듀얼코어 쿼드코어 헥사.옥타.도데카...등등 멀티코어에 대한 개념과 차이

아직까지도 듀얼코어 쿼드코어 옥타코어 헥사코어 등등 멀키토어 프로세서 (CPU) 에 대해서 

그 성능에 대해 궁금(?)해 하거나 다소 선입견을 가지고 있는 이들이 많아서 한번 정리해 본다.

 

 

 

 

CPU 의 발전과정을 보면 2000년대 초중반까지 CPU 의 성능은 클럭속도를 올리는 방향이었다.

즉 얼마나 빠르게 속도를 올려서 같은 시간에 데이타를 더 많이 처리하느냐..였다.

흔히 2.0GHz 다 2.8GHz 다 3.4GHz 다...라고 표시되는 것이 바로 클럭속도다.
당연히 같은 조건에서 클럭속도가 빠르면 더 성능이 좋다...라는건 자명한 사실이다.

하지만 이 클럭속도를 올리는 것에는 분명한 한계점이 있다. 가장 큰 이유는 바로 발열이다.

같은 조건에서 클럭속도를 끝없이 올리다보면 필연적으로 발열이 증가할 수 밖에 없고 이를 위해 강력한

쿨링 시스템이 동반될 수 밖에 없다. 흔히 일반 가정용 컴퓨터의 냉각을 위해 거대한 쿨러나 심지어

수냉식 쿨링 시스템까지 등장한건 바로 이 때문이었다. 인텔의 펜티엄 시리즈중 '프레스캇' 라인업은

그야말로 쿨럭 상승과 발열의 정점이었다. 오죽하면

'아버님 댁에 프레스캇 하나 놔드려야겠어요.' 라는 패러디 조롱까지 있었을까. ^^

인텔 펜티엄 프레스캇에 대한 유머들 = http://bittalk.org/thread85898.html 

아무튼 그래서 클럭 상승만으로 CPU 의 성능을 올리는 것에 한계점에 도달하자 인텔이나 AMD 같은 

CPU 제조사들에서는 하나의 CPU 에 두개 이상의 코어를 탑재하는 멀티코어 기술로 전환하게 된다.

보통 멀티코어와 싱글코어에 대해 힘쎈(높은 클럭) 한명과 보통인(낮은 클럭) 여러명 이라고 표현하기도

하는데 사실 그건 별로 정확한 표현이 아니다. 더 적절한 비유라고 한다면 1차선 도로냐 2차선 4차선

도로냐의 차이라고 하는게 맞다고 할 수 있을 것이다. 같은 시간에 얼마나 많은 차량을 지나가게 할 수

있느냐의 차이라고 할 수 있는것이다. 1차선보다는 2차선이 2차선보다는 4차선.8차선이 더 쾌적할 것이다

성능적으로 말하자면

멀티코어는 자동차의 엔진 형식과 가장 비슷하다 고 말할 수 있다. 

 

자동차에 조금 관심이 있으신 분들이라면 단기통.2기통.4기통.6기통 이라는 표현을 잘 알고 있을 텐데. 

멀티코어 CPU 도 같은 개념이다. 하나의 엔진에 더 많은 벨브가 들어가면 더 고출력의 엔진이 되는 것처럼

기본적으로 CPU 도 하나의 CPU 에 더 많은 코어가 들어가면 더 고성능이 되는것이다.

당연히 싱글코어보다는 듀얼코어가 더 빠르고 강력하게 일을 처리할 수 있고 듀얼코어보다는 쿼드코어(4core) 가

더 빠르고 강력하며 쿼드코어 보다는 헥사코어(6core) 헥사코어 보다는 옥타코어(8core) 가 더 좋다.

현재까지 단일 CPU 에 멀티코어로는 옥타(8core) 를 넘어서서 도데카(12core) 와 옵테론(16core) 까지 발전했다.

뭐 강력한 기업형 서버 시스템과 같은 특별한 시스템이 아니라면 아직까지는 보통 쿼드코어(4core) 까지가 일반적인

개인용 컴퓨터의 고성능 CPU 라고 할 수 있다. 

그렇다면 과연 싱글.듀얼.쿼드의 성능차이가 얼마나 될까?

이론적으로는 당연히 많은수록 좋지만 실질적으로는 그 차이를 체감할 수 있기도 하고 없기도 하다.

