인텔 메인보드 칩셋 히스토리 : 3부

코어(Core) 마이크로아키텍처는 등장할 때부터 많은 충격을 전해주었다. 기존의 넷버스트(Netburst) 아키텍처에 비해 효율 면에서 놀라운 개선을 이루었고, 네이티브 듀얼 코어 구조와 공유 L2 캐시를 갖추었다.

클럭이 낮음에도 기존의 펜티엄 D를 성능 면에서 가볍게 누를 수 있었고, 전력 소비 역시 대폭 줄었다. 또한 절전 기술로 모바일 프로세서에 사용되던 EIST (Enhanced Intel Speedstep Technology)와 C1E가 탑재되어 소비전력 효율은 대단히 높았다.

하지만, LGA775 규격을 그대로 씀에도 불구하고 기존 보드에서 사용할 수 없는 문제가 빈발했는데, 이는 기존의 넷버스트 기반 프로세서와 전원 규격이나 데이터 규격 등이 미묘하게 달라졌기 때문이다. 덕분에 945 시리즈 칩셋들은 빠르게 965/975 시리즈로 대체되었다.

새 술은 새 부대에, 965/975 칩셋

▲ 945/965/975 칩셋 라인부터 '코어 2 듀오'를 지원했다.

인텔의 코어 2 시리즈 프로세서 지원 칩셋은 칩셋 차원에서는 일부 945시리즈부터 가능하다. 하지만 실제 945 시리즈 칩셋을 사용한 메인보드의 경우 칩셋과 상관없이, 같은 칩셋을 쓰더라도 메인보드에 따라 새 프로세서를 지원하지 못하는 경우가 많았다.

결국 코어 2 시리즈를 위한 본격적인 칩셋은 965/975 시리즈부터라고 봐야 된다. 945GC는 코어 2 듀오를 지원하는 가장 저렴한 칩셋으로 인기가 있었다. 또한 다양한 프로세서 지원이 눈에 띄는데, 이 칩셋은 현재 아톰 프로세서에까지 쓰이면서 생명력을 이어가고 있다.

965/975 시리즈 칩셋이 나오면서, 인텔의 칩셋 네이밍이 또 한번 정리되었다. 숫자 앞에 알파벳이 붙기 시작했는데, 이는 칩셋이 추구하는 방향을 잘 나타내 준다.

P는 메인스트림급 데스크톱, G는 내장 그래픽을 가진 칩셋이고, Q는 사무용을 위해 원격 관리 기능이 대폭 추가된 칩셋이다. Q시리즈에 추가된 vPro 라고 부르는 이 기술들은, 사무 환경에서 대량의 PC를 관리하는 데 있어 높은 편의성을 제공한다.

또한 965/975 라인업에서는 기존의 4GB 메모리 지원의 벽이 깨졌다. 메모리 어드레싱 영역이 32비트 이상으로 늘어남으로써, 4GB 이상의 메모리 지원이 가능해졌다. 이로써 제대로 된 64비트 환경에서의 메모리 운영이 가능하게 되었다.

▲ 975X는 처음으로 PCI Express의 분할 구성을 지원했다.

975X 칩셋의 특징은, PCI Express 컨트롤러가 유동적이라는 것이다. 두 개의 8x 레인을 사용하므로 고정 16x 구성이 아니라, 상황에 따라 8x 두 개로 나누어 사용할 수 있다. 이를 사용해 그래픽 카드들이 두 개의 카드를 연결해 하나의 카드처럼 사용할 수 있게 되었다. 975에서는 AMD의 크로스파이어(Crossfire) 기술을 지원한다.

또 하나 주목해야 될 칩셋은 G965이다. 여기에 사용된 내장 그래픽 X3000은 Q965에 사용된 GMA 3000과 이름은 아주 비슷하지만, 들여다보면 엄청난 차이가 있다. X3000은 Direct X 9.0c를 지원하며 쉐이더 모델 3.0을 지원한다.

또한 기존의 GMA 3000이 버텍스 쉐이더(Vertex Shader)를 소프트웨어로 지원하던 데 비해 X3000은 모든 쉐이더를 하드웨어적으로 지원이 가능하다. 동영상에 필요한 보정 기술 또한 대폭 추가되었다. 

