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최근 수정 시각 : 2023-10-09 18:30:07

마이크로아키텍처

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1. 개요2. 상세3. 목록
3.1. 인텔
3.1.1. 일반 마이크로아키텍처
3.1.1.1. 틱-톡 전략 이전3.1.1.2. 틱-톡 전략3.1.1.3. P-A-O 전략
3.1.2. 저전력 마이크로아키텍처
3.2. AMD
3.2.1. CPU
3.2.1.1. 일반3.2.1.2. 저전력 CPU
3.2.2. GPU
3.3. NVIDIA3.4. VIA
3.4.1. Zhaoxin

Microarchitecture, 마이크로아키텍처/컴퓨터조직

1. 개요

마이크로아키텍처(microarchitecture) 또는 CPU 아키텍처 , GPU 아키텍처는 컴퓨터 공학에서 CPU나 GPU 같은 하드웨어가 작동하는 방식을 서술한 일종의 컴퓨터 설계도이며, 때문에 하드웨어의 운영에 대해 세세하게 기술이 되어 있다.

학술 모임에서는 컴퓨터 시스템이라는 용어가 쓰이는 반면, 컴퓨터 산업에서는 마이크로아키텍처라는 용어가 더 자주 쓰인다. 마이크로아키텍처와 명령어 집합 구조 ( ISA)는 함께 컴퓨터 아키텍처의 분야를 구성하고 있다.

ISA 수준의 아키텍처[1] 연구개발은 컴퓨터 과학자과 전기전자공학도들이 협업하지만[2], 마이크로아키텍쳐[3]들의 발전은 주로 전기전자 전공자들이 주도한다. 이는 실제 칩의 생산시 필요한 지식이 좀더 로우 레벨이기 때문이다.

2. 상세

파일:external/techreport.com/a72-block-diagram.gif
블록다이어그램으로 표현된 마이크로아키텍처의 전형적인 예시
위 사진은 ARM Cortex-A72의 모습이다.

마이크로아키텍처를 논하기 전에 과연 마이크로아키텍처와 그 상위의 CPU 아키텍처라는 개념을 구상하고 만들어 내게 된 동기부터 살펴볼 필요가 있는데, 왜 CPU 아키텍처가 필요하게 되었는지에 대한 이해가 선행 되어야 CPU 아키텍처의 개념을 이해할 수 있고, CPU 아키텍처에 대한 개념을 이해해야 결국 그 하위에 속한 명령어셋 아키텍처와 마이크로아키텍처에 대한 개념을 확실히 이해할 수 있다.

일단 비유적으로 이야기 하자면 CPU는 클럭이라는 동기화 신호에 맞춰 디지털 데이터라는 원료를 처리하여 제품화된 디지털 데이터를 출력하는 작업을 수행하는 일종의 공장이라고 표현할 수 있다.

다음은 CPU공장이 조업하는 방식이다.
위에서와 같이 공장의 예를 생각할 경우, 효율적인 공장의 설계와 조직을 위해서는 공장 설계자는 아래와 같은 내용을 고민하고 결졍해야만 한다.
결국 CPU의 아키텍처라는 것은 위에 언급한 공장 설계자가 안고 있는 문제에 대한 답을 실제 설계로 구현해 내는 작업이라고 설명할 수 있다. 언급한 작업지시서의 서식이야 말로 바로 CPU의 명령어셋 아키텍처에 해당하며,[4] 또한 그 작업지시서를 해석하고 수행해 내는 전반적인 구조를 가리켜서 바로 본 글의 주제인 마이크로아키텍처라고 칭한다.