먼저 가벼운 일상적인 작업에서는 사실 듀얼이냐 쿼드냐의 차이를 느끼기는 어렵다. 일반적인 웹서핑이나

음악듣기 동영상 보기(HD급) 정도같은 작업에서라면 듀얼이나 쿼드나 실질적으로 차이는 거의 느끼지 못한다.

이유는 어차피 그정도의 작업에서는 듀얼코어나 쿼드코어나 충분한 성능 범위안에 있기 때문이다.

일반적인 시내 도로 주행 (60~80km 내외) 을 하는데 경차나 중형차나 스포츠카나 어차피 비슷할 것이다.

오히려 연비가 높은 (연료 소모가 적은) 경차가 더 오래 탈 수 있다는 장점도 있다. CPU 도 똑같다.

싱글코어보다는 듀얼코어가 그리고 그보다는 쿼드코어가 당연히 더 많은 배터리를 소모하게 된다.

똑같은 일반 시내주행 (웹서핑) 을 한다고 해도 경차(싱글코어) 의 연비가 15km 라면 중형차(듀얼코어) 의 

연비는 11km 정도이고 대형차(쿼드코어) 의 연비는 7-8km 정도로 떨어질 것이다. 같은 양의 연료(배터리) 를

가지고 있더라도 갈 수 있는 거리 (사용시간) 은 경차 > 중형차 > 대형차 순이 되는 것이다.

그럼 실질적으로 듀얼코어나 쿼드코어나 그 차이가 없다는 말일까? 그렇지는 않다.  

만약 엔진의 힘을 충분히 낼 수 있는 고속도로로 나간다면 경차와 중형차 대형차와의 차이는 확연해 질 것이다.

마찬가지로 고성능을 요하는 작업이라면 멀티코어 CPU 의 능력은 충분히 발휘될 수 있다. 

대표적으로 고화질 동영상의 인코딩이나 랜더링같은 작업이 있을 수 있겠다. 

                       멀티코어 프로세서는 항상 CPU 의 코어를 모두 사용하는게 아니라 필요할때마다 적정한 만큼의
                       CPU 코어를 활성화 시킴으로서 각 작업의 퍼포먼스에 맞는 성능을 보여주는 개념이다. 

 

또한 일반 시내 도로를 달리는 경우라고 하더라도 여러사람을 태우고 짐을 많이 싣고 가는 경우라면 이야기가

달라진다. 한번에 여러개의 인터넷 창을 띄우고 동영상도 보면서 음악도 듣고 문서 편집까지 한다라고 생각

하면 더 강력한 힘을 가지고 있는 대형차(멀티코어 CPU) 가 힘겹지 않고 여유롭게 달릴 수 있다.

여기서 잠깐 램(RAM) 에 대해서 말할 필요가 있을 것이다.
보통 다중작업을 위해서는 CPU 뿐 아니라 RAM 용량도 매우 중요한 요소라고 말한다. 맞다.
다중작업을 원활하게 하기 위해서는 여유있는 RAM 용량도 필수적인 요소다. 하지만 이 RAM 용량의 개념은
자동차의 실내공간 으로 비유할 수 있다. 같은 소형차라도 동급 차량에 비해서 넓은 실내 공간을
가진 차량이라면 여러사람을 태우거나 짐을 싣어도 쾌적할 것이다. 반면 아무리 대형차라도 실내 공간이 좁다면
불편 할 수 밖에 없다. 하지만 아무리 실내 공간을 높이려고 해도 소형차라면 근본적인 한계가 있다.
소형 엔진을 가진 대형 리무진...이라면 많은 사람이 타고 짐을 많이 싣을 수는 있겠지만 그래봐야 제대로 갈 수가
없게 될 것이다. (CPU 에 따른 램 용량 증설의 한계성) 

더 많은 멀티코어 CPU 는 그렇기에 더 낮은 코어의 CPU 보다 분명히 쾌적한 성능을 보여준다.
단 그 조건은 한번에 다양한 작업을 많이 하거나 하드한 작업을 할때 즉 그만한 성능이 필요할때라는 말이다.

사실 현재까지 듀얼코어 정도라면 일상적인 컴퓨팅을 하는데 있어서 불편함을 느끼기는 매우 어렵다.

본인이 현재 가지고 있는 컴퓨터 (Mac 기준) 들 중에 가장 낮은 성능의 컴퓨터는

구형 맥미니 (core 2 Duo 2.0GHz / 2GB RAM) 와 구형 15인치 맥북프로 (Core 2 Duo 2.15GHz / 2GBRAM) 가 있다.

