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인텔 펜티엄 프로

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인텔® 펜티엄® 시리즈
Intel® Pentium® Series
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1. 개요2. 상세3. 펜티엄 프로의 제품 일람

1. 개요

1995년 11월 인텔에서 최초로 서버 및 워크스테이션을 타겟으로 출시한 x86 CPU로 최초의 인텔 P6 마이크로아키텍처 기반 CPU이자 x86 CPU 중 최초의 i686 프로세서다.

2. 상세

기존 펜티엄 프로세서의 P5 아키텍처에서 개선된 P6 아키텍처를 채용하고, 인텔 CPU로써는 최초로 L2 캐시를 패키지에 내장한 역사적인 모델이다.

CPU 내부 버스와 동일한 속도로 동작하는 대용량 L2 캐시를 패키지 안에 탑재하여 데이터 입출력 속도가 혁신적으로 개선되었다. 당시 모든 x86 CPU는 불과 16KB의 L1 캐시만 CPU에 탑재하고 L2 캐시는 메인보드에 외장으로 장착되었다. 대부분 128KB 내지 512KB 용량이 장착되어 FSB와 동일한 약 66MHz의 속도로 동작하므로 병목이 컸었는데, 펜티엄 프로는 L2 캐시가 CPU와 같은 속도로 (150, 166, 180, 200MHz)로 동작하기 때문이다.

이러한 높은 사양에도 불구, 개인 사용자용으로는 악평을 면치 못했다. 펜티엄 프로의 설계 당시 32비트 코드의 실행 성능에만 집중하여 레거시 요소인 8비트/16비트 레지스터 및 세그먼트 레지스터 등을 에뮬레이션으로 처리하였는데 이로 인해 16비트 코드를 실행할 때는 상당한 속도의 저하가 있었다. 한 세대 이전의 아키텍처인 P5x보다도 눈에 띄게 느렸을 정도. 그런데 당시 개인용 컴퓨팅 환경은 아직 32비트 운영체제인 Windows 95로의 이행이 완료되지 않아 MS-DOS나 윈도 3.1 등의 16비트 운영체제를 사용하는 경우도 많았고, 윈도우 95에서도 16비트 코드로 된 응용 프로그램을 사용하는 경우가 많아 제 성능이 나오지 않았다. 이런 경우 동 클럭의 P5x 펜티엄이나 펜티엄 MMX보다 떨어지는 성능을 보일 때도 있어 실망스러웠다. P6 발표 이후에 나온 펜티엄 MMX가 P6가 아닌 P5x 기반으로 나온 것도 이 때문이었다. 후속 모델인 인텔 펜티엄II 시리즈에서는 이러한 문제를 해결하여 16비트 코드의 처리 속도도 크게 끌어올렸다.

게다가 함께 사용하는 메인보드도 성능을 제약한다. 같은 시절 개인용 컴퓨터는 대부분 인텔 TX 칩셋 기반이어서 168핀 SDRAM이나 UDMA 33을 지원하였으나, 펜티엄 프로 전용 칩셋인 443FX 칩셋은 아직 72핀 EDO DRAM과 PIO Mode 4(DMA-16)만 지원하였으므로, 안정성과는 별개로 입출력 속도는 뒤떨어져 있었다.

그러나 32비트 운영체제인 Unix 또는 NT 커널 기반의 Windows NT 4.0이나 Windows 2000 환경에서는 원래 설계대로 성능을 100% 발휘할 수 있다. 그리고 워크스테이션이나 서버용으로 사용되는 경우 내장 IDE는 시디롬만 연결하고 HDD는 별도의 SCSI 카드와 7200rpm이상 서버용 HDD 사용함으로 인터페이스 제한에서 해방될 수 있다. 돌이켜 생각해보면, 기업용으로 설계한 CPU를 개인용으로 사용하는 것은 적절하지 않은 케이스라 하겠다.
L2 캐시의 용량과 클럭 속도로 제품이 구분된다. 주로 개인 워크스테이션용으로 사용된 1CPU 저가형은 256KB 캐시를 탑재한 150, 180, 200MHz 모델이 있는데 엄청난 고가였지만 소매구입도 가능했다. 기업용이나 서버용 2CPU 이상 고가형은 서버 메이커의 OEM 주문생산으로 판매되었으며 256KB L2 캐시 모델이 기본이지만 매우 드물게 512KB 캐시 제품도 있으며, 이 제품들은 소켓8의 크고 아름다운 위엄과 간지넘치는 황금색 세라믹 패키징으로 유명하다.

