Havendale 과 Lynnfield 로 Nehalem을 보급화시키려는 Intel

■고토 히로시무의 Weekly 해외 뉴스■

Havendale와 Lynnfield로 Nehalem를 단번에 침투시키는 Intel

● 코어수&주파수에 대한 가격은 거의 Core 2 와 같은 범위

　Intel은 8월 19~21일에 미 샌프란시스코에서 개최한 기술 컨퍼런스 「Intel Developer Forum(IDF)」에서 차기 CPU 「Core i7(Nehalem:네할렘)의 메인 스트림판 쿼드코어 「Lynnfield(린필드)」와 듀얼 코어 「Havendale(해븐데일)」을 내년(2009년) 중반에 투입하는 것을 공식화 했다. 현재 Intel의 데스크탑 CPU 로드맵은 아래대로 내년 제 3/ 4분기에는 Nehalem 마이크로 아키텍쳐가, 메인 스트림 세그먼트(segment)의 전역과 밸류 세그먼트(segment)의 일부에까지 먹혀든다.

데스크탑 CPU 비교

데스크탑 CPU 로드맵

Nehalem 패밀리의 내부 구성

　가격 라인으로 말하면 최초로 투입되는 쿼드코어판 「Bloomfield(볼룸필드)」는 최상정도의 Extreme 브랜드계의 SKU(Stock Keeping Unit=상품)가 3.2GHz(8MB/QPI 6.4Gtps/DDR3-1066)로, 전통적인 최상정도 가격인 999 달러. Core 2 Extreme QX9650(3GHz/12MB/FSB1333)와 동레벨로, 특례적으로 고가격인 QX9770/9775 (3.2GHz/12MB/FSB1600)의1,399/1, 499 달러보다는 싸다.

　그 아래의 퍼포먼스 세그먼트(segment)의 SKU가 2.93GHz(8MB/QPI 4.8Gtps/DDR3-1066)로 500 달러대 중반. 이 2.93 GHz판은, Core 2 Quad Q9650(3GHz/12MB/FSB 1,333MHz)와 거의 같은 가격 라인에 온다. 최하정도의 2.66GHz(8MB/QPI 4.8Gtps/DDR3-1066)는 300 달러로 하락할 예정으로, 가격 라인으로서는 300 달러 조금의 Q9550(2.83GHz/12MB/FSB 1,333MHz)와 260 달러대의 Q9400(2.66GHz/6MB/FSB 1,333MHz)의 정확히 사이에 온다.

　가격과 동작 주파수를 보면 일목 요연해 Nehalem는 Core 2계와 거의 같은 주파수로 동레벨의 가격으로 설정되어 있다. 동가격대로 Core 2로부터 Nehalem에의 확장이 덤이라고 하는 위치설정이다.

　메인 스트림 쿼드코어의 Lynnfield는, Bloomfield 보다 더 낮은 가격대까지 커버한다. 가격은 아직 나와 있지 않지만, 최하정도의 메인 스트림판은, 현재의 Core 2 Quad의 최하정도의 Q8200(2.33GHz/4MB/FSB 1,333MHz)와 동레벨의 가격, 동레벨의 주파수가 되는 것이 예상된다. 라고 하면, 200 달러 전후의 가격이 될 것이다.

　쿼드코어의 Havendale는, 한층 더 아래의 가격대를 커버한다. 최하정도의 SKU는, Pentium Dual-core계의 E5200(2.5GHz/2MB/FSB 800MHz)와 동일한 정도의 가격대가 된다고 추정된다. 다만, Havendale는, CPU 자체에 그래픽 통합 칩 세트 「GMCH」의 기능을 통합하고 있다. CPU 단체에서는 이 레인지의 가격은 100 달러를 밑돌지만, 실제의 Havendale의 가격 설정은, GMCH 포함으로, 그것 보다 약간 높아진다고 추정된다.

