이 내용은 2cpu 사이트를 수차례 개편하기 이전에 한번 정리하여 남겨두었던 내용이나,

상당 부분 코멘트가 소실되었고, 현 시점을 반영하여 명확히 설명을 달아 둘 필요가 있을 것 같아,

게시물/답변글 삭제 방지 및 검색시 쉽게 다른 분들이 확인하실 수 있도록 답글로 남겨둡니다.

양해 부탁드립니다.

 

 

일단, Xeon CPU가 Desktop용 CPU에 비해 퍼포먼스가 떨어질 수 있다는 이야기는 사실입니다.

실제로 Xeon이 처음 나온 펜티엄2 시절부터 지적된 문제인 동시에,

그 원인중 일부는 최신 세대 제품까지 동일하게 나타나고 있기도 합니다.

 

먼저 CPU 자체의 문제점부터 요약하면

- Cache 구성의 문제

- SMP 지원 문제

- Instructions Set 구성 문제

- Interrupt 처리 방식 문제

등이 있고,

 

Intel의 CPU 런칭 전략의 문제점으로

- 라인업간 발매 시기 차별화

- 기술 공개/지원 범위 및 대상의 차별화

등이 존재하며,

 

CPU 외적인 문제로

- 지원 Chipset의 차이

- 호환 H/W의 차이

- OS의 처리 방식 차이

등이 존재합니다.

 

 

이중 많은 분들이 답변 달아주신 ECC Memory 지원 문제는 지원 Chipset(메모리 컨트롤러가 CPU에 내장되기 이전)이나 호환 H/W의 차이(메모리 컨트롤러가 CPU에 내장된 이후)에 기인한 부분이며, 그 밖에 정말 다양한 원인으로 인하여 Xeon Processor는 성능이 떨어질 수 있습니다.

 

Cache 문제를 먼저 말씀드리면,

현재 범용적으로 사용되는 x86 기반의 머신들은 폰노이만 아키텍처(Von Neumann architecture)를 기반으로 한 전통적인 설계 방식을 근간으로 개선되어 왔고, 이 아키텍처의 연산 처리 방식은 CPU에서 가까운 메모리부터 참조하도록 되어 있습니다. L1(여기서 L1 Cache는 Instruction set이 존재하는 영역이 아닌 Data 영역을 의미), L2, L3 등 CPU 내부 캐쉬를 우선으로, Memory 영역, OS가 지정한 가상 메모리 영역, 그다음 디스크 등 저장장치 순으로 Access를 하게 되는데, CPU가 원하는 데이터가 가까운 곳에 있을 수록 처리가 빨라집니다. CPU 처럼 고속의 캐쉬 영역이 크면 클수록 성능에는 사실 유리합니다만, 게임 등 데스크탑에서 사용되는 프로그램들은 상대적으로 캐쉬가 작은 데스크탑 환경에서 최적의 성능을 낼 수 있도록 최적화하여 프로그램을 만들게 됩니다. 그러다보니, 캐쉬가 아무리 빠르더라도 캐쉬에 존재하지 않을 정보조차 캐쉬를 모두 스캔한 뒤 다음 단계로 넘어가기 때문에, 이만큼 시간이 더 소요되는 상황이 발생할수 있게 됩니다. 물론 이런 요소들을 개선하기 위한 노력도 최근 프로세서에서는 상당수 반영이 되었구요.

 

그다음 SMP 지원 문제는,

싱글 전용 프로세서와 멀티(듀얼 혹은 쿼드 등) 프로세서를 지원하는 프로세스는 코어 설계에 차이가 있습니다. SMP는 멀티 프로세서간 처리를 지원하는 여러가지 방식중 하나인데, 인텔의 경우 SMP를 제품간 차별화에 이용을 했었습니다. 1CPU가 1Core/1Thread였던 과거에는, 싱글용으로 제작된 데스크탑용 혹은 워크스테이션용 프로세서와, Xeon DP, Xeon MP를 필요에 따라 의도적으로 구분하여 필요로 하는 수요층에 더 높은 가격대를 요구했던 것이죠. 요즘처럼 Multi-core, Multi-thread 시기에는 OS와 게임들이 그러한 변화에 대응하고 있으나, 과거의 게임들은 1Core/1Thread를 기준으로 만들어졌었기 때문에, 상대적으로 SMP를 지원하는 프로세서와 OS에서는 CPU가 더 있든 하나만 있든 SMP 처리를 위해 예약된 부분 만큼 성능 차이가 존재할 수 있었습니다.

