계산통계학과 윤 여창

PC 관련기술이 빠르게 발전하면서 시장에 커다란 변화가 일고 있다. 과거486PC에서 펜티엄PC로 이전한 것처럼 펜티엄PC에서 펜티엄Ⅱ PC로 넘어가는 길목에 서 있기 때문이다. 벌써부터 펜티엄Ⅱ 칩을 채용한 PC를 주력 모델로 내세워 시장 선점에 나서고 있는 업체들이 나타나고 있으며 후발 업체들도 시장 변화에 촉각을 곤두세우고 있다. 현재 펜티엄클래식이나 펜티엄MMX칩을 채용한 PC가 주도하고 있는 시장이 펜티엄ⅡPC로 옮겨갈 것은 분명하지만 문제는 그 시기가 언제쯤인가 하는 것이다. 국내 PC시장이 예상외로 빠르게 펜티엄Ⅱ로 넘어간다면 올 연말부터 펜티엄Ⅱ PC 수요가 폭발적으로 확대되어 국내 시장구도에 커다란 영향을 미칠 것으로 보이기 때문이다. 펜티엄Ⅱ는 펜티엄프로급 CPU에 MMX기술을 접목한 제품이다. 따라서 현재 나와있는 펜티엄클래식및 펜티엄프로, 펜티엄MMX칩의 강점을 결합한 제품으로 볼 수 있다. 더구나 칩 공급업체인 인텔이 펜티엄Ⅱ를 향후 주력제품으로 가져갈 것이 분명한 만큼 시장이 펜티엄Ⅱ 위주로 흘러갈 것은 자명하다. 이러한 빠른변화에서 PC 사용자는 새롭게 출시되고 있는 CPU로의 업그레이드를 지속적으로 해야 하는가라는 문제에 직면한다. 따라서 기존 CPU의 특성을 살펴보고 사용자가 주로 이용하는 프로그램에 최적화될 수 있는 CPU를 선택하는 것이 최선의 방책이라고 할 수 있다.

펜티엄 프로세서의 종류와 특성

펜티엄 프로세서(Pentium Processor)는 미국 인텔사가 개발한 CPU로써, 펜티엄클래식, 펜티엄MMX, 펜티엄프로, 펜티엄Ⅱ를 말한다.

펜티엄클래식은 i486 후속으로 1993년 3월에 발표되었으며, 5월부터 출하되기 시작했다. i386은 32비트의 응용프로그램 인터페이스(API)와 메모리관리 유니트(MMU) 특성을 갖고 있다. i486은 8kB의 L1캐시와 부동소수점 연산 프로세서(FPU)를 CPU에 통합하고,동시에 2개 이상의 처리 통로를 제공하는 파이프라인이라는 설계 특성을 갖고 있다. 펜티엄클래식은 펜티엄 프로세서의 핵심이 되는 연산처리 유니트 외에 FPU, MMU, 8kB의 L1캐시와 8kB의 L2캐시로 분리된 16kB 캐시 메모리등을 장착하고 있다. 또한 처리의 고속화를 위해 복수 파이프라인을 가진 수퍼스칼라와 분기예측(branch prediction)등으로 구현되어 있다. 또한 멀티프로세서 기능을 강화했으며, 처리속도는 i486DX의 2배 이상이다.