한편, ICH8부터 데스크톱에 사용되는 ICH에는 IDE 지원이 사라졌다. 이 때문에, 보통 IDE를 지원하기 위해 별도의 칩셋을 장착해서 지원을 하는 경우가 많았는데, 이 칩셋들이 종종 호환성 문제를 내기도 했다. 하지만 대부분의 하드 디스크가 SATA 방식으로 바뀐 상황이라 큰 문제가 되지는 않았다.

USB 포트 지원은 최대 10개로 늘어났고, 기가비트 이더넷이 추가되었다. 이전까지는 기가비트 이더넷을 사용하기 위해서는 ICH의 PCI Express 레인에 별도의 컨트롤러를 연결하는 방법을 사용해야 했지만, ICH8부터는 ICH에 자체적으로 기가비트 이더넷 컨트롤러가 추가됨으로써 더 쉽게 구현할 수 있게 되었다.

LGA775의 마지막, 3/4 시리즈 칩셋

▲ 3 시리즈 칩셋부터 세분화된 제품명이 자리를 잡았다.

965/975 다음의 칩셋은 완전히 새로운 이름을 달고 나왔다. 기존의 세 자리 숫자가 아닌, 두 자리 숫자의 이름을 달고 나왔는데, 이것이 ‘3 시리즈’ 칩셋이다.

3시리즈의 큰 특징으로는 FSB 1333MHz와 DDR3를 지원하기 시작했다는 것이다. 코어 2 듀오 프로세서의 일부 모델에서 1333MHz의 FSB를 사용하면서 이를 정식 지원하기 위해 나온 것이 이 3시리즈이다. 그리고 3시리즈에서는 기존의 넷버스트 아키텍처 기반의 프로세서 지원이 공식적으로 사라졌다.

이 칩셋들은 기존의 965 라인업에 사용되던 구분법과 비슷한 규칙으로 작명되었지만, 제품명은 훨씬 세분화되었다. 모델명의 첫 알파벳은 칩셋의 큰 특징을 나타내며, 두 번째 자리의 숫자는 세대를 나타내고, 마지막 자리의 숫자는 분류 안에서의 위치를 나타낸다.

예를 들어 P35라면 P는 내장 그래픽을 가지지 않은 일반적인 칩셋을 나타내고, 3은 세대 구분이며, 5는 이 칩셋이 메인스트림과 퍼포먼스 레벨의 칩셋이라는 것을 나타낸다. 이 작명법은 기존에 비해 상당히 직관적으로 칩셋의 특징을 나타낼 수 있다는 장점을 지닌다.

G33, P35, X38에서는 DDR3 메모리 컨트롤러가 추가되어 최대 8GB까지 사용할 수 있었다. 하지만 DDR3 메모리의 가격 덕분에, 실제로 G33이나 P35에서 DDR3를 사용하는 메인보드는 거의 나오지 않았다.

▲ X38 칩셋 블록 다이어그램. PCI Express 16x 두 개가 제공된다.

X38은 플래그쉽 모델답게 PCI Express 2.0을 지원했으며 슬롯 구성 또한 16x 2개를 지원했다. 975에 비해 대역폭이 대폭 보강된 것이다. PCI Express 2.0은 1.0 규격에 비해 대역폭이 두 배 늘어났다. 또한 슬롯을 사용해 공급 가능한 전류량이 늘어났다.

G33과 35의 경우, 부가 기능 자체는 G33이 나은 면도 있다. G35는 ICH8을 사용한데 반해 G33은 ICH9를 사용하기 때문이다. 또한 G33은 DDR3까지도 지원한다. 하지만 G35가 더 상위 모델인 이유는 간단하다. G33은 GMA 3100이 사용되지만, G35는 GMA X3500이 사용되기 때문이다. 이 내장그래픽의 성능 차이는 상당히 커서, ICH에서의 모든 부가기능의 우열을 가볍게 뒤집을 만큼의 격차를 보여준다.

