충북대학교 공과대학 데이타베이스 실험실
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일반 사용자들은 다중 프로세서를 사용한다는 것에 대해서 보다 민감하시지는 않을 것입니다. 그러나, 서버나 그래픽작업, 공학계산 등을 하기 위해서 컴퓨터를 사용하신다면, 보다 많은 부하에 견딜 수 있고, 보다 빠른 처리 속도를 가질 수 있게 끔 컴퓨터를 튜닝하거나 기자재를 구입할 것을 고민하시는 분들이 많을 것입니다. 일반적으로 하드디스크를 스커지로 RAID로, 메모리를 대용량으로, 프로세서를 멀티프로세서로 사용하시는 방법중에서 하나나 그 이상의 방법을 주로 채택해서 성능을 향상시킬 것입니다. 이 방법말고도 기술적인 병렬컴퓨터의 여러가지 방법을 사용할 수도 있으나, 대표적인 방법으로 컴퓨터에 머리를 하나 더 달아주는 것도 좋은 방법중에 하나입니다. 멀티프로세서는 데이터베이스의 서버의 트랜잭션처리나, 그래픽의 이미지 프로세싱을 보다 진전시킬 수 있는 좋은 방법입니다. 하지만, 이 방법은 여러가지 제약이 따릅니다. 먼저, 기본적으로 운영체제가 멀티프로세싱을 지원해야 하며, 좀 더 효율을 높이기 위해서 소프트웨어 자체도 멀티프로세싱에 최적화되어 있어야 합니다. [그림 1] NT 작업 관리자 보통 마이크로소프트의 윈도우제품에서는 95/98는 멀티프로세서를 지원하지 못하기 때문에 멀티프로세서를 장착한 시스템일지라도, 하나의 프로세서밖에 사용하지 못합니다. 윈도우제품으로는 위에 그림을 참고하시면 알겠지만, 윈도우NT만이 멀티프로세서를 지원합니다. 또한, 어도비사의 포토샵, 프리미어등의 대표적인 멀티프로세서에 최적화된 프로그램을 사용할 수가 있습니다. 멀티프로세싱에 최적화된 응용프로그램을 사용하여야 보다 좋은 효율을 기대할 수가 있습니다. 리눅스에서나 유닉스계열은 물론, 지원을 하고 있습니다. 특히, 리눅스에서는 보다 넓은 의미의 MPI, PVM같은 병렬컴퓨팅까지도 완벽하게 지원하고 있습니다. 유명한 예로, 타이타닉의 실감나는 그래픽을 위해서 알파리눅스를 병렬컴퓨팅으로 연결하여서 사용한 것은 아주 유명한 이야기입니다. 요사이, 리눅스와 엔티의 비교로 인해 인터넷에서 열띤 논쟁이 벌어지고 있어서, 양측의 공정성 문제에 대해 민감한 이야기들이 나오고 있지만, 리눅와 엔티를 SMP성능으로 비교했을 때(리눅스와 엔티의 SMP의 비교자료는 없지만) 비교가 되지 않는 성능으로 리눅스가 우세함을 느끼시게 될 것입니다. [그림 2] KDE의 작업 관리자 바로 얼마 전에 레드헷 6.0이 출시되면서, 쉽게 설치후 재컴파일없이 SMP(Symmetrical Multiprocessing)을 사용할 수 있는 기회를 마련하게 되었습니다. 새로게 배포판이 나오기 전에는 SMP(Symmetrical Multiprocessing)를 사용하기 위해서 배포판을 설치한 후 다시 SMP(Symmetrical Multiprocessing)에 맞게끔 설정을 하고 커널을 재 컴파일을 했어야 했습니다. 하지만, 이제는 두 개의 프로세서를 사용할 때 재 컴파일 작업 없이 사용을 할 수가 있게 되었습니다. 엔티처럼 자동으로 설치시 프로세서를 자동으로 인식하여 리눅스의 설치를 좀 더 엔드유저입장에서 편리성을 추구한 것입니다. 요사이, AMD의 저가 공략의 일환으로 인텔에서도 저가정책을 펼치고 있어, 프로세서의 가격이 현저히 떨어지고 있지만, 아직도, 일반사용자들에게는 SMP(Symmetrical Multiprocessing)을 사용한다는 것은 경제적으로 부담이 가는 일이라고 생각합니다. 하지만, 낮은가격으로도 듀얼 리눅스 박스를 만들 수 있는 방법이 있습니다. 보통 20만원대의 데슈츠 코어 기반의 프로세서대신 10만원대의 멘도시노 코어기반의 프로세서를 이용하면, 프로세서 한 개의 가격으로 듀얼 리눅스 박스를 사용하실 수가 있습니다. 이 방법은 일본의 토모히로 카와다 (Tomohiro Kawad)씨에 실험적인 소개로 널리 알려져 있는 셀러론 프로세서를 이용한 듀얼 리눅스 박스를 만드는 방법입니다. 먼저, 글을 쓰기전에 토모히로 카와다 (Tomohiro Kawad)씨의 실험정신에 감사를 드립니다.
