인텔 i960 JX: 임베디드 시스템을 위한 새로운 마이크로프로세서

테이블 목차

1. 소개
2. 인텔 I 960 JX 마이크로프로세서 소개
3. 기능 세트
4. 가격 제약 시스템과의 조정
5. 전력 절약 기능
6. 성능 결과
7. 아키텍처 설명
8. 복잡한 주소 모드
9. 프로그래밍 모델
10. 메모리 액세스 특징
11. 전력 관리 기능
12. 벤치마크 결과
13. 마무리와 향후 발전 가능성

인텔 I 960 JX 마이크로프로세서 소개 👋

인텔 I 960 JX 마이크로프로세서에 대해 알아보겠습니다. 인텔은 최근에 발표한 이 마이크로프로세서를 새로운 저가 임베디드 프로세서로 소개하고 있습니다. 960 아키텍처는 1980년대 중반부터 이어져온 아키텍처로, 이전의 960 KX 마이크로프로세서가 차지하던 역할을 대체하는 새로운 프로세서인 960 JX를 발표했습니다.

2. 인텔 I 960 JX 마이크로프로세서 소개

인텔 임베디드 프로세서 부문의 일원인 리치 브루너입니다. 이곳에서는 960 JX의 특징을 소개할 것입니다. 먼저, 이 프로세서는 주로 저렴한 시스템에 사용되는 임베디드 시스템을 대상으로 하고 있습니다. 이러한 시스템은 보통 수백 달러 이하의 비용으로 구성되며, CPU에 집중된 시스템이 아니라 단지 일부 키보드나 디스플레이 등과 같은 부수적 요소로서의 역할만을 하는 임베디드 프로세서를 포함합니다. 따라서 이 프로세서의 가격은 시스템 구성 비용에 맞춰야 하며, 이러한 제약으로 인해 30 VAX MIPS 이상의 성능을 30달러 이하로 제공해야 합니다.

3. 기능 세트

임베디드 시스템에서 사용하기 위한 960 JX의 기능 세트에 대해 알아보겠습니다. 임베디드 시스템은 보통 매우 느린 명령어 메모리를 사용하며 이는 16비트 및 120나노초의 대역폭으로 구성됩니다. 또한 명령어 메모리는 섀도우 처리되지 않으며, CPU의 가격을 제약하기 때문에 어떤 한계점이 있습니다. 우리는 이러한 제약을 극복하고 32비트 성능을 제공하기 위해 몇 가지 전력 절약 기능을 도입했습니다. 이에는 0.5와트의 전력 소비와 3.3볼트와 33메가헤르츠에서 작동하는 기능이 포함됩니다. 또한, 프로세서의 작은 크기와 전체 시스템 전력을 줄이기 위한 몇 가지 다른 기능에 대해서도 언급하겠습니다.

4. 가격 제약 시스템과의 조정

앞서 말한 대로, 임베디드 시스템에서 사용되는 960 JX 프로세서는 가격 제약이 존재합니다. 이를 위해 우리는 비용 대비 성능을 유지하면서 다양한 특수 기능을 제공합니다. 이 프로세서는 저렴한 시스템에 적합한 가격과 성능을 제공하기 위해 설계되었습니다. 그러나 가격 제약 시스템에서 성능을 극대화하는 것은 도전적인 과제입니다. 임베디드 프로세서를 설계하는 과정에서 우리는 이러한 도전을 극복하기 위해 신중히 기능을 조정하고 명령어 효율성을 향상시키는 등의 노력을 기울였습니다.

5. 전력 절약 기능

960 JX는 전력 소비를 줄이기 위한 몇 가지 기능을 제공합니다. 우리는 저전압인 3.3볼트와 0.5와트의 전력 소모로 작동하는 프로세서를 개발했습니다. 이는 임베디드 시스템에서 전력을 효율적으로 사용할 수 있도록 도와줍니다. 또한 미세 주파수 조절 등의 기능을 통해 전체 시스템 전력을 줄이고 소형화된 디자인을 유지할 수 있도록 노력했습니다. 전력 소모를 최소화하면서도 안정적인 성능을 제공하는 것이 우리의 목표입니다.