또한 Q33과 35의 차이는 AMT(Active Management Technology) 기술의 유무이다. 이 기술을 통해 원격 제어와 별도의 관리 작업이 가능하다. 그 이외에는 거의 같은 모습을 보여준다. 재미있는 기술로는 가상화 지원 기술인데, Q시리즈에서는 VT-d를 지원한다. 프로세서가 VT기술로 가상화 머신의 프로세서로의 직접 연결을 지원한다면 VT-d는 가상화 머신의 I/O로의 직접 연결을 지원해 주는 기술이다.

ICH는 ICH9으로 넘어오면서 세세한 변화들이 있었다. USB 포트가 최대 12개까지 지원되게 되었고, SATA 컨트롤러에서 eSATA를 지원하게 되었다. 그 이외의 차이로는 인텔이 새롭게 추가한 기능인 QST (Quiet System Technology)가 있는데, 이는 모니터링 기능의 강화와 능동적인 팬 컨트롤을 결합한 것으로, 좀 더 조용한 시스템을 위한 기능이다.

이 외에도 3시리즈에 사용된 ICH는 모델 자체가 상당히 다채롭게 설정되었다는 특징이 있다. 엔트리급의 P31,G31에는 ICH7이 사용되었으며, G35에는 ICH8, P35와 G33, Q33/35, X38에는 ICH9까지 다양하게 사용되었다. 이는 모델명처럼 세분화된 구성을 위해서라고도 생각할 수 있을 것이다. 시장에서는 너무나 많은 모델 분화로 혼란의 여지까지 있었는데, 벌써 지난 일이 되어가고 있다.

한편, 이 시기는 레거시 프리의 움직임이 본격적으로 시작된 시기이기도 했다. 이를 반영하듯 ICH9에서는 IDE를 포함한 레거시 인터페이스들이 대폭 사라지는 모습을 보였다.

사용 빈도가 떨어지는 직렬, 병렬 포트들은 아예 메인보드에서 핀 헤더 형태로만 제공되기도 하고, IDE는 완전히 지원사항에서 사라졌다. 없으면 아쉬운 이 IDE 지원 덕분에 ICH9 시리즈를 사용한 많은 메인보드들은 별도의 IDE 컨트롤러를 탑재하기도 했다.

▲ LGA775의 완성판, '4 시리즈 칩셋'

4시리즈 칩셋은 LGA775 기반의 완성형 칩셋이라 봐도 된다. 인텔은 5시리즈 칩셋을 네할렘 아키텍처 기반의 프로세서를 위해 준비했으며, 현재의 플랫폼과는 당연히 호환되지 않는다. LGA775 플랫폼의 마지막을 장식하는 칩셋이 이 4 시리즈인 것이다.

4시리즈 칩셋이 3시리즈에서 달라진 점이라면, 지원 가능한 메모리 용량이 더 늘어났다는 것과, PCI Express 2.0을 지원한다는 것이다. 3시리즈에서는 일부 칩셋이 DDR3를 지원하지 않았지만, 4시리즈에서는 전체적으로 DDR3를 지원한다. 최대 사용가능한 용량 또한16GB까지 늘어나 더 여유로운 메모리 구성이 가능해졌다.

PCI Express 2.0의 지원도 빼 놓을 수 없다. 최근 나오는 그래픽카드들이 이 규격을 지원하고 있으며, 이를 지원하는 고성능 그래픽카드의 경우 기존의 1.0 규격에 비해 다소의 성능 향상이 있다.

또한 내장 그래픽에서도 장족의 발전이 이루어졌는데, 4시리즈에 사용되는 내장 그래픽 X4500 시리즈는 하드웨어적으로 Direct X 10을 지원하는 모델이다. 쉐이더 모델 4.0을 지원하며, 10개의 쉐이더 프로세서가 들어가 있다. X4500HD는 여기에 H264 영상의 하드웨어 디코딩 기능까지 갖추고 있다.

▲ P45는 P 모델 최초로 PCI Express 분할 구성을 지원한다.

눈에 띄는 칩셋은 P45와 X48이다. 이 두 칩셋은 PCI Express의 레인 분할이 가능한 구조이다. X48은 16x 두 개를 지원하며, P45는 16x 하나를 8x 두 개로 나누어 구성할 수 있는 기능을 제공한다. 전통적으로 인텔은 AMD의 크로스파이어 구성을 지원하고, 이 칩셋들 또한 마찬가지다. 아이러니하게도, 인텔이 AMD 크로스파이어 기술의 가장 강력한 후원자요 수호자인 셈이다.