먼저, 셀러론에 대해서 알고 넘어가기로 하겠습니다. 인텔은 펜티엄II프로세서 발표이후에 펜티엄II코어를 사용하는 셀러론 프로세서를 발표하였습니다. 그러나 Level 2캐쉬를 사용하지 않은 것이였습니다. AMD의 저가 공략에 부랴부랴 낮은 가격으로 시스템을 꾸밀 수 있도록 하기 위한 저가형 프로세서를 내놓아야하는 필요성을 가지게 되었기 때문입니다. 그러나, 아이러니하게도 셀러론 프로서세는 오버클러킹의 최적의 프로세서였습니다. 266MHz의 셀러론 프로세서는 448MHz까지 오버클러킹이 가능했고, 인텔의 리치마켓팅에 결정적인 악제의 원인으로 작용을 하였습니다. 일반 사용자들이 굳이 데슈츠 코어 기반의 비싼 프로세서를 구입할 이유가 적어져서 리치마켓팅에 커다란 차질을 낳게된 것입니다. 인텔 셀러론은 현재 500, 466, 433, 400 366, 333, 300A가 주종을 이루고 있습니다. 모두다 L2캐쉬가 128Kbyte가 포함되어 있는 제품으로 멘도시노 코어를 기반으로 합니다. 물론 초기, 셀러론 제품은 L2캐쉬가 없고, 프로세서 코어도 펜티엄II코어를 사용했으나, 이제는 멘도시노 코어를 사용하고 있습니다. 또한, 마더보드에 설치하는 방식에 따라서 기존의 슬롯-1방식의 S.E.P.P(Single-Edge Processor Package)와 요즘 새로이 선을 보인 PPGA(Plastic Pin Grid Array)가 있습니다. [그림 3] Slot-1방식의 S.E.P.P(Single-Edge Processor Package) [그림 4] Socket 370 PPGA(Plastic Pin Grid Array) 요즘은 모두 PPGA를 사용하는 경향이 있습니다.
[그림 5] CPU 컨버터 보드(Converter Board) 요즘은 컨버터 보드 자체에 배수조정 점퍼가 설정이 되어 있어서 보다 쉽게 오버클러킹을 할 수가 있습니다. 이제 다루게 될 듀얼 셀러론 펜티엄 제작에서도 슬롯-1방식보다는 위험성이나 경제성에서 보다 뛰어납니다. ◆ 참고
셀러론 듀얼 제작을 위한 준비 도구 ·셀러론 프로세서 2개 [그림 6] 셀러론 프로세서 2개와 컨버터 보드 2개 필자는 셀러론 333을 PPGA용으로 2개를 준비했습니다.
