉬의 용량도 개인 PC에 있어서 그다지 중요한 요소가 아니다.  그러나 좀 더 복잡한 작업을 요하는 PC인 경우에는 중요한 역할을 하게 된다.  반복적인 연산작업이 필요한 경우 그 반복적인 명령어를 담아두고 컴퓨터의 다른 소스에서 데이터를 가지고 오는 일이 없도록 하여 컴퓨터의 성능 향상에 절대적인 역할을 하기 때문이다.  재미있는 사실은 캐쉬에 대해서 이야기할 때 중요한 사실이 간과되고 있다는 점이다.  캐쉬는 L1,L2,L3캐쉬로 나뉘어져 있고 진정한 멀티스레딩을 하기 위해서 각 코어는 별도의 캐쉬를 가지고 있어야 하는 것이 맞다.  그것은 L2캐쉬까지에 해당하는 요소이다.  전산실의 유닉스 서버들은 이러한 역할을 하도록 L3캐쉬의 용량을 별도의 보드로 제작하여 확장을 하도록 하고 있고, L2 캐쉬가 독립적으로 할당되어 있는지를 중요하게 여긴다.  인텔은 캐쉬를 코어당 독립적으로 할당하도록 디자인하지 않았고 모든 코어가 캐쉬메모리를 공유하는 방식으로 디자인하였었다.  근자에 출시된 i가 포함된 CPU에서는 코어당 독립적인 캐쉬를 할당하고 있다고 한다.  정말 할당이 되어있는지에 대한 기술자료를 찾아보지 못해서 정확히는 알 수 없으나 256KB의 독립 L2캐쉬를 적용하였다고 보도되었다.  반면 AMD는 이미 512KB라는 L2 캐쉬를 각각의 Core에 할당을 하고 있어 오히려 아키텍쳐 상에서는 인텔보다 더 나은 CPU를 제공하고 있다.  그러나 이러한 사실에 대해서는 AMD자체도 그다지 홍보를 하지 않고 있다는 사실이 흥미롭다.  그러나 AMD CPU에 대한 선입견이나 마이너라는 이유로 컴퓨터 시장에서는 아키텍쳐상의 우위에도 불구하고 지속적으로 마이너의 위치에서 벗어나지 못하고 있는 상황이다. 

CPU 아키텍쳐 속에 감춰진 성능의 비밀 쓰레드
손가락에 뽑히는 부자 오라클의 래리는 결국 절친의 친구인 Sun을 인수하였다.  아직까지도 하드웨어에 대한 정확한 입장은 알 수가 없다.  일설처럼 자바부분만을 활성화하고 하드웨어를 녹여버릴지 아니면 예전처럼 넷PC에 관심을 보였듯이 하드웨어에 대한 미련을 버리지 못하고 비즈니스를 지속할지는 알 수 없다.  썬마이크로 시스템즈의 CPU는 코어를 늘리고 쓰레드를 늘리는데 심혈을 기울인 CPU를 선보였다.  독립캐쉬는 물론 각 Core당 8개의 쓰레드를 두고 있어 과히 놀라운 아키텍쳐를 선보였다.  간단히 말하면 쓰레드라는 것은 데이터의 이동 통로와 같은 것이다.  2차선보다는 8차선에서 자동차가 더 빨리 달릴 수 있는 것과 마찬가지로 8개의 쓰레드를 가지고 있는 Core가 2개의 쓰레드를 가지고 있는 CPU가 더 좋은 성능을 낼 수 밖에 없다.   이것은 전산실의 서버에만 관계된 것은 아니고, 일반 PC에 사용되는 CPU에도 동일하게 적용되는 것이어서 진정으로 성능이 우수한 CPU는 이러한 쓰레드의 수자도 클 수 밖에 없다는 것이다.  그러나 일반적으로 개인 PC사용자들이 이러한 다양한 명령들이 오갈 내용이 없다는 점에서 성능의 향상을 크게 느끼지는 못한다는 것이 문제이다.  웹브라우징이나 단순한 오피스제품들을 사용하는데 있어서는 그다지 많은 CPU와 쓰레드는 필요하지 않다.