P45는 메인스트림급 모델로는 처음으로 이 기능을 지원하게 되었다. 대역폭 자체로는 예전 플래그쉽인 X38과 동등한 수준이다. 덕분에 이 칩셋은 메인스트림을 넘어서 퍼포먼스급 시장에 더 무게를 두는 포지션이 되었으며, P35를 잇는 메인스트림급 시장은 P43이 포지셔닝하게 되었다. 숫자로도 알 수 있듯, 4 시리즈는 세컨드 레벨 포지션이 한 단계 씩 올라갔다.

ICH에서는 레거시 장비에 대한 지원을 거의 완전히 끊었다. 인텔 레퍼런스 보드 구성에는 PS/2 포트나 기존의 9핀 직렬, 25핀 병렬 포트 등을 찾아볼 수 없으며, 모두 USB 포트로 대체되었다. 이 포트들은 필요에 따라 메인보드에 핀 헤더 형태로 제공되기도 한다. IDE는 ICH8 이후 데스크톱에서 찾을 수 없게 되었으며, ICH9 이후로는 모든 라인업에서 찾아볼 수 없다.

ICH10에서는 ICH9에 비해 엔트리급 ICH의 SATA 포트 개수가 늘어났다. ICH9 시리즈의 엔트리급 ICH인 ICH9는 SATA 포트 4개를 사용할 수 있었지만 ICH10은 6개를 사용할 수 있다. 물론 ICH9R은 6개의 SATA 포트를 제공했었고, 10R 또한 6개를 제공한다.

x86 기반 서버용 칩셋의 발전

▲ 인텔 제온 프로세서 지원 칩셋 리스트

제온(Xeon) 라인업을 위한 칩셋에서도 많은 변화가 있었다. 프로세서가 코어 아키텍처 기반으로 바뀌면서 칩셋들도 대폭 바뀌었다. 일단 칩셋 네이밍이 바뀌었다. 단순한 숫자 네 자리로 붙여진 라인업은, 3000 시리즈가 단일 프로세서 기반의 워크스테이션이나 엔트리급 서버에 포지셔닝되고, 5000 시리즈는 듀얼 프로세서를 지원하는 라인업이다. 7000 시리즈는 4way 구성이 가능한 칩셋이다.

메모리 구성 또한 듀얼 채널을 넘어서 쿼드 채널과 메모리의 RAID 구성이 지원되기 시작했으며, 지원 용량 또한 대폭 늘어났다. 덕분에 x86 기반의 서버가 넘볼 수 없을 것 같던 엔트리급 이상의 서버 시장에도 본격적으로 진입을 할 수 있게 되었다.

3000 시리즈는 데스크톱 시리즈의 칩셋과 비교해서 크게 다른 점이 없다. PCI Express 레인이 4x 단위로 구성되어 있어서 사용에 좀 더 유연하다는 것과, PCI-X 사용을 위해 브릿지 칩의 연결이 가능하다는 것 정도이다. 메모리도 일반적인 DDR2를 사용할 수 있었으며, 프로세서도 엔트리급 제온 프로세서나 기존의 데스크톱 라인을 사용할 수 있었다.

▲ 5000P 시스템 블록 다이어그램. 데스크톱용 칩셋과는 그 위용이 남다르다.

5000 시리즈는 5000/5100/5400 라인업이 있다. 5000 라인업에서 5000P/X는 듀얼 프로세서와 FBDIMM DDR2를 최대 쿼드 채널까지 지원해서 최대 64GB까지 메모리를 장착할 수 있다. 단, 이 64GB 구성을 다 사용할 수 있는 건 아니다. 실제 사용할 수 있는 것은 32GB 정도인데, 그 이유는 메모리를 RAID 1으로 구성하기 때문이다. RAID 구성이 없는 경우에는 32GB까지만 사용할 수 있다.

프로세서와 MCH의 연결에서는 공유 FSB를 사용하지 않고 MCH와 직접 연결을 지원한다. 이는 FSB를 공유하는 방법으로는 병목현상을 피하기 어려웠기 때문이다. 이를 해결하기 위해 프로세서마다 독립적인 연결을 지원하기에 이르렀다. 또한 메모리 컨트롤러를 쿼드 채널 로 구성하여 두 개의 프로세서가 필요로 하는 최대 대역폭을 충분히 제공이 가능했다.