보통 SEPP를 사용하는 방법도 있습니다. 하지만, 드릴을 써야하고
위험부담이 크기 때문에 Socket 370 PPGA를 사용하시길 적극 권합니다. ·듀얼 보드 [그림 7] 타이얀 썬더 2 듀얼 보드 필자는 20만원대의 썬더2 듀얼보드를 구입했습니다. LX이지만, 아답텍스커지 컨트롤러가 내장되어 있고, 리눅스와 호환되는 야마하사운드까지 내장되어 있어서 가격에 비해 성능이 월등했기 때문입니다. 물론, 셀러론으로 메시지가 나오게 하기 위해서 타이얀 홈페이지에서 최신 바이오스로 업그레이드를 했지만, 이 보드가 나올 당시에는 셀러론이 없었기 때문입니다. 작년에 하이텔에 OS동우회에서 공구한 제품이기도 합니다. 솔텍 듀얼보드도 상당히 안정적이고 아수스 듀얼보드도 아주 좋습니다. ·얇은 절연선
셀러론이 듀얼이 될 수 있는 이유 펜티엄II 프로세서는 듀얼로 설정이 가능합니다. 그러나 셀러론은 듀얼로 설정이 불가능합니다. 셀러론 프로세서를 듀얼로 사용하는 것은 아주 새로운 생각은 아닙니다. 이것은 먼저 말했듯이 셀러론이 펜티엄 II프로세서중 데슈츠(Deschutes) 코어를 중심으로 발전되어 왔기 때문에 문제없이 듀얼프로세싱을 할 수가 있습니다. 기본적으로 셀러론의 프로세서 코어는 펜티엄II프로세서의 코어와 같습니다. 저가시장을 공략하기 위해 새로운 프로세서를 개발한 것이 아니라 기본적인 펜티엄II코어를 기반으로 셀러론을 탄생시켰기 때문입니다. 하지만, 셀러론은 펜티엄II와의 가격 차별정책을 펴기 위해서 일부러 낮은 L2캐쉬와 몇 가지 기능을 불가능하게 만들었습니다. 물론, 그중에 듀얼 기능도 사용하지 못하게 했죠. 하지만, 보통 마더보드에서는 펜티엄II와 셀러론의 차이를 VCC전압의 차이로 감지를 하게 됩니다. 펜티엄 II는 VCC전압이 2.8볼트이고 셀러론은 2.0볼트입니다. 이 차이로, 여러분이 부팅하였을 경우에 전압을 체크하여 셀러론인지 펜티엄II인지가 인식되고 물론, 기능도 제약을 받게 됩니다. 이런 원리를 이용하여서 간단하게 펜티엄II처럼 셀러론에서 2.8볼트의 전압을 흐르게 함으로써 마더보드에서 펜티엄II로 인식하게 하는 것입니다.
셀러론 프로세서를 듀얼로 만드는 방법 셀러론 프로세서는 앞에서 살펴본 바와 같이
Socket 370 PPGA와 Slot-1 SEPP방식의 두가지 방식이 있었습니다.