● 쿼드코어에의 이행은 200 달러 라인으로 멈춘다

　로드맵의 흥미로운 것은 CPU 코어수의 천이다. 로드맵 그림중의 푸른 라인이 CPU 코어수의 경계 라인이다. 2006년 제 4/4분기의 곳부터 끌리고 있는 파랑 라인이, 「듀얼 코어→쿼드 코어」의 경계를 나타낸다. 실제로는, 대부분의 가격 세그먼트(segment)로 당분간은 듀얼 코어와 쿼드 코어가 오버랩 하기 위한(해), 엄밀하다고는 말할 수 없다. 그러나, 코어수의 변환 시기의 기준으로는 될 것이다.

　푸른 라인으로 깨닫는 것은, 쿼드 코어의 침투가 메인 스트림 PC의 반으로 꼭과 멈추는 것이다. 쿼드코어는, 200 달러 전후의 가격대에까지 내리지만, 여기에서 앞은 움직이지 않는다. 200 달러의 화선을 넘어, 쿼드 코어가 아래의 가격 세그먼트(segment)에 부쩍부쩍 침투하는 것은 없을 것 같다.

　이것을 「싱글 코어→듀얼 코어」의 이행시와 비교하면 차이는 명료하다. 그림중으로 2005년의 제2/4분기부터 끌리고 있는 파랑 라인이 듀얼 코어에의 이행 라인이다. 일목 요연과 같이, 듀얼 코어 경계는 단계적으로 자꾸자꾸 아래의 세그먼트(segment)에 내려 가, 지금은 최하정도의 밸류 CPU를 제외하면 듀얼 코어로 바뀌고 있다. 하지만, 쿼드 코어는 그러한 길을, 적어도 당분간은 더듬지 않는 것 같다.

　이유의 하나는 제조 코스트이지만, 그 이상으로, 밸류 세그먼트(segment)의 용도를 생각하면 쿼드 코어의 이점이 작은 일을 들 수 있다. 현재 상태로서는, 밸류 세그먼트(segment)를 쿼드화해도 지지를 얻을 수 있다고는 생각되지 않는다. 그것보다, 다이가 남는다면, GPU 코어를 통합해 시스템 코스트를 내리는 편이 유리한 계책이다. Havendale에서는, GPU 코어는 CPU와 동다이는 아니지만, Intel는 장래적으로는 GPU 코어를 CPU 다이에 통합한다고 설명하고 있어, 일정가격 이하의 세그먼트(segment)는 그러한 방향을 향할 가능성이 높다.

　즉, 범용적으로 사용할 수 있는 데이터 병렬 프로세서 코어가 성립하고 있지 않는 현재 상태로서는, 메인 스트림 상위에서 위의 세그먼트(segment)에서는, 범용 CPU 코어를 늘려, 안전하게 성능을 번다. 그것보다 아래의 세그먼트(segment)에서는, GPU의 통합화로 코스트면에서의 이점을 내 간다. 그러한 전략을 취할 가능성도 있다.

● CPU 코어수의 파생으로 단번에 넓은 시장을 커버

　이제 1개의 이행의 포인트는, CPU 마이크로 아키텍쳐의 이행이다.  로드맵 그림중의 붉은 라인이 CPU 마이크로 아키텍쳐의 경계 라인이다. 금년(2008년) 제4 4분기의 곳에 끌리고 있는 빨강 라인이, 「Core 2→Nehalem」의 CPU 마이크로 아키텍쳐의 경계를 나타낸다. 이쪽도, 당분간은 신구 아키텍쳐가 오버랩 하기 위한 엄밀하다고는 말할 수 없지만, 기준이 된다.

