Tech #2 : What is the x64?

그냥 지나치고 넘어 갈 수도 있는 CPU 관련 내용을 재 정리 해 봅니다.

우선, x64란?

 32bit Architecture(IA-32)를 64bit로 확장시킨 Architecture, 또는 그것과 호환성이 있는 기술의 총칭.

Intel은 자사 Architecture를 “EM64T(Intel Extended Memory 64 Technology”라고 하고, AMD(Advanced Micro Devices, Inc.)는 “AMD64 ISA”라고 하고 있습니다. x64 대응 Processor를 개발하고 있는 건 위의 Intel과 AMD입니다.

 x64의 설계는 기존 32bit Architecture의 진화의 연장선상에 있고, x64는 차세대 Computing으로의 벽을 부수고, 과거의 자산을 활용하는 방법을 제공하고 있습니다. 즉, x64는 새로운 64bit Solution을 도입가능하도록 함과 동시에 기존의 32bit Solution에 대한 지금까지의 투자를 보완하기 위한 개념에서 탄생된 새로운 형태의 Technology입니다.

64bit Technology가 필요한 이유

 64bit 환경을 필요로 하고 있는 것은 고성능을 필요로하는 대용량 물리 Memory와 가상 Memory를 사용하는 Application. 32bit로 관리 가능한 Addressing Area는 근본적으로 4GB까지 제한되어 버리고, 또, 많은 32bit OS가 Address 가능한 영역도 2GB까지 제한하여 이이상의 Memory영역을 사용하고 싶은 Computing 기능의 강화를 필요로하는 User는 64bit 환경으로 전환해야만 할 필요성이 있죠. 그로 인해 기존 자산인 32bit 환경을 어떻게 해야 할지 하는 문제가 발생합니다.

 AMD64와 EM64T의 64bit Technology에 의해 일부 또는 모든 Application의 Software, Hardware를 32bit에서 64bit로 서서히 전환 가능하게 되었습니다.

AMD와 AMD64

 AMD는 오래전부터 Intel 호환 Processor 개발을 했던 America의 Maker. 회사의 기술 Level은 상당히 높았고, Original의 x86계 Processor 개발 Maker였던 Intel을 놀라게 할 정도의 존재 가치가 되어 가고 있습니다. 그 대표적인 기술이 AMD64 Platform. AMD64는 IA-32등에서 사용되었던 x86 명령 Set을 확장, 64bit Platform로, Intel의 EMT64에 앞서, 기존 x86 Solution과의 완전호환성을 가지면서, 64bit 성능을 제공하도록 설계되어 있습니다.

 2003년 4월, Server 혹은 Workstation 용의 AMD Opteron Processor가 등장. 더불어 AMD는 처음으로 Windows 대응 Desktop/Mobile Processor인 AMD Athlon 64 Processor를 2003년 9월에 발표했습니다. 이 때 Code Name “Hammer”라고 했던 AMD64는 2005년엔 “AMD64 Platform”으로, “x86-64″라는 64bit 확장 기능에 대해서 “AMD64 ISA” (AMD 64 Inform Set Architecture)라고 하게 되었습니다.

Intel과 EM64T

 Intel은 업계 최고의 America 최대의 Processor Maker. Intel은 차세대 Processor로서, Hi-end 64bit 전용 Processor인 Itanium/Itanium2를 개발하고 있었지만, Itanium2는 기존 32bit Architecture와는 Hardware Level의 호환성이 없었습니다.

 그 때 Rival 기업인 AMD가 “기존 32bit Architecture에 64bit 기능을 추가한다”라는 새로운 전략을 내세웠기 때문에, 그것에 대항하기 위해 EM64T라는 AMD의 AMD64와 동등한 호환성의 높은 시술을 발표했습니다. 물론, Intel도 기존의 32bit Architecture에 64bit 확장기능을 추가하는 것을 전부터 연구하고 있었습니다. 그러나, 준비가 되기도 전에 AMD가 선수를 치는 형식이 되고, 결과적으로 Intel의 EM64T는 AMD보다 한발 늦게 시장에 투입되게 되었습니다.

 2004년 2월, Intel은 Dual Processor Server/Workstation 용으로 Intel Xeon Processor 개발 Code Name “Nocona” 또는 “Potomac” (Xeon MP Processor 개발 Code Name), 그리고, Single Processor “Prescott” 위 3개의 IA-32 Processor에 Intel EM64T를 탑재한다고 발표했습니다.

 EM64T의 기술은 Pentium4 또는 Xeon Processor (6xx Sequence의 Pentium4 Processor)부터 탑재되기 시작했습니다.

x64 기술의 Merit

 기존 x86환경, 또는 64bit 전용의 환경보다 x86환경에서 잘 동작하는 Application 혹은 Case Study는 많이 있습니다. 64bit Native Code로 해도 이점이 없는 Application에 대해서는 변환작업이 필요없고, 그 대로 x64 환경에서도 성능을 Full로 발휘 가능합니다. 특히, Modeling Simulation, 통계, 재무분석, 화상, Video, 신호처리, 물리학, 의학연구, Telecom, 암호화, 압축등 수학적정산과 부동소수점연산기능을 필요로하는 Application에 유리합니다. 게다가,의사결정지원, 검색, 색인, Document, Contents관리, 음성인식등, 대용량 및 고성능의 Database기능을 필요로하는 Application을 비롯, Computer 지원 설계, 제조, Engineering(CAD, CAM, CAE), Digital 음악제작 혹은 Video 편집, Digital Contents 작성, Realtime Media Streaming Solution등의 Application에도 유리하게 적용됩니다.

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