간편하고 안전한 Socket 370 PPGA 개조 개조전에 컨버터 보드 구매에 신경을 써야 합니다. MSI에서 나온 MS-6905개열은 오버클러킹은 물론이고, 납땜을 하지 않아도 되겠끔 AN15에 구멍이 뚫어져 있습니다. 필자도 이 카드를 사용하여 손쉽게 절연테이프로 AN15를 붙이고 나머지 BR1#에만 납땜을 했습니다. [그림 8] 셀러론 프로세서의 BR1#의 위치 우리가 지금 할 일은 프로세서의 BR1#부분을
컨버터 보드의 B75와 연결을 하는 것입니다. 하지만, 프로세서를
컨버터 보드에 부착하였을 경우에 프로세서의 핀이 컨버터 보드
뒤의 부분과 일치되므로 결국은 컨버터 보드에서만 작업을 하면
됩니다. 만약의 경우에는 컨버터 보드를 교환하면 되므로, 컨버터
보드의 시중가격은 1만원에서 1만 5천원정도면 되므로 실패했을
때도 경제적인 손실이 Slot-1 SEPP보다 적습니다. 또한, 나중에
중고로도 팔 수가 있습니다. Slot-1 SEPP는 드릴로 보드에 구멍을
내야하므로 중고로 팔 수 없다는 단점이 있습니다. [그림 9] 컨버터 보드의 뒤 부분 그림8과 그림 9에서 보듯이 BR1#와 결국 AN15에
연결되어 있는 것입니다. 그러므로 AN15는 BR1#입니다. 또한, MSI제품의
컨버터 보드는 그림 9에서 보듯이 B75부분이 구멍이 있는 것이 보일
것입니다. 보통 다른 컨버터 보드는 AN15와 B75부분을 동시에 납땜을
해야하지만, 여기서는 AN15부분만을 납땜하면 되므로 한결 손쉽게
해결 할 수 있습니다. [그림 10] 컨버터 보드의 뒤 부분 납땜준비 컨버터 보드를 납땜하기 전에 그림 10과 같이
절연테이프 가운데에 약간의 구멍을 칼로 냅니다. 물론, AN15가
보일 정도로만, 구멍을 내고 그 위에 덮어씌우면, AN15만이 나오게
됩니다. 그리고 납땜을 하면 됩니다. 납땜시 선이 붙지 않는다고
너무 오랫동안 인두를 컨버터 보드에 대고 있으면, 열로 인해 보드가
망가지게 되므로, 주의하시길 바랍니다. 납땜이 성공적으로 끝나면,
칼로 절연테이프를 조심스럽게 잘라내면 됩니다. [그림 11] 납땜을 완료한후 그림 11은 납땜을 완료한 후 그림입니다. 이렇게함으로써
BR1#과 B75과 연결되어서 마더보드에 2.8볼트의 전압을 보낼 수가
있게 됩니다. [그림 12] 완성된 프로세서 보드에 설치 두 개다 납땜을 완료한 후에 그림 12와 같이
조심스럽게 마더보드에 설치합니다. 이때 납땜한 선이 떨어지지
않도록 각별한 주의를 기울여야 합니다. [그림 13] 두 개의 셀러론 프로세서 보드에 설치 그림 13가 같이 설치가 완전하게 된 연후에는 컴퓨터를 부팅을 시킵니다. 필자가 구입한 썬더보드는 우선적으로 최신 바이오스로 업그레이드를 시켰습니다. 보통 보드의 플래쉬바이오스를 업그레이드하기 위해서는 해당하는 플래쉬 바이오스 라이터와 바이오스 데이터파일을 도스로 부팅해서 실행시켜주기만 합니다. 가지고 계신 보드에 따라서 각 보드 회사의 홈페이지에서 가지고 있는 보드들의 자세한 정보와 프로그램을 얻을 수가 있습니다. [그림 14] 부팅시 셀러론 프로세서를 두 개로 인식하는 메시지 그림 14는 Celeron(tm) x2, 333A MHz라는 메시지가 나타나는 화면입니다. 듀얼 보드에서는 부팅시 듀얼 프로세서를 표시하여 줍니다. 만약 나타나지 않으면, 전선의 연결이 잘 되어 있나 다시한번 확인을 하시길 바랍니다.