펜티엄MMX는 450만개의 트랜지스터가 집적되어 있어 기존의 펜티엄클래식의 330만개보다 120만개나 더 많다. 이는 단순히 명령어를 확장하는데 그치지 않고 나름대로 CPU의 구석구석을 재 디자인했다는 의미가 된다. 캐시 용량도 16kB의 L1캐시와 16kB의 L2캐시로 분리된 32kB 캐시 메모리를 장착하고, 또한 효과가 확인된 작은 기능들을 충분히 추가함에 따라 성능도 향상되었다. 기존의 펜티엄클래식에 비하여 구조상 가장 큰 변화는 2배의 캐시 메모리 증가를 들 수 있는데 이는 실질적으로 성능 향상에 결정적인 도움을 주었다. 결국 내부 캐시 미스로 인하여 소모되는 클럭이 줄어들게 됨으로써 클럭 효율이 향상되고, 분기예측 버퍼를 통하여 명령이 수행되는 경로를 미리 예측하게 하는 시스템을 도입한 것이다. MMX(Multi Media Extention)란 기존 CPU에 멀티미디어 관련 명령어를 약 60여개 추가하고 32kB의 캐시 메모리를 내장하여 하드웨어에서 담당하던 작업을 CPU에서 직접 처리하므로써 멀티미디어 관련 프로그램의 성능을 최대 60% 향상시켜주는 기술을 말한다. 이 기술은 인텔이 96년 3월 처음 공개한 CPU의 새로운 규격으로 복잡한 멀티미디어 및 통신 응용프로그램, 컴퓨터그래픽 프로그램의 성능을 높이는 것이 특징이다. MMX기술은 그래픽, 오디오, 비디오, 압축 및 압축해제, 알고리듬, 음성인식, 이미지처리, 영상회의 등 다양한 분야의 응용프로그램을 분석해 가장 집약적인 루틴으로 처리하는 것이 특징이다. 따라서 압축 속도를 개선하고 멀티미디어및 통신 응용프로그램의 성능을 높여준다. 출시 초기에는 MMX기능을 지원하는 응용프로그램이 개발되지 않아 무용론까지 대두됐으나 97년 현재 매크로미디어 디렉터를 필두로 어도브 등 그래픽, 멀티미디어 소프트웨어 전문업체가 제작한 MMX용 소프트웨어가 등장하고 있다. 국내에서는 166MHz급과 200MHz급 MMX 컴퓨터가 주력 품목으로 떠오르고 있으며 현재 일반PC를 대체하고 있는 것으로 전망되고 있다. 같은 MMX CPU인 AMD의 K6나 사이릭스의 6x86MX가 펜티엄클래식을 기준으로 했을때 100% 호환성을 보장하지 못하고, 펜티엄Ⅱ 역시 펜티엄프로 구조를 채택한 특성상 일부 구형 DOS 프로그램에서 충돌이 생긴다는 단점이 있는데 반하여 사용자가 가장 안심하고 선택할 수 있는 CPU가 펜티엄MMX인 것이다.

펜티엄프로는 RISC기술을 도입한 완벽한 32비트 프로세서다. 펜티엄클래식, 펜티엄MMX, 펜티엄Ⅱ가 기본적으로 8비트, 16비트에 뿌리를 둔 32비트 프로세서인 반면에, 펜티엄프로는 순수하게 32비트 프로그램에 최적화시킨 프로세서라는 점에서 그 차이는 매우 크다. 따라서 윈도우NT나 UNIX처럼 32비트 처리의 운영체제를 이용하는 서버급 컴퓨터에서 최적의 성능을 나타내는, 이름 그대로 컴퓨터의 프로들이 애용하는 프로세서라고 할 수 있다.

펜티엄프로의 후속 기종인 코드명 클래머스가 펜티엄프로Ⅱ가 아닌 펜티엄Ⅱ로 명명된 데에는 이유가 있다. 펜티엄프로는 32비트 코드를 중심으로 하는 CPU로서 절대다수의 사용자층을 갖고 있는 윈도우95 환경만을 고려했을 때에는, 속도향상이 미미해 PC시장에서 실패한 CPU로 꼽힌다. 윈도우95는 대부분 16비트 코드를 사용하기 때문에 펜티엄프로는 동일 클럭의 펜티엄클래식보다 성능이 떨어지는 경우가 있다. 따라서 펜티엄Ⅱ는 내부 구조상의 기술이 펜티엄프로와 거의 동일하지만 펜티엄프로의 최대 약점이었던 16비트 코드를 크게 강화하고 MMX기능을 추가하여 윈도우95의 응용프로그램을 실행하는데 크게 성능향상을 시켰다. 결국 펜티엄클래식과 펜티엄MMX에서 윈도우95를 사용하는 많은 사용자들의 수요를 충족시킬 수 있는 프로세서로 등장하였고 펜티엄클래식의 계보를 갖고 있다고 하는 의미에서 펜티엄Ⅱ로 명명되었다. 펜티엄Ⅱ는 펜티엄클래식과 펜티엄MMX와 비교할 때, 이전까지는 하나의 데이타 버스가 캐시 메모리와 메인 메모리로 가는 길을 공유하고 있었으나, 두 버스가 완전히 분리되어 각각 동시에 작동함으로써 시스템 클럭의 효율이 크게 향상되었다. 또한 메인 클럭에 동기하여 작동하던 2차 캐시가 완전히 메인보드를 떠나 CPU와 일체화 됨으로써 200MHz 이상의 CPU 클럭에 동기될 수 있게 해준다. 그러나 펜티엄Ⅱ는 펜티엄프로의 내부에 장착되어 있던 2차 캐시를 프로세서 밖으로 배치함으로써 프로세서와 캐시 메모리간의 거리가 멀어져서 시스템의 성능이 저하될 수 있다.