　이전에는, 메인 스트림 PC세그먼트(segment)만으로도, CPU 마이크로 아키텍쳐의 변환에 1년 이상 걸리고 있었다. 이유는 간단해, CPU의 die size(반도체 본체의 면적)가 메인 스트림 시장의 로앤드에 피트할수록 작아지려면 , 제조 프로세스 기술의 이행이 필요했기 때문에다. 신기술을 투입하는 새로운 마이크로 아키텍쳐의 CPU의 다이(반도체 본체)는 대형이다. 그 때문에, 제조 코스트가 비싸고, 퍼포먼스 세그먼트(segment)로부터 메인 스트림의 상급 제품에까지 밖에 피트하지 않았다. 메인 스트림이나 밸류 시장에 닿게 하려면 , 1년의 프로세스 이행으로 다이를 작게 하고 갈 수 밖에 없었다.

　그러나, CPU가 멀티 코어화한 현재는, 같은 마이크로 아키텍쳐의 CPU 코어를 사용해, CPU 코어수가 다른 바리에이션을 만들 수가 있다. 그 때문에, 마이크로 아키텍쳐를 쇄신 해, 퍼포먼스전용 CPU의 die size가 커져도, 하위의 시장용에는 CPU 코어수를 줄이는 것으로 die size를 줄인 저비용판을 만드는 것이 가능해졌다. 혹은, 그 반대로 상위의 시장용으로 2개의 CPU 코어를 MCM(Multi-Chip Module)로 1 패키지에 봉지해, 보다 CPU 코어수를 늘린 버젼을 만드는 일도 가능해졌다.

　Intel은 NetBurst(Pentium 4) 마이크로 아키텍쳐의 말기부터 이 수법을 취하기 시작해 Core 2 패밀리에서는, 쿼드 코어로부터 싱글 코어까지의 수직 전개를 실현했다. Nehalem도 같이 쿼드 코어의 최초의 세대의 Nehalem로부터, 듀얼 코어의 Havendale를 파생시켜, 메인 스트림에 침투시킨다. 거기에 따라, 비교적 조기에 상하의 시장에의 전개를 행한다.

die size 이행도

● 메인보드 코스트를 내리는 Lynnfield

　또, 보다 염가판의 쿼드 코어 CPU로서 메인보드와 칩 세트의 코스트를 내릴 수가 있는 Lynnfield를 투입한다. 최초의 Nehalem인 Bloomfield는, 칩 세트가 2 칩 구성의 X58계로, 고속의 QuickPath Interconnect(QPI) 인터페이스로 칩간을 접속해, 배선이 어려운 3 채널 DDR3를 갖춘다. 그 때문에, CPU 뿐만 아니라, 메인보드의 코스트가 비싸져 버린다.

　그에 대해, 새로운 Lynnfield는, QPI로 바뀌어 PCI Express Gen2 x16를, 3 채널 DDR3로 바뀌어 2 채널 DDR3를 갖춘다. 대응하는 칩 세트는 「Ibex Peak PCH (Platform Controller Hub)」로 원칩 구성이 된다. 그 때문에, 메인보드 코스트를 낮게 억제하는 것이 가능해진다.

PC전용 Nehalem

Intel의 데스크탑전용 칩 세트

IDF로 공개된 Lynnfield의 웨이퍼

　다만, CPU 자체의 코스트는 Bloomfield에 대해서 감소할지 어떨지 모른다. IDF로 공개된 Lynnfield의 웨이퍼를 보면 세로에 22개 미만, 옆에 13개강(엣지에서 분단 되고 있는 부분을 포함해)의 다이가 배치되어 있는 것처럼 보인다. 계산상에서는 die size는 약 300평방 mm를 넘어 버린다. 1년전의 Bloomfield의 웨이퍼는, 세로에 22개, 옆에 15개(분단 부분을 포함한다)가 배치되고 있었다. 제품판 다이에서도 같이라고 하면, Lynnfield는, Bloomfield보다10%만큼 다이가 크게 된다.

　현재로서는, 이 이유는 모른다. 모바일도 동다이로 커버하는 Lynnfield에서는, Bloomfield와 비교해 전력 절약 회전이 강화되고 있을 가능성도 있다.