MCH와 ICH의 연결에는 데스크톱에서 사용되는 DMI가 아닌 ESI 연결과 PCI Express 연결이 병행되어 쓰였다. ICH로 쓰이는 6321ESB의 경우 PCI-X 컨트롤러가 내장되어 있고, 이를 사용할 경우에는 2GB/s 수준의 ESI연결만으로는 대역폭을 맞출 수 없기 때문이다.

5000X/P는 쿼드 채널과 64GB 메모리 구성을 지원했으며, 차이점은 5000X는 PCI Express 16x를 지원했으며, 5000P는 8x 연결을 두 개 지원했다는 것이다. 하위 모델로는 5000V/Z가 있는데, V는 MCH에서 PCI Express를 지원하지 않고, Z는 8x 하나를 지원한다. 또한 메모리 컨트롤러가 듀얼 채널 구성이며, 최대 16GB를 지원하고, 메모리 RAID 구성은 제공되지 않는다.

5100 시리즈부터는 PCI Express 연결이 4x 단위로 제공되며, 이를 묶어서 8x나 16x를 제공할 수 있도록 하고 있다. 5100의 특이점이라면, PCI-X에 대한 지원이 대폭 축소되었다는 것과 ICH9R을 사용한다는 것, 그리고 지원 프로세서에 임베디드(Embedded) 시스템을 위해 코어 2 듀오 T9400을 지원한다는 것이다.

기존 서버에서 쓰여왔던 PCI-X 지원이 대폭 줄어든 만큼, PCI Express 레인이 늘어났는데, 이는 서버에서도 PCI Express 장치로 바뀌어 가는 추세를 감안한 것으로 보인다. 또 PCI Express 장치가 시장에서 호환성 측면에서 PCI-X 보다 높은 평가를 받음에 따라, 보급에 탄력이 붙은 것도 영향을 미쳤다.

5400 칩셋은 다른 칩셋에 비해 친숙하게 보일 수도 있다. 이 칩셋은 인텔이 플래그쉽급 데스크탑 플랫폼인 스컬트레일(Skulltrail)에 사용하기도 했던 칩셋이다. 스컬트레일 플랫폼은 서버용 플랫폼을 데스크톱에 어울릴 정도로 축소해서 내 놓은 플랫폼이고, 여기에 사용된 코어 2 익스트림 QX9775의 경우엔 코어 2 익스트림의 이름을 썼을 뿐이지 실제로는 제온 프로세서이다.

이 칩셋은 FSB 1600MHz의 듀얼 프로세서 구성을 지원하며, FBDIMM만을 지원한다. 칩셋 수준에서는 쿼드 채널 메모리 구성을 지원하며, 최대 128GB까지 사용할 수 있다. PCI Express는 4x 9개를 지원하며 이를 사용해 스컬트레일에서는 대칭형 크로스파이어 기술을 구현할 수 있었다.

▲ 7300 칩셋은 차원이 다른 위용을 자랑한다.

7300 칩셋은 x86에서 사용할 수 있는 최상위급 서버용 칩셋이다. 4way 지원을 위해 제온 7200/7300 시리즈를 지원하며, 최근 발표된 6코어 7400 계열 또한 이 플랫폼에서 사용이 가능하다. 쿼드코어 제온 프로세서를 4way 구성할 경우 16코어 서버를 만들 수 있으며, 6코어 7400 시리즈를 사용할 경우 24코어까지도 사용이 가능하다.

이 칩셋은 다이어그램만으로도 사람의 기를 죽일 수 있을 정도의 위용을 자랑한다. 최대 4개까지의 프로세서와 MCH의 직접 연결을 제공하며, 메모리 구성 또한 쿼드 채널로 최대 512GB를 지원한다. 물론 5000 시리즈에서 제공되던 메모리의 RAID 구성도 사용 가능하다. 2way 레벨 장비에서도 많이 쓰이지만, 상위 레벨 장비에서 표준으로 자리 잡을 정도로 빠르게 시장에 자리매김한 칩셋이다.

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