연말 이후 시장주도 CPU는?

펜티엄과 펜티엄Ⅱ 칩의 가장 큰 차이는 펜티엄 칩을 채용한 PC의 경우 더이상 업그레이드가 불가능하지만 펜티엄Ⅱ PC는 새로운 표준으로 부상하고 있는 만큼 지속적으로 업그레이드가 가능하다는 것을 꼽을 수 있다. 현재 나와 있는 펜티엄MMX칩의 최대 처리속도는 233MHz. 그러나 펜티엄Ⅱ 칩은 현재 나와 있는 제품이 300MHz 이며 앞으로 400MHz 및 450MHz 제품이 출시될 예정이다. 또 펜티엄 칩이 한개의 칩으로 구성돼 주기판에 꼽는 형식으로 설계된 데 반하여, 펜티엄Ⅱ 칩은 여러개의 칩을 조합한 카드로 슬롯에 부착하는 방식으로 되어있다. 운영체제는 펜티엄의 경우 윈도우95, 펜티엄Ⅱ는 윈도우98인 멤피스에 적합하고 윈도우95와의 호환이 가능하다. 따라서 펜티엄Ⅱ는 펜티엄 칩의 연장선상의 제품이라기 보다는 근본적으로 개념이 다른 제품일 수 있다. 펜티엄에서 펜티엄Ⅱ로 넘어가는 것을 과거 486에서 펜티엄으로 넘어가는 것과 비교하는 것도 바로 이같은 차이에서 비롯된다고 볼 수 있다. 그러나 문제는 가격이다. 현재 PC시장을 주도하고 있는 칩의 가격은 개당 250달러선이지만 펜티엄Ⅱ의 경우 현재 6백달러선으로 가격 경쟁력을 확보하는 것이 어려운 실정이라는게 업계 관계자의 일반적인 지적이다. 그러나 칩 공급업체인 인텔이 오는 11월경부터 펜티엄Ⅱ 칩의 가격을 4백달러선으로 내릴 것으로 알려져 연말부터는 펜티엄Ⅱ 칩을 탑재한 제품의 보급이 점차 확산될 것으로 업계 관계자들은 전망하고 있다. 이미 국내에서도 펜티엄Ⅱ 칩을 탑재한 제품을 주력 제품으로 내세우고 있는 PC업체가 있으며 후발 업체들도 본격적으로 보급이 확산될 것으로 예상되는 올 연말 시장을 공략하기 위한 준비 작업에 박차를 가하고 있다. 따라서 국내 PC시장에서 펜티엄Ⅱ 칩을 탑재한 PC는 올 연말부터 점차 공급이 확대되기 시작해 내년 초부터 기존 펜티엄 PC를 본격 대체해 갈 것으로 전망된다.