위험하지만, 사용할 수 있는 Slot-1 SEPP 개조 먼저, 프로세서의 덮게를 조심스럽게 불리하고 나서 개조를 시작합니다. 앞의 개조와 다르게 0.5mm드릴이 필요합니다. 손쉽게 드릴핀은 몇 천원이면 쉽게 구할 수가 있습니다. 이 드릴을 이용해서 프로세서의 BR1#코어와 보드를 연결하는 핀을 드릴로 제거함으로써 2.0볼트를 보드에 공급하는 것을 차단합니다. [그림 15] SEPP셀러론 프로세서에 BR1# 핀 연결 끊기 먼저 맨위의 프로세서 앞면을 볼 수 있습니다. 그림 15의 A에서 BR1#를 조심스럽게 뚫어나갑니다. 원리는 그림 15의 B에서 보듯이 핀을 깎아 내서 프로세서코어부분과 기판에 연결을 끊어버리는 것입니다. 위치는 그림 15의 C를 보면 알 수 있습니다. 지금 그 위치를 이 작업을 거치게 되면, 일단은 프로세서를 중고로 팔지 못하게 되어서 프로세서교체에 어려움이 따릅니다. 또한, 잘못해서 프로세서의 코어를 건드리게 되면, 셀러론 프로세서 사용할 수 없는 지경까지 가므로, 상당한 주의를 기울여야 합니다. 이런 방법을 사용해야 하므로 SEPP를 이용하는 것은 추천하지 않습니다. PPGA의 경우에는 혹 실패했을 경우에도 컨버터 보드만 교체하면 되고 나중에 중고로 다시 프로세서만 판매가 가능하므로, 좀 더 경제적입니다. 이 작업을 마치고 나면, PPGA에서 했던 것처럼 BR1#부분과 B75부분을 절연선으로 연결해야 합니다. 이 작업은 PPGA와 약간 다릅니다. PPGA에서는 바로 기판 뒤면에서 B75와 연결을 했습니다만, 기판 뒷면의 BR1#부분의 연결을 드릴로 끊어버렸기 때문에, 기판 앞면의 프로세서 코어에서 직접 연결을 해서 프로세서 기판의 구멍을 통해서 다시 뒷면으로 선을 B75로 연결해야 합니다. 이때, PPGA기판처럼 구멍이 나있지 않기 때문에, 마더보드 슬롯에 들어가는 접합부분에 납땜을 해야 합니다. 이 경우 선이 굵으면, 설치시 밀려 나오므로 주의해서 납땜을 해야 합니다. [그림 16] BR1#중심으로 B75와 RP6연결하기 그림 16의 A에서 보듯이 기판 앞면의 프로세서
코어에 직접연결을 하고, 다음에 옆의 구멍을 통해서 기판 뒷면으로
선을 돌린 후, 그림 16의 B에서 보듯이 B75에 납땜을 합니다. 선일
지나가는 기판에는 절연테이프로 붙여주는 것인 혹시 있을지 모르는
단락(Short라고도 하지요)을 미연에 예방할 수 있습니다. [그림 17] 연결이 완료된 상태 그림 17과 같이 깨끗하게 연결이 완료된 상태입니다. 물론, 이 작업을 프로세서 두 개 다 해주어야 합니다. 이 모든 작업이 끝나면, 보드에 프로세서 두 개를 붙여 부팅을 시켜보면 됩니다.
Socket 370 PPGA 개조의 유의점 먼저, 컨버터 보드를 고를 때 유의를 해야 합니다. 대부분의 컨버터 보드가 듀얼사용이 가능하고 보드에 따라서는 오버클러킹도 아주 잘 됩니다. 하지만, 몇몇 제품은 안돼는 경우가 있습니다. GIGABYTE GA-6R7, A-MAX 35-7721-00-01(35-7712-00-02은 됩니다.), CHAINTECH S370, QDI Socket370 CPU CARD등은 듀얼이 작동이 안되므로 유의하시길 바랍니다. 또한, ASUS S370, ABIT AB-RS370, MAGIC-PRO Socket370 adapter, SOLTEK SL-02A, SOLTEK SL-02A등의 컨버터 보드는 설명한 PPGA개조 작업외에 56옴의 저항을 이용한 추가 작업을 해야 하므로 추천하지 않겠습니다. 특히, 앞에서도 언급했지만, B75부분에 구멍이 나있는 것으로 MSI MS-6905와 ECS Smart Adapter를 적극 추천합니다. 저희 실험실에도 벌써 3대의 듀얼 셀러론 프로세서 컴퓨터를 만들었습니다. B75부분에 구멍이 없는 상태로 납땜을 한다는 것은 정말 힘듭니다. 또한, 납땜을 해도, 마더보드에 설치시 선이 밀려서 빠져버리므로, 원활한 작업이 어렵습니다. 저희는 솔텍 컨버터 보드를 두 개를 망쳤고, MSI와 ECS Smart Adapter를 사용해서 성공적인 작업을 마쳤습니다. 컨버터 보드 구입시에 B75부분을 확인하시길 바랍니다.