5-6년이나 된 이 구식(?) 듀얼코어 시스템으로도 일상적인 컴퓨팅에서는 전혀 불편함을 느끼지 않는다.

웹서핑이나 왠만한 문서작업은 물론이고 30~40GB 이상되는 Frull HD 블루레이 원본 동영상도 전혀 끊김없이 잘 볼 수

있다. 일반적인 720p 동영상 같은건 뭐 말할것도 없다. 고사양 3D 게임같은건 그래픽카드의 문제로 거의 불가능

하겠지만 '카트라이더' 정도의 캐쥬어러 3D 게임이라면 전혀 문제가 없다.

하지만 분명 성능에 따른 차이는 확연하게 존재한다.

본인이 현재 가지고 있는 컴퓨터 (Mac 기준)  들 중에 가장 최신.고사양 인 컴퓨터들은 

2011년형 맥북프로 17인치 (core i7 2.4GHz / 8GB RAM) 와 2010년형 맥프로 (Xeon 2.66 GHz 6core X2 / 64GB RAM)

이다. 맥북프로는 4코어 8스레드 CPU 이고 맥프로는 12코어(6코어 x2) 24스레드를 가지는 CPU 들이다.

앞서 2007년형 맥미니와 2006년형 맥북프로로도 일상적인 컴퓨팅에서는 전혀 불편하지 않다고 이야기 했는데.

이 최신형(?) 컴퓨터들의 경우 같은 일상적 컴퓨팅이라면 불편하지 않은게 아니라 매우 쾌적하다. 

웹 페이지를 볼때는 사이트의 문제가 아니라면 웬만한 대형 포털 사이트들 (플래시로 가득찬) 로 2560x1440 의

대형 모니터에 단 1초의 딜레이도 없이 바로 보여주고 대형 동영상의 경우도 로딩 시간은 거의 제로에 가깝다.

동영상 인코딩이나 랜더링같은 헤비한 작업에서는 아예 비교조차 불가하다.

즉 같은 작업에서도 분명 멀티코어 CPU 는 더 쾌적하다...라는 것만은 분명한 사실이다.

마지막으로 한가지만 더 이야기 하자면

과연 무조건 더 높은 멀티코어 CPU 가 낮은 코어에 비해서 좋은가? 라는 부분

결론적으로 이야기하면 '무조건 그렇지는 않다.' 더불어서 CPU 의 클럭 속도 역시 그렇다.

단순 이론적으로야 듀얼코어 보다는 쿼드코어가 좋고 쿼드코어보다는 옥타코어가 더 좋아야 하겠지만...

이 명제가 성립되는 조건은 '같은 시기 같은 공정에서 만든 CPU' 라는 전제조건이 붙을 때다.

다시 한번 자동차로 예를 든다면 (차량에 문외한 이신 분들에게는 죄송) 최신형 4기통 엔진을 장착한 차량과 수년전

혹은 십여년전 6기통 8기통 엔진을 가진 차량을 비교할때 단순 엔진의 배기량이나 마력은 구형 6기통 8기통이 더 높을

수 있지만 실질적인 가속력이나 주행 능력에서는 오히려 최신형 4기통 엔진이 더 좋은 모습을 보이는 것과 같다.

실예로 2011년 상반기형 맥북프로 15.17 인치나 2011년형 맥미니 서버에 탑재된 i7-2635QM (2.0GHz) CPU 는

4코어 8스레드를 가지는 CPU 다. 8스레드는 가상화 코어 기술이니 물리적으로는 분명히 4코어 CPU 다

하지만 이 4코어 짜리 CPU 가 2008년형 맥프로 (맥북프로 아닌 데스크탑 맥프로) 최고사양 모델에 탑재된 8코어 CPU

(Xeon E5462 2.8GHz X2) 보다도 오히려 더 뛰어난 성능을 보여주고 2009년형 맥프로 8코어 기본형(Xeon E5520
2.26GHz X2) 와 거의 비슷할 정도의 성능을 보여준다. 4코어 CPU 가 8코어 CPU 와 비슷하거나 오히려 더 뛰어나다.

코어수 뿐 아니라 클럭수도 더 낮은데 말이다. 이것이 가능한건 역시 시기에 따른 기술력의 발전 때문이다.