조립PC의 시장 동향

최근 소비자들로부터 인기를 끌고 있는 펜티엄MMX PC가 조립PC시장의 주력제품으로 떠오르고 있다. 관련업계에 따르면 최근 MMX 기술이 강조되고 고속정보처리에 대한 요구가 높아지면서 펜티엄MMX를 채용한 PC가 기존 펜티엄 150MHz 및 166MHz급 PC시장을 빠르게 대체하고 있다. 현재 용산전자상가, 종로세운상가 등 조립PC시장에서 판매되고 있는 제품 가운데 MMX 출시 이전에 주종을 이루던 펜티엄 클래식을 장착한 조립PC는 전체 판매량 가운데 15%에 불과한 반면 펜티엄MMX 제품의 판매 비율은80% 선까지 높아져 펜티엄클래식 시대의 마감을 예고하고 있다. 이는 연초 95% 이상의 시장 점유율을 가지고 있던 펜티엄클래식이 6∼7월까지도 전체시장의 80% 이상을 차지하고 있었으나 8월초 펜티엄MMX를 비롯한 펜티엄Ⅱ, 펜티엄프로가 기종별로 10∼50%까지 가격인하 되고 인텔측이 올 하반기 펜티엄MMX와 펜티엄Ⅱ 제품을 집중 드라이브하기 위해 펜티엄클래식에 대한 공급을 사실상 중단했기 때문이다. 이로 인해 펜티엄클래식의 품귀현상이 심화되면서 조립PC 시장에서 펜티엄MMX PC와 펜티엄클래식 PC의 가격차이가 거의 발생하지 않는 기현상을 보이자 PC 신규 구매자들은 향후 업그레이드의 용이성을 고려, 펜티엄MMX 기종을 선호하고 있다. 최근 용산전자상가에서 가장 많이 판매되고 있는 PC는 펜티엄MMX 166MHz 제품으로 32MB 메모리, 3.2GB 하드디스크 드라이브, 24배속 CD롬 드라이브, 64비트 그래픽카드, 16비트 사운드카드, 33.6Kbps 모뎀, 15인치 모니터 등을 포함해 160만∼170만원선에 팔리고 있다. 반면 같은 사양에 펜티엄클래식 166MHz를 장착할 경우, 현재 시장에서 15만원선에 거래되고 있는 펜티엄MMX 166MHz와 13∼14만원인 펜티엄클래식 166MHz의 차액인 1∼2만원밖에 차이가 나지 않기 때문에 판매자나 구매자 모두 펜티엄MMX PC에 더 큰 관심을 보이고 있다. 국내 PC시장분석에 따르면, 올 상반기말 또는 하반기초 펜티엄클래식 기종이 90% 이상을 점유하던 것과는 달리 최근 판매된 조립PC 가운데 80%가 펜티엄MMX 기종이었고 펜티엄Ⅱ 기종은 5%, 펜티엄클래식 기종은 15% 정도이며 새 기종으로 대체되는 기간이 불과 1∼2개월로 매우 짧아지는 추세여서 연말에 펜티엄Ⅱ가 시장을 주도하리라는 예측이 가능하다.

윈도우95→윈도우98→윈도우NT의 전략

지금까지 윈도우95와 윈도우NT 등 두개의 윈도우 전략을 유지해온 MS가 내년초 윈도우98의 발표를 계기로 단일 윈도우전략으로 전환할 것으로 보인다. 이 과정에서 단일 윈도우 전략의 중심축은 98년 이후 발표될 윈도우NT 워크스테이션 5.0이며 징검다리 역할은 윈도우98과 이미 발표된 윈도우NT 워크스테이션4.0이 맡게될 전망이다. MS는 그러나 현시점에서 중요한 것은 사용자들을 강력한 32비트 윈도우 환경으로 이전시키는 것이라고 전제하고, 32비트 응용프로그램 실행의 안정성, 빠른 처리속도, 저렴한 구입비용, 생산성 향상 등에서 윈도우98과 윈도우NT 워크스테이션4.0은 모두 32비트 운영체제로서 역할을 충분히 수행할 것이라고 설명했다. MS는 또 우선 목표가 32비트 환경의 전환이기 때문에 개인사용자나 기업사용자 관계없이 현재의 컴퓨팅환경에서 자신에 유리한 업그레이드방향을 선택하면 될 것이라고 밝혔다. 이는 기업사용자라 할지라도 윈도우NT와 호환되지 않은 16비트 응용프로그램이나 하드웨어 장비를 보유한 사용자는 윈도우98을 선택하라는 것과 같다. 그러나 장차 윈도우NT5.0으로의 전환을 염두에 두고 있다면 지금 시점에서 과감히 윈도우NT 워크스테이션을 선택할 것을 권장하고 있다. 이는 MS의 단일 윈도우전략이 윈도우98이나 윈도우NT의 직접 통합 보다는 32비트 응용프로그램이나 하드웨어 구동장치 프로그램의 보편화를 전제로 하고 있음을 보여주는 것이다. 이처럼 32비트 환경의 보편화를 통해 윈도우NT가 윈도우98를 자연스럽게 흡수통합해 갈 것임을 예고하고 있다고 할 수 있다.