3. 목록

3.1. 인텔

3.1.1. 일반 마이크로아키텍처

3.1.1.1. 틱-톡 전략 이전
공정 마이크로아키텍처 코드네임 출시일
800nm P5 마이크로아키텍처 <colbgcolor=#fff,#222>P5 <colbgcolor=#fff,#222>1993년 3월
600nm P54C 1994년 3월
500nm P6 마이크로아키텍처 P6 1995년 11월
350nm P5 마이크로아키텍처 P54CQS/P54CS/P55C 1995년 3월/1995년 6월/1997년 1월
P6 마이크로아키텍처 클라매스 1997년 5월
250nm P5 마이크로아키텍처 틸라묵 1997년 8월
P6 마이크로아키텍처 데슈츠/코빙턴/멘도시노/카트마이 1998년 1월/1998년 4월/1998년 8월/1999년 2월
180nm 코퍼마인 1999년 10월
넷버스트 마이크로아키텍처 윌라멧 2000년 11월
130nm P6 마이크로아키텍처 투알라틴/베니아스 2001년 6월/2003년 3월
넷버스트 마이크로아키텍처 노스우드/갤러틴 2002년 1월/2003년 3월
90nm 프레스캇/스미스필드 2004년 2월/2005년 5월
P6 마이크로아키텍처 도선 2004년 5월
3.1.1.2. 틱-톡 전략
틱-톡 공정 마이크로아키텍처 코드네임 출시일
틱 65nm 넷버스트 마이크로아키텍처[5] 프레슬러/시더밀 2006년 1월
P6 마이크로아키텍처 요나 2006년 1월
톡 코어 마이크로아키텍처 메롬[6] 2006년 7월
틱 45nm 펜린 2007년 11월
톡 네할렘 마이크로아키텍처 네할렘 2008년 11월
틱 32nm 웨스트미어 2010년 1월
톡 샌디브릿지 마이크로아키텍처 샌디브릿지 2011년 1월
틱 22nm 아이비브릿지 2012년 4월
톡 하스웰 마이크로아키텍처 하스웰
하스웰 리프레시
데빌스캐년 		2013년 6월
2014년 5월
2014년 6월
틱 14nm 브로드웰 2014년 9월
3.1.1.3. P-A-O[7] 전략
P-A-O 공정 마이크로아키텍처 CPU 코드네임 출시일
공정 14nm 하스웰 마이크로아키텍처 브로드웰 2014년 9월 5일
아키텍처 스카이레이크 마이크로아키텍처 스카이레이크 2015년 8월 5일
최적화 14nm+ 카비 레이크
카비 레이크 리프레시
앰버 레이크 		2016년 8월 30일
2017년 8월 21일
2018년 8월 28일
14nm++ 커피 레이크
위스키 레이크
커피 레이크 리프레시
코멧 레이크 		2017년 9월 23일
2018년 8월 28일
2018년 10월 8일
2019년 8월 21일
공정 10nm 팜 코브 마이크로아키텍처 캐논 레이크[8] 2018년 5월 15일
아키텍처 서니 코브 마이크로아키텍처 아이스 레이크 2019년 8월 1일
(백포트) 14nm+++ 로켓 레이크 2021년 3월 30일
최적화 10nm SuperFin 윌로우 코브 마이크로아키텍처 타이거 레이크 2020년 9월 2일
아키텍처 Intel 7 골든 코브 마이크로아키텍처 엘더 레이크 2021년 10월 27일
최적화 랩터 레이크 2022년 10월 20일
최적화 랩터 레이크 리프레시 2023년 예정
공정 Intel 4 레드우드 코브 마이크로아키텍처 메테오 레이크 2023년 예정
공정 Intel 20A ? 애로우 레이크 2024년 예정
공정 Intel 18A 라이언 코브 마이크로아키텍처 루나 레이크 2025년 예정

3.1.2. 저전력 마이크로아키텍처

3.2. AMD

3.2.1. CPU

3.2.1.1. 일반
3.2.1.2. 저전력 CPU

3.2.2. GPU

3.3. NVIDIA

3.4. VIA

3.4.1. Zhaoxin

[1] MIPS, RISC-V, ARM(CPU)등. [2] Computer architecture의 주요 혁신은 아카데미(ISCA, MICRO, ASPLOS, HPCA)기준 주로 EE전공자와 CS전공자들이 비등하게 이뤄냈지만 (당장 위의 top tier학회도 대부분 IEEE와 ACM이 공동 주최함), 인더스트리에서는 EE background를 가진 사람이 microarchitect들의 주류임 (e.g., Jim Keller). [3] Branch predictor, DVFS, prefetcher, pipeline, cache microarchitecture, interconnect network, issue logic ,arithmetic logic unit [4] 참고로 명령어셋 아키텍처라는 개념이 대두된 계기는 규모와 설비, 특히 건설 시점이 각각 다른 공장들의 작업지시서를 하나로 통일해야 할 필요성에 의한 것이다. 즉 작업지시서 서식을 동일하게 유지하면 83년도에 세운 공장과 85년도에 세운 공장 모두 같은 작업지시서를 가지고 조업지시를 내릴 수 있게 되고, 그 작업지시서의 순차적 묶음이 기계어-어셈블리어 를 거치면서 바로 오늘날의 범용 소프트웨어로 발전해 온 것이다. [5] 넷버스트 마이크로아키텍처 자체는 2000년 펜티엄4 출시 이후부터 코어2 출시때까지 계속 사용되어온 아키텍처이며, 180nm 공정부터 65nm 공정까지 공정개선을 이뤄가며 사용되었다. [6] 인텔 공식 발표 자료에 따르면 콘로가 아니라 메롬(Merom)이다.
파일:NXBqbHZ.jpg [7] Process-Architectrue-Optimization. [8] 생산은 2018년이지만 생산량이 매우 적기에 보여주기식에 불과하다. [9] ARMv8-A 명령어 세트 기반 마이크로아키텍처이다.

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