6. 성능 결과

우리는 960 JX의 성능도 확인해 보았습니다. 이 프로세서의 목표는 이전의 저가 960 임베디드 프로세서보다 2.5배 이상 우수한 성능을 제공하는 것이었습니다. 우리는 이 목표를 성공적으로 달성했으며, 이제 우리의 프로세서는 높은 성능과 안정성을 제공합니다. 또한 1마이크로초 미만의 인터럽트 응답 시간을 보장하기 위해 특별히 노력했습니다. 우리의 성능 결과는 여러 가지 요인에 따라 다를 수 있지만, 고객들은 우리의 프로세서가 여러 벤치마크에서 뛰어난 성능을 발휘한다고 평가하고 있습니다.

7. 아키텍처 설명

960 JX는 싱글 사이클 RISC 엔진으로 구성되어 있습니다. 이 프로세서는 32비트 x 32비트 곱셈 및 4사이클 동안 실행되는 나눗셈 기능도 제공합니다. 이 외에도 정수 코어 외에도 여러 개의 동시 실행 유닛이 있습니다. 또한 정수 코어와 병렬로 실행되는 로드 및 스토어 연산을 수행할 수 있습니다. 데이터 캐시는 비차단 방식으로 동작하며, 복잡한 메모리 액세스를 지원하는 주소 모드도 제공합니다. 이 프로세서의 다른 특징으로는 4KB 명령어 캐시와 2KB 데이터 캐시, 클록 배수 모드, 통합 인터럽트 컨트롤러 등이 있습니다.

8. 복잡한 주소 모드

960 JX는 여러 가지 복잡한 주소 모드를 제공합니다. 우리는 이러한 주소 모드를 통해 효율적인 명령어 처리량을 높일 수 있습니다. 이러한 주소 모드 중 일부는 하드웨어에서 직접 실행되며, 그 외의 경우는 소프트웨어에서 다룰 수 있습니다. 특히, 32비트 변위를 사용한 명령 포인터 상대 주소 모드는 위치 독립적인 코드 생성을 위해 유용합니다. 우리의 컴파일러는 이 모드를 사용하여 포지션 독립적인 코드를 생성하도록 최적화되었습니다.

9. 프로그래밍 모델

960 아키텍처는 16개의 전역 레지스터와 개별 컨텍스트마다 16개의 로컬 레지스터 세트를 가지고 있습니다. 인터럽트나 함수 호출이 발생할 때마다 현재의 로컬 레지스터 세트가 로컬 레지스터 캐시로 저장되고, 새로운 세트가 할당됩니다. 이를 통해 빠른 컨텍스트 전환을 가능케 합니다. 또한 고속 호출 및 복귀 동작을 수행할 수 있도록 로컬 레지스터 캐시와 레지스터 파일 간에 128비트 인터페이스가 제공됩니다. 이를 통해 소프트웨어 작업을 몇 사이클 내에 처리할 수 있습니다.

10. 메모리 액세스 특징

960 JX의 메모리 액세스에는 여러 가지 특징이 있습니다. 먼저, 1KB의 내부 데이터 램을 사용하여 보조 인터럽트 벡터 및 몇 가지 상수 및 변수를 캐시할 수 있습니다. 이는 명령어 메모리의 일부 엔트리를 캐시함으로써 성능을 향상시킬 수 있습니다. 또한 정렬되지 않은 메모리 참조를 투명하게 지원하며, 이는 일부 성능 저하를 초래하지만 프로그램에는 투명한 영향을 미치지 않습니다. 인텔 960 JX는 또한 인디언 인식성 모드를 지원하며, 다른 세그먼트에 대해 다른 인디언 인식성 모드를 프로그램할 수 있습니다. 이를 통해 더 유연한 메모리 액세스가 가능해집니다. 마지막으로 16바이트로 구성된 로드 및 스토어 연산을 제공함으로써 코드 밀도를 향상시키고 버스트 메모리 액세스를 지원합니다.

11. 전력 관리 기능

960 JX는 전력 소비를 최소화하기 위한 몇 가지 기능을 제공합니다. 저전압 동작과 전력 최적화 기능을 통해 저전력 임베디드 시스템에 적합한 프로세서를 제공합니다. 또한, 특정 기능을 비활성화하거나 클록 주기를 조절함으로써 전체 시스템 전력을 줄일 수 있습니다. 추가로, 전력 관리 모드를 통해 프로세서의 전력 소비를 약 90% 이상 절약할 수 있습니다. 또한 외부 인터럽트나 타이머 인터럽트에 의해 전원을 깨울 수 있는 기능도 제공합니다. 전력 관리 기능은 저전력 임베디드 시스템에서 우수한 성능과 전력 효율성을 제공하는 데 중요한 역할을 합니다.