 

Instruction Set 지원 문제와 Interrupt 처리 방식 차이는,

사실 과거의 Xeon은 데스크탑용 CPU와 다른 코어로 제작되었기 때문에 발생한 부분입니다. 시장이 다르고 목적이 다르다보니, 애초부터 다른 설계를 가지고 개발을 했던 것이고, 같은 microprocessor architecture를 채용했다 하더라도 최종적으로 생산된 Core는 다르게끔 의도되었습니다. 멀티미디어 처리를 위한 연산자들이 경쟁적으로 개발되던 시기에는 인텔과 AMD, VIA 등 프로세서 제조사 간에, 혹은 인텔 내에서라도 데스크탑용과 서버용 Xeon 간에도 연산자셋 적용시기를 달리 하였고, 칩셋과의 호환성이나 BUS구성의 특이성으로 인하여 인터럽트 처리 방식도 조금씩 달리 하였었습니다. 이 부분은 위에 먼저 설명한 다른 두가지 요소처럼 명확히 게임이라는 S/W에 국한되어서는 표현이 어렵지만, 때에 따라서는 게임이 어느 엔진을 사용하였느냐에 따라서 극악의 성능 차이가 나타날 수도 있는 요소들이 상당수 있습니다. 물론 요즘 CPU와 게임들은 이런 고민을 할 이유가 없습니다. 수치처리보다는 화면처리쪽의 비중이 더 커지다보니 CPU보다는 GPU에서 병목현상이 더 많이 나타나고 있기 때문입니다.

 

라인업간 발매 시기의 차별화는,

인텔이 채택한 마케팅 전략중에 하나인 동시에 데스크탑 시장을 서버를 위한 testbed로 활용한 목적이 강한데요. 안정성이 입증되지 않은 새로운 설계를 모든 라인업에서 동시에 출시하기 보다는, 데스크탑 먼저 출시하여 반응을 보고 충분한 검증을 거쳐, Xeon DP, Xeon MP용을 한단계씩 늦게 출시합니다. 요즘도 하이엔드 데스크탑과 메인스트림 라인업이 가장 먼저 출시되고, 위아래로 퍼져가는 모양새가 나타납니다. 물론 과거 몇차례는 데스크탑용 설계가 서버에 적절치 않다는 사실을 조기에 발견하고 실험적으로 Xeon 설계를 변경하거나 Xeon 라인업을 늘렸던 사례(Sossa man 코어 등)도 있었구요. 그러다보니, 동시대의 제품은 1코어만 기준으로 보면, 상대적으로 데스크탑용 CPU가 성능면에서 더 앞서고, Xeon 계열이 이전 세대 코어이거나 그보다 더 이전 세대의 코어인 경우가 나타납니다. 즉, 일반 사용자 입장에서는 더 비싼 제온이 구세대의 코어여서 성능이 떨어지는 것 처럼 보이는 일종의 착시효과도 있었습니다. 이 부분이 제온이 게임 성능이 떨어진다고 보편적으로 알려지게 된 가장 큰 원인입니다.

 

기술 지원/공개 범위 및 대상의 차별화는,

생산상의 특허 등 핵심 기술 정보를 제외한 CPU 활용을 위한 기술 정보를 데스크탑용 CPU에서는 대중에 공개하는 것과 달리, Xeon이나 Itanium등 특수 시장을 겨냥한 CPU는 전략 파트너사에만 공개하는 점에 차이가 있습니다. 컴파일러가 성능에 지대한 영향을 주던 시기에는 플랫폼 별로 컴파일러도 고가에 구입해야하는 중요한 라이센스였고, 이 자격 자체를 제한하거나 냉전시대의 영향으로 판매국가 자체를 제한하는 경우도 있었습니다. 내용만 보면 무척 오래전 이야기 인 것 처럼 생각되겠지만, 컴파일러를 비롯한 개발 환경이 안정화된 것이 그렇게 오랜 이야기가 아니라, 불과 10년이 채 되지 않은 부분이고, 상당 부분은 인텔이 자사의 프로세서를 위한 컴파일러를 무료 혹은 염가에 공개하기 시작한 펜티엄3/4 이후 시기에 이루어졌습니다.