가장 희귀한 1MB 캐시 CPU는 오직 컴팩컴퓨터의 서버에만 탑재된 것으로 알려졌으며 유일하게 PPGA 방식(펜티엄 후기형이나 이후 소켓370용 셀러론과 비슷한 플라스틱)으로 패키징되어 있어 간지는 상대적으로 떨어진다.

그 때 기술로서는 풀스피드 L2 캐시를 CPU 다이 안에 탑재가 불가능하여, 코어 옆에 별도의 공간에 패키징되어 필연적으로 CPU가 커질 수밖에 없었다. (다이 크기에 22 mm×22 mm 제약이 존재) 그래서 불량률이 높아 펜티엄 프로는 판매가격이 어마어마하게 비쌀 수밖에 없으며, 이후 펜티엄II는 슬롯1 카트리지 방식으로 바꾸며, 카트리지 안에 코어의 절반 속도의 캐시를 외장형으로 장착하게 되었다.

이후 슬롯1 시절 동안 외장형으로 장착하다가, 미세화 공정이 발전하여 1998년 2세대 셀러론(멘도시노) 모델에 와서야 0.25µm 공정으로 다시 128KB 용량의 L2 캐시를 다이에 장착할 수 있게 되었으며, 1999년 0.18µm 공정을 적용한 2세대 펜티엄 III(코퍼마인)에는 256KB가 장착됨으로 점차 일반화되었다.

이 때부터 첫 도입된 P6 아키텍처는 데스크탑용으로는 2001년 펜티엄 III의 투알라틴까지 6년, 모바일용으로는 다소의 개량을 거쳐 2006년 코어 시리즈의 요나까지 11년동안 사용된 장수 아키텍처가 된다. 기본 설계 자체는 훌륭했다는 이야기. 훗날 코어2 시리즈에 사용된 코어 아키텍처 역시 펜티엄 4, 펜티엄 D에 사용된 넷버스트 아키텍처가 아닌 P6의 영향을 받은 점을 생각하면 더더욱 그렇다. 그러나 예외 처리의 구현 방식에 따른 보안 문제가 있었고 이것이 아키텍처가 수 차례 변경되어도 20년 넘게 내부적으로 유지되면서 결국 폭탄으로 돌아왔다.

이 "프로" 제품군은 후에 " 제온"이라는 고급 제품군을 만드는 계기가 된다.

덤으로 CPU 색상이 매우 예쁘다.

3. 펜티엄 프로의 제품 일람

소켓 8 타입
모델명 공정(nm) FSB (MHz) 클럭(MHz) L1 캐시 메모리(KB) L2 캐시 메모리(KB) 주요 기능 TDP (W)
펜티엄 프로 150 500 60 150 16+16 256 - 29.2
펜티엄 프로 166 350 66 166 16+16 512 - 35
펜티엄 프로 180 350 60 180 16+16 256 - 31.7
펜티엄 프로 200 350 66 200 16+16 256 - 35
펜티엄 프로 200 350 66 200 16+16 512 - 37.9
펜티엄 프로 200 350 66 200 16+16 1024 - 44

[1] 위 사진이 저가형으로 상단 오른쪽에 256K 라고 표기된 걸로 구분 가능하다. 고급형은 512K 로 표기된다. [2] 무려 1,024KB (1MB)를 내장한 모델도 있다(...)

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