12. 벤치마크 결과

임베디드 프로세서의 성능을 측정하는 데는 적절한 벤치마크가 없는 것으로 알려져 있습니다. 그러나 우리는 일부 벤치마크를 활용하여 프로세서의 성능을 평가할 수 있습니다. 이들 벤치마크 중 가장 일반적으로 사용되는 것 중 하나가 Dhrystone입니다. 하지만 Dhrystone은 명령어 캐시 안에 완전히 들어가는 벤치마크이므로 캐시의 크기에 따라 성능이 크게 달라질 수 있습니다. 그러나 Dhrystone을 활용함으로써 프로세서의 정수 코어 성능을 확인할 수 있습니다. 또한 이미징 성능과 같은 다른 벤치마크 결과도 고려할 수 있습니다. 이러한 결과는 우리의 프로세서가 기존의 960 임베디드 프로세서보다 매우 우수한 성능을 발휘한다는 것을 입증합니다.

13. 마무리와 향후 발전 가능성

인텔 I 960 JX 마이크로프로세서에 대해 알아보았습니다. 이 프로세서는 임베디드 시스템에 적합한 저렴한 가격과 뛰어난 성능을 제공합니다. 향후 인텔은 더 높은 주파수 오버로드 프로세서나 로직 게이트 밀도가 높은 제품들을 개발할 예정입니다. 우리는 또한 사용자의 다양한 요구를 충족하기 위해 프로세서의 기능을 계속 확장할 것입니다. 인텔 I 960 JX는 임베디드 시스템 분야에서 혁신적인 제품으로 평가되고 있으며, 앞으로 더욱 발전할 것으로 기대합니다.

하이라이트

• 인텔 I 960 JX는 저렴한 임베디드 시스템을 위한 새로운 마이크로프로세서입니다.
• 960 아키텍처는 오랜 역사를 가진 아키텍처로, JX는 KX 프로세서의 후속 모델입니다.
• 960 JX는 저렴한 가격과 성능을 제공하며, 임베디드 시스템에 적합합니다.
• 프로세서는 낮은 전력 소모와 작은 크기를 가지고 있어 저전력 임베디드 시스템에 적합합니다.
• 복잡한 주소 모드와 데이터 캐시를 통해 효율적인 명령어 처리를 구현할 수 있습니다.
• 프로그래밍 모델은 전역 레지스터와 로컬 레지스터를 활용하여 효율적인 컨텍스트 전환을 지원합니다.
• 메모리 액세스 특징은 임베디드 시스템의 요구 사항에 맞게 설계되었습니다.
• 전력 관리 기능을 통해 프로세서의 전력 소비를 최소화할 수 있습니다.
• 벤치마크 결과는 960 JX의 뛰어난 성능을 입증하고 있습니다.
• 향후 발전 가능성은 더 높은 주파수와 더 작은 공정 기하학을 탐구할 예정입니다.

자주 묻는 질문

Q: 960 JX 프로세서의 성능은 어떻게 인증되었나요? A: 960 JX의 성능은 Dhrystone 벤치마크를 통해 확인되었습니다. 또한 다른 벤치마크 및 고객의 특정 응용 프로그램을 사용하여 성능을 측정할 수 있습니다.

Q: 960 JX는 어떤 시스템에 가장 적합한가요? A: 960 JX는 비용이 제한된 임베디드 시스템에 가장 적합합니다. 이러한 시스템은 저렴한 가격과 낮은 전력 소비를 필요로 하며, 960 JX는 이러한 요구 사항을 충족시키기 위해 설계되었습니다.

Q: 960 JX의 전력 소비는 어떻게 제어되나요? A: 960 JX는 다양한 전력 관리 기능을 제공하여 전체 시스템 전력 소비를 최소화할 수 있습니다. 또한 특정 기능을 비활성화하거나 클록 주기를 조절함으로써 전력 소비를 조절할 수도 있습니다.

Q: 960 JX의 향후 발전 가능성은 어떻게 될까요? A: 인텔은 960 JX의 성능과 기능을 계속 발전시킬 계획입니다. 더 높은 주파수, 더 작은 공정 기하학 및 확장된 기능을 탐구할 것입니다.