 

지원 Chipset과 호환 H/W의 차이도 사실 중요한데요.

인텔 CPU용 칩셋의 경우 지금은 3rd party chipset들이 대부분 자취를 감추었지만, 과거에는 인텔도 칩셋 안정화 수준이 다소 낮았고, 다른 회사의 칩셋도 비슷한 실정이다보니, Intel 칩셋 외에도 저가/보급형 목적의 ALi 칩셋이라든가, 다기능을 목적으로한 VIA 칩셋, 서버/웍스용으로 펜티엄3 시대에 절정을 지난 Serverworks 칩셋 등이 높은 시장점유율을 보여주었습니다. 문제는 Xeon을 지원하는 칩셋들이 과도하게 안정성에 역점을 두고 개발되다 보니, Chipset 자체의 성능이 떨어지는 아이러니한 현상들도 나타나게 되었고, 여기서 시작된 부분이 ECC 메모리, ECC/REG 메모리, FB 등 버퍼와 오류처리에 대한 부분이 있습니다. 단지 메모리 뿐만 아니라 데스크탑이 EIDE 하드디스크를 사용하던 시기에 Xeon 플랫폼에서는 SCSI를 주로 사용하는 등, I/O 측면에서도 많은 차이가 있었던 점이 큰 차이일 것입니다. 물론 메모리 기반인 SSD로 변화한 현 시점에서 SAS, SATA에 대한 대역폭 차이는 큰 의미가 없어졌다고 생각할 수도 있지만, 디스크 회전속도와 버퍼 메모리에 의해 성능에 큰 영향을 주었던 시기에는 이 역시 중요한 부분중 하나였습니다.

 

OS 측면에서는,

커널의 차이와 멀티 프로세싱 처리 방식에 큰 차이가 있는데, 과거에는 win 3.1 부터 계승된 16비트 커널과, nt 커널의 차이가 가장 컸고, OS의 버전에 따라 MS가 지원 Core 혹은 CPU 수에도 제약을 두었기 때문에, XP 에서 그 부분이 중도에 해제되기 전까지는 심지어 데스크탑용 CPU에 맞는 OS와 Xeon용 OS가 아예 다른 상황이 빈번했지요. 펜티엄4의 HT도입, AMD의 Native Dual-code도입이나 Intel의 멀티코어 Packaging같은 멀티코어 시대 도래에 따라, 멀티코어/멀티스레드/멀티프로세서가 혼재된 환경을 하나의 OS에서 공식적으로 지원하게 된 XP Professional SP2 이후에야 비로소 동일 환경에서 비교가 가능해 지게 된 점도, Xeon CPU에 대한 일종의 의혹을 남긴 원인이기도 합니다.

 

지금까지의 이야기는 대부분 과거의 이야기입니다. 그러나 일부 정책적인 측면이나 기술적인 현상은 지금도 나타나고 있기도 합니다. 동일 아키텍쳐의 동일 스펙(클럭, 캐쉬, 대역폭 및 스태핑 등)의 코어만 놓고보면 동일하다고 생각되는 부분도, 조금 넓게 보면 CPU나 칩셋의 범주에서는 상당부분 차이가 발생할 요소들이 많아지게 됩니다. 물론, 실제로 아예 동일한 제품을 이름만 다르게 출시하는 경우도 있습니다. 예를들어 과거 Core2 Duo E6300~E6700 4개 모델과, Xeon 3040~3070 4개 모델은 모델명만 다를 뿐, 소켓 규격까지 완벽하게 동일한 제품입니다. 유일하게 다른 점은 CPU인식을 위한 Microcode와 가격만 다르게 부여하였다는 점이었죠.