● 아래에의 전개는 슬로우인 Nehalem

　Nehalem의 메인 스트림에의 전개는, 비교적 빠르다고는 말해도, Core 2와 비교하면 슬로우 페이스다.

　전회의 아키텍쳐 체인지인 「NetBurst→Core 2」시에는, Core 2계의 Conroe(콘로) 코어가, 2006년 제 3 4분기의 등장과 함께 메인 스트림 세그먼트(segment)까지 침투했다. 2006년 제 3 4분기의 곳에 끌리고 있는 빨강 라인이 그것이다. 다음 2007년 제 2 4분기에는 밸류 세그먼트(segment)의 로앤드까지 Conroe계에 바뀌었다. NetBurst→Core 2에서는, 1년에 극적인 전개를 완수했다.

　그에 대해, 이번 「Core 2→Nehalem」의 CPU 마이크로 아키텍쳐 전환은, 거기까지 급격하지 않다. 내년(2009년) 중은 밸류 세그먼트(segment)의 거의는 Core 2계인 채 남겨져 Nehalem는 침투하지 않는다.

　이유는 명료해, Core 2로 Nehalem에서는, 포커스 하는 타겟이 다르기 때문에다. Core MA는, 최초로 메인 스트림 PC&모바일 PC전용의 듀얼 코어 CPU가 투입되어 거기로부터 밸류전용의 싱글 코어 CPU를 파생시켜, 퍼포먼스 PC나 볼륨 서버전용의 쿼드코어 CPU는 다이를 신설계 하지 않고 MCM로 만들었다.

　그에 대해, Nehalem는 퍼포먼스 PC&볼륨 서버전용으로 최적화한 쿼드 코어를 최초로 투입. 메인 스트림 PC&모바일 PC전용의 듀얼 코어와 MP서버전용의 오크타코아를 신규 다이로 파생시킨다. 밸류 레인지에의 전개는 늦지만, 위에의 전개는 빠르다.

　Core 2는, 원래 모바일 CPU전용으로 설계하고 있던 것을 서버에까지 발전시켰다. 그에 대해, 고급 지향으로부터 공격하는 전통적인 데스크탑&서버 CPU의 전략에 따른 Nehalem에서는 포커스가 다르다.

초점이 다른 Core MA와 Nehalem

● 장래의 GPU 코어 통합을 응시한 Havendale와 Ibex Peak

　Havendale는, 듀얼 코어판의 Nehalem와 그래픽 통합 칩 세트 GMCH(Graphics Memory Controller Hub)를 원 패키지에 납입한 MCM다. CPU 코어는 4 MB의 공유 캐쉬를 탑재해, QPI로 GMCH 다이와 고속 접속하고 있다. GMCH 다이에게는, 듀얼 채널 DDR3 인터페이스, PCI Express Gen2 x16, GPU 코어, DMI 인터페이스등이 실장되고 있다. 패키지는 Havendale가 「LGA1160」로, 이것은 Lynnfield도 마찬가지다.

　Havendale에서는, GPU 코어는 CPU 코어와는 별다이다. 그러나, 칩 세트 Ibex Peak의 사양을 보면 Intel이 GPU의 네이티브 통합을 생각하고 있고 있는 일도 시사되고 있다. 아날로그 부분을 포함한 디스플레이 콘트롤러 부분이 전부, GMCH로부터 Ibex Peak 측에 옮겨지고 있기 때문이다. Havendale측의 GPU 코어로부터, 디지털 아웃 전용의 인타코네크트 「FDI(Flexible Display Interface)」가 Ibex Peak의 디스플레이 콘트롤러에 접속되고 있다. 이 설계는, CPU 코어에 GPU 코어를 통합할 때에, 곤란이 큰 아날로그 회로의 CPU(고속 디지털)에의 통합을 피하기 때문에라고 추측된다.

Havendale의 아키텍쳐

시스템파티쇼닝의 변화