동급의 클럭수와 코어라도 시간이 갈수록 성능은 더 좋아져서 이전 세대 상급의 성능을 넘어설 정도가 되기도 한다.

물론 대부분의 경우 아무리 최신형 듀얼코어라고 하더라도 쿼드코어 CPU 를 넘어서는 경우는 많지 않다.

최신 맥북에어에 탑재된 듀얼코어 (13인치 i5-2557M 1.7GHz) 도 최초의 인텔 쿼드코어 (듀얼코어 x2) CPU 탑재모델인

2006년형 오리지널 맥프로 기본모델 (D. core Xeon 5130 x2) 의 성능에도 아직 미치지 못한다.

듀얼 x2 가 아닌 단일 CPU 쿼드코어와 비교하면 더더욱 성능차이는 아무리 최신형 듀얼코어라고 하더라도 벌어진다.  

이제 마지막 결론적으로 말하면 ^^;;; (참 주저리 주저리...)

더 높은 멀티코어 CPU 는 분명 더 좋다. 즉 듀얼코어 보다 쿼드코어가 좋다.

하지만 하드한 작업이나 여러가지 다중작업이나 강력한 성능을 필요로 
하는 작업등이 아닌 일상 용도라면 아직까지 듀얼코어만으로도 충분하다.

라는 말이다. 뭐 금전적으로 크게 개의치 않는다면 이왕이면 당연히 더 고성능을 구입하면 당연히 좋겠지만

한정된 예산으로 선택해야 하는 것이라면 자신의 사용 용도를 고려해서 가장 합리적인 선택을 하는게 좋지 않을까?

예를 들어 맥북프로를 구입한다라고 가정할때 

자신의 사용 용도가 동영상 랜더링이나 3D 작업등 강력한 CPU 의 성능을 요한다면 당연히 최신형을 선택해야겠지만

사용 용도가 일반적인 용도 및 2D 작업 위주의 일상성이 더 많다면 굳이 최신형 쿼드코어 맥북프로가 아닌 2010년형

이나 2009년형 맥북프로를 구입해서 (중고가기준 100~150 정도) SSD 를 장착하는게 훨씬 더 쾌적할 수 있다.

HDD 와 SSD 에 대해서는 이미 많이들 잘 알고 있겠지만 전체적인 시스템 속도를 쾌적하게 하는데는 SSD 로의

변경이 가장 확실하고 강력한 업그레이드다. CPU 올리는것보다 훨씬 높은 체감속도를 경험시킬 수 있다.

SSD 가 고성능 레이싱 타이어라면 HDD 는 경운기용 타이어라고 생각하면 된다.

제 아무리 고성능 엔진을 장착하고 있더라도 타이어가 경운기용 이라면 제대로 엔진의 성능을 낼 수가 없겠지?

반면 다소 떨어지는 엔진이라도 고성능 타이어를 장착하고 있다면 훨씬 빠르게 달릴 수 있을 것이다.

P.S  추가로 클럭에 대한 개념도 한번 짚고 넘어가겠다.

아직까지도 꽤 많은 이들이 높은 클럭은 더 많은 힘을 낸다...라는 생각으로
어른 한명과 어린이 둘...같은 개념으로 생각하시는 분들이 꽤 많은데. 

결론적으로 그렇지 않다. ^^
클럭이 높다고 성능이 높다? 아니다. 쉽게 이해하자면 이렇다.

이전 공정에서 CPU 의 1코어 기준성능 (클럭을 제외하고) 이 1GHz 당 100 이었다고 한다면 2.8 클럭이면
한 코어당 280 이 되겠다 2코어 짜리라면 280 x 2 = 480 이라고 일단 생각하고.
최신 공정에서 CPU 의 1코어 기준성능 (역시 클럭 제외) 이 1GHz 당 200 이라고 한다면 2.0 클럭이라고
한 코어당 200 에 2코어라면 200 x 2 = 400 이라고 생각할 수 있다.
 

제조공정이 미세해질 수록 더욱 기준 성능 자체가 높아지기 때문에 낮은 클럭에서도 높은 성능을 내는것이.

사실 이것까지 이야기 하자면 나노단위이 제조 미세화까지 언급해야 되기 때문에 상당히 이야기가 길어진다.
물론 이것으로 클럭에 대한 개념을 100% 정의할 수는 없지만 대충 개념은 그렇다.