‘스피드 데몬’으로 불리는 새로운 마이크로프로세서들이 탄생하고 있다. 올 여름엔 1Ghz의 인텔 펜티엄 III와 AMD의 애슬론을 장착한 컴퓨터들이 출시될 예정이며, 연말에 인텔사에서 코드명 ‘윌라메트’로 알려진 프로세서가 출시되면 속도 경쟁이 한층 가속화될 전망이다.
인텔측은 1.5Ghz의 속도를 지닌 윌라메트가 현재의 고속 펜티엄 프로세서 제작에 사용되는 0.18미크론 기술로 제작될 것이라고 밝혔다. 그러나 명령을 내리는 여러 신기술이 추가되어 디지털 비디오와 다른 응용 프로그램들이 부드럽게 실행된다는 것. 예를 들어, 새 프로세서는 3GHz의 속도로 작동하는 별도의 내부 연산 유닛과 400MHz의 데이터 버스, 그리고 20단계의 파이프라인을 통해 보다 많은 명령어들을 더 빨리 처리 할 수 있다.
한편, 수년 앞을 내다보고 있는 IBM사의 연구원들은 기존의 0.18미크론 마이크로프로세서 기술을 사용해 800MHz CPU보다 다섯 배나 빠른 무려 4.5GHz의 실험용 칩 제작에 성공했다. 그들은 ‘인터럭트 파이프라인드 상보성금속산화막반도체(CMOS)’라고 불리는 새로운 프로세서 설계 기술에 기반한 스탠더드 실리콘 트랜지스터를 사용하여 이 같은 성과를 올렸다.
이 새로운 기술이 값비싼 냉각 기술을 요구하거나, 아니면 좁은 공간에 더 많은 트랜지스터를 집적해야 하는 것을 의미하는 것은 아니다. 상상을 초월하는 이 속도 향상은 분산 클럭 설계 방식의 결과이다. 기존의 프로세서에서는 단일 클럭이 칩의 동작을 동기화해 모든 명령어들이 한 사이클 내에 완료된다. 하지만 다음 사이클이 시작되기 전에 모든 명령어들의 실행이 완료되어야 하므로 프로세서의 속도는 결국 가장 느린 작업을 마치는 데 걸리는 시간에 좌우된다는 것을 의미한다.
한편, IBM의 ‘인터럭트 파이프라인드 CMOS’설계 방식은 단일 클럭 대신 여러 개의 독립된 클럭을 사용한다. 따라서 프로세서의 일부 회로가 속도가 느린 연산이 완료될 때까지 기다리지 않고 빠르게 진행된다. IBM의 연구원 스탐 슈스터는 “인터록킹에 필요한 오버헤드를 최소화한 것이 이 설계 방식의 특징이다”며 “전력 소비도 반으로 줄일 수 있었다”고 덧붙였다.
그렇다면 4.5GHz 프로세서의 장점은 무엇일까? 슈스터는 현재의 소프트웨어가 매우 빠른 속도로 실행된다는 것과 더불어 새로운 응용분야를 꼽는다. 예를들어, 사람의 음성이나 필기체 인식, 고도의 컴퓨팅이 필요한 작업 등은 현재의 데스크톱 컴퓨터에서 실행하기에 무리가 있다는 것. 하지만 4.5GHz 이상의 속도를 내는 시스템은 고속 인터넷 서비스를 통해 전자메일을 주고받고, 최신 가요를 내려 받는 동시에 사용자의 명령도 쉽게 이해한다는 것이다.
새로운 칩 설계방식이 정착되기 까지는 대개 수년 정도가 걸리므로 이번 크리스마스 시즌엔 몇 기가헤르츠로 작동하는 컴퓨터를 기대하는 것은 무리같다. 그때까지는 인텔이나 AMD의 1GHz 컴퓨터로 만족해야 할 것 같다.
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