국내 PC 환경의 변화

PC 환경이 급속도로 변화함에 따라 우리나라의 PC 사용자들 중에서 약 90%가 윈도우95 운영체제를 사용하고 있는 것으로 조사되고 있다. MS가 지난 6월 16일부터 19일까지 4일간 한국종합전시장에서 열린 "제11회 한국컴퓨터, 소프트웨어전시회(SEK97)"와 "제5회 윈도우월드전시회"를 다녀간 각계 각층 1150명을 대상으로 실시한 설문조사 결과 PC 사용자들이 사용하는 운영체제는 윈도우95가 90.3%로 압도적으로 많았고 그 뒤를 윈도우3.1(4.1%), 윈도우NT(3.7%), DOS(0.7%) 등이 각각 차지한 것으로 나타났다. 특히 윈도우95 사용률은 MS가 6개월 전인 지난해 12월 같은 장소에서 열렸던 "제4회 윈도우월드전시회" 때의 조사 결과인 78.0%보다 12.3%가 상승한 것이어서 국내 PC환경이 빠르게 변화하고 있음을 보여주고 있다. 현재 사용중인 PC의 종류에 대한 조사에서는 펜티엄급 이상이 6개월 전보다 12.1%가 상승한 85.8%, 486급은 10.3%가 감소한 23.3%로 각각 나타났다. PC의 메모리 용량에서는 32MB 이상이 6개월 전보다 12.6%가 상승한 55.6%로 나타나 국내 PC사용환경이 매우 대용량화 되고 있음을 보여주고 있다. 6개월 전에 1위였던 16MB급은 39.7%로 4.1%가 감소했다. 이밖에 응용 소프트웨어부분 1위는 한글(워드프로세서), MS엑셀(스프레드시트), MS액세스(데이터베이스), MS오피스(스위트패키지), 넷스케이프 네비게이터(브라우저)등이 차지했다.

우리의 선택

CPU의 소프트웨어적 특성을 살펴보면, 먼저 32비트 API를 추가시킨 i386과, 8kB의 L1캐시및 FPU를 내장한 i486, 그리고 펜티엄 프로세서는 16Kb~32kB의 L1, L2캐시, 슈퍼스칼라및 분기예측의 특성이 있다. 펜티엄 프로세서에는 80*86의 연장선에서 팬티엄클래식, 펜티엄MMX, 펜티엄Ⅱ가 있고 약간의 변종이라 할 수 있는 32비트 API만의 프로세서인 팬티엄프로등이 있다.

윈도우3.1과 윈도우95환경의 사용자라고 할 때, 캐시만을 살펴보면 전문적인 CPU프로그래밍의 루프가 8kB를 넘지 않고 일반적인 응용프로그램인 워드 프로세서, 게임및 통신을 위해서 i386과 i486은 훌륭한 작업을 할 수 있게 된다. 그러나 부동소수점의 계산을 위해서는 i486이 효과적일 수 있다. 전문적인 CPU프로그래머로써 루프가 8kB를 넘고 DOS, 윈도우3.1, 윈도우95로 이어지는 포괄적인 16비트와 32비트 응용프로그램들을 사용하고 있다면 팬티엄클래식, 펜티엄MMX가 적절하고, 향후 윈도98로의 안전한 업그레이드를 고려한다면 펜티엄Ⅱ 프로세서가 효과적일 수 있다. 또한 말 그대로의 컴퓨터 프로들로써 윈도우NT와 UNIX를 운영체제로 사용하는 사람들은 32비트 프로세서인 팬티엄프로가 요구된다. 윈도우98이 출시될 내년부터는 PC환경에서 펜티엄Ⅱ, 서버환경에서 팬티엄프로가 주도를 하겠지만 범용적인 펜티엄Ⅱ가 나오면서 펜티엄프로의 저가격화가 큰 매력이 될 수도 있다. 물론 CPU시장의 변화무쌍한 성능 향상으로 인하여, 98년 이후 발표될 윈도우NT 워크스테이션 5.0을 위한 새로운 CPU의 등장 또한 간과할 수 없다. 예전의 PC구입에서는 먼저 PC를 구입하고 운영체제를 선택하였으나, 앞으로 사용자는 운영체제를 먼저 결정하고 여기에 최적화될 수 있는 PC를 구입해야 할 것이다.