일반 업무 및 홈PC에 필요한 수준의 CPU
일반적인 홈PC의 수준을 감안했을 때 멀티태스킹과 태스킹별 관리가 가능해진 OS를 사용하고 있는 환경에서는 멀티태스킹의 활용이라는 점에서 듀얼코어에 2MB이상의 캐쉬를 가지고 있는 제품이라면 무난하다고 보여진다.  그리고 구입하는 가격에 민감하다면 AMD를 선택하는 것도 하나의 방법이다.  아키텍쳐 상에서는 오히려 우수한 부분도 있기 때문에 AMD를 선택의 폭에서 제외할 이유가 없다는 것이다.  단지 거의 모든 프로그램들이 수적으로 우위를 차지하고 있는 인텔을 베이스로 만들어지고 있다는 점 때문에 만에 하나 발생할 수 있는 호환성의 문제가 발생할 소지가 없지는 않을 것이라는 점은 고려되어야할 요소이다.  그러나 개인적으로 사용하고 있는 제품이 독특한 프로그램이 아닐 경우 그러한 호환성의 문제로 골머리를 썩을 일은 거의 없을 것이기 때문에 그다지 중요한 요소는 아니라고 보인다. 

성능을 높이기 위해 고려해 볼 수 있는 사항
성능을 높이기 위해서 필요한 것은 아마도 기본 메모리의 확대이다.  메모리가 늘어나면 동일한 PC에서도 퍼포먼스의 상승을 볼 수 있다.  기본적으로 32비트 체계에서는 4GB의 메모리를 지원하고 있기 때문에 여유가 있다면 CPU파워에 의존하는 것보다는 상대적으로 비용이 적게 들면서 효과를 볼 수 있는 메모리의 확장을 시도해 보는 것이 좋을 것이라고 생각된다.  덧붙여 추가적으로 좀 더 많은 비용을 투자할 수 있다면 기본적으로 OS와 기본 프로그램을 운영할 수 있는 용량의 SSD를 시도해 보는 것도 나쁘지는 않은 시도일 것이다.  아직 뜯지도 않은 SATA디스크를 두개나 가지고 있는데 이것을 처분하고 SSD를 시도해 보려는 계획을 가지고 있어 정확히 어느정도의 퍼포먼스 증가를 느낄 수 있을지는 미지수이지만 한번쯤은 시도를 해 볼 가치는 있을 것이고, 데이터를 읽고 쓰는데 있어서는 플래터와는 차이가 나는 메모리이기 때문에 상당한 개선이 있을 것으로 예상이 된다.

헥사코어에 대한 우려
헥사코어는 어떻게 보면 옥타코어로 넘어가는 과도기의 제품이 아닐까하는 우려가 생긴다.  물론 PC에서는 헥사코어도 과스펙이기 때문에 옥타코어를 요구하지는 않을 것으로 예상되기는 하지만, 전산장비인 서버도 헥사코어제품이 있기는 하지만 역시 옥타코어로 6개월만에 대체되고 있는 모습을 보이고 있다.  그런 점에서 PC도 동일한 전철을 따라 시장에서 조기 퇴출 될 가능성이 높다는 점이다.  공식적으로는 쿼드코어에 비해 헥사코어가 30%정도의 퍼포먼스를 더 내지만 i Series CPU에서도 라인업은 듀얼, 쿼드, 헥사로 구성하고 있는 것으로 봐서는 홈PC시장에서 큰 수요가 없을 것이라는 예상을 해 볼 수 있다.  단지 Workstation 사용자나 홈네트웍을 구성하려는 의도를 가진 유저에게는 나름대로 의미있는 CPU라고 할 수 있을 것이지만 이미 언급했듯이 과도기적 코어일 가능성을 배제할 수는 없다.