리눅스로 부팅... SMP커널을 설치하고 나서 리눅스를 부팅하면
아래와 같은 부팅메세지가 나옵니다. Linux version 2.2.5-15smp (root@porky.devel.redhat.com)
(gcc version egcs-2.91.66 19990314/Linux (egcs-1.1.2 release))
#1 SMP Mon Apr 19 22:43:28 EDT 1999 물론, 빠르게 지나가기 때문에 메시지를 볼 수는 거의 없죠. [root@nea /root]# dmesg | less 또한, 엑스윈도우에서 System Information으로
듀얼을 확인할 수 있습니다. [그림 18] GNOME의 System Information [그림 19] Detailed System Information Detailed System Information에서 여러분들의
듀얼 리눅스박스에 좀 더 자세한 내용을 볼 수 있습니다. 보통 CPU0과
CPU1로 두개의 CPU가 나타납니다. [그림 20] Xconfigration에서 나타나는 듀얼 설정 옵션
성능분석 우선 사과의 말씀을 드립니다. 제가 가지고 있는 시스템이 한정이 되어있기 때문에 개인적으로 펜티엄II와 듀얼 펜티엄II와 셀러론과 듀얼 셀러론과의 비교를 리눅스에서 정확하게 할 수 있는 데 한계가 있었습니다. 대신, [그림 21] 듀얼 펜티엄II와 듀얼 셀러론 펜티엄II의 성능분석 위의 벤치마크를 보면 여러가지 면에서 차이가 크게 없는 것이 보입니다. 사실 엔티를 사용했기 때문에 성능차의 폭이 크지 않았다고 생각이 됩니다만, 셀러론도 어느정도의 성능 향상이 있음을 알 수가 있습니다. 특히, 초반 셀러론은 캐쉬가 없었기 때문에 단지, MMX프로세서에 불과했습니다만, 펜티엄II의 핵심기술인 MMX명령지원과 캐쉬지원을 다 가지고 있는 셀러론은 셀러론이 아닌 펜티엄II와의 비교에서 거의 같은 성능을 내는 것이 이상한 점은 아닐 것입니다.
후 기 현재, 필자가 사용하는 듀얼 컴퓨터는 몇 달전에
23만원대의 타이얀 썬더2 듀얼보드와 프로세서와 컨버터 보드값
20만원을 주고 산 컴퓨터입니다. 나머지 부품은 약간 교체를 하기는
했지만, 핵심적인 부품의 가격대가 40만원정도였습니다. 또 하나의
보드는 솔텍 듀얼보드를 구입했습니다. 비록 타이얀 썬더2가 LX이지만,
스커지가 있는 것에 비해 솔텍은 스커지 어뎁터가 없는 것으로 샀지만,
가격대가 30만원대로 안정적이어서 값싸게 살 수가 있었습니다.
모든 듀얼 셀러론 펜티엄을 본체만 100만원대로 구입을 했습니다.
보드가 큰만큼 케이스에 좀 더 신경을 써서 구입을 하셔야 합니다.
파워도 너무 적은 용량을 고르면 안되죠. 일단 높은 성능의 부하를
견디는 시스템을 저가로 구입하기 위해서 한 번쯤 고려해 보는 것도
좋은 방법일 것입니다. 높은 가격의 데슈츠나 지온보다는 저렴한
듀얼 셀러론 리눅스 박스가 더욱 더 여러분의 서버를 안정적이고
데이터베이스 처리를 더욱 효과적으로 처리하도록 도와줄 것입니다. ◆ 참고 자료 |