넘버스
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최근 스카이레이크 CPU 사태에서 드러난 바와 같이 칩의 물리적인 특성은 생각보다 중요하다. 이제부터 인텔 코어 i7-4790K와 AMD FX-8370을 자세히 구경해 보자. editor@itworld.co.kr
삼각형을 주목 PC를 조립해본 사람이라면 누구나 CPU를 소켓에 고정하는 작업이 상당히 고역이라고 말할 것이다. 특히 첫 조립이라면 더욱 그렇다. 인텔과 AMD CPU에 적용되는 팁은 칩 모서리의 금색 삼각형을 소켓 모서리의 삼각형과 맞추는 것이다. 삼각형을 맞춘다 해도 프로세서 걸쇠 레버를 내릴 때 너무 강하게 누르는 게 아닐까 걱정되겠지만, 그건 그냥 느낌일 뿐이고 세게 눌러도 아무 일 없다.
접점 패치 근래에 만들어진 인텔 CPU의 하부를 보면 수백 개의 전기 접점이 가득 차 있다. 소켓의 랜드 그리드 어레이(Land Grid Array)에 포함된 작은 핀이 각 접점을 누르면 CPU는 메인보드에서 전력을 받고 시스템의 다른 부분과 통신할 수 있게 된다.
층 구조 인텔 CPU의 외형은 금속 열 분산기와 소형 PCB로 구성된다. 잘 보면 CPU 위에 각각 구분되는 층을 이루고 있다. CPU를 소켓에 고정하는 로드 플레이트는 중간 층에 위치하고, 히트싱크는 맨 위층인 CPU 열 분산기에 위치한다. 따라서 로드 플레이트와 히트싱크가 서로 접촉할 일이 없다. 여기 보이는 작은 표시와 반대쪽의 대칭 표시, 앞서 언급한 삼각형 모두 CPU를 소켓에 고정하는 데 도움이 된다.
테스트 패드 인텔 CPU의 위쪽 가장자리에서 칩 하부의 접점과 비슷한 접점부를 볼 수 있다. 이 접점은 CPU의 브링업과 디버깅 공정에 사용되는 테스트 패드다. 또한 인텔 CPU를 소비자에게 보내기 전에 공장에서 테스트 및 빈(bin)을 수행하는 용도로도 사용된다. 테스트 공정에서는 칩이 올바르게 작동하는지 확인하고, 빈 공정에서는 칩이 해당 모델 분류 내에서 작동하는 클럭 속도를 결정한다.
하부 인텔 CPU 하부에는 접점 패드 외에 일부 커패시터를 포함한 전력 공급 회로판이 칩의 중심 구조를 이룬다. 이 인텔 코어 i7-4790K는 오버클럭 시도 중 더 원활한 전력 전달을 위해 i7-4770K보다 더 많은 커패시터를 포함하고 있다.
AMD와의 차이 AMD CPU의 하부에는 접점 패드나 전력 전달 회로가 없다. 인텔 LGA 디자인은 메인보드 소켓에 핀을 배치하지만 AMD의 핀 그리드 어레이 디자인은 CPU를 메인보드에 전기적으로 연결하는 밀집형 핀 그리드를 사용한다. AMD FX-837 칩은 AMD의 소켓 AM+를 사용하며 하부에 900개 이상의 핀이 있다.
핀, 핀, 핀 AMD CPU 핀은 CPU 하부에 노출된 형태이므로 잘못 다루었다가는 핀이 휘기 쉽다. 반면 인텔 CPU는 아무데나 놓아도 그럴 위험은 없다. 다행히 휘어진 핀은 대부분 신용카드를 사용해 원래 위치로 다시 돌리는 방법으로 고칠 수 있다.
고정하기 AMD CPU에는 메인보드에 고정할 로드 플레이트가 없으므로 인텔 칩에 비해 층 구조 하나가 없다. 대신 AMD 메인보드 소켓 가장자리에 위치한 작은 레버가 CPU 하부의 핀을 조여 CPU를 제자리에 고정시킨다. 히트싱크의 하부가 크고 평평한 열 분산기 위에 위치해서 CPU의 실리콘 다이를 덮는다.
이번에도 삼각형에 주목 AMD와 인텔 프로세서에는 한 가지 중요한 공통점이 있다. AMD 칩에도 메인보드에 CPU를 장착할 때 방향을 알려주는 작은 삼각형 표시가 존재한다. 이 삼각형은 칩의 윗면과 아랫면에 모두 위치하며, 모든 AMD 메인보드에도 표시가 되어 있다.
열 분산기 아래 인텔과 AMD CPU의 또 다른 공통점은 CPU 패키징의 중심, 프로세서 내부에 위치하는 실리콘 다이다. (사진: 아주 많은 인텔 하스웰 칩 다이의 웨이퍼) 아주 작은 이 집적 회로의 길이는 핀 하나와 비슷한 수준이다. 컴퓨터가 게임에서 적 플레이어의 경로를 계산하거나 샌드위치를 만드는 친구의 트위치(Twitch) 스트림을 표시할 수 있는 것, 모두 이 회로 덕분이다. PC를 어떤 용도로 사용하든 마법 같은 기술이 다양한 작업을 가능하게 해준다.
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