요즘 저전력CPU에서 X86이 아닌 ARM이 뜨는이유는 무엇이라고 생각하나요? 그리고 x86아키텍처가 전력대비 성능이 떨어질까요?

글 주제와 연관성이 떨어집니다만...^^;

오히려 서버 시장에서 x86 프로세서의 점유는 계속 높아지는 추세입니다.

단지 사용 계층의 용도와 목적이 변화한 것이지요...

이미 ARM은 임베디드 분야를 꽉 잡고 있었기 때문입니다. 스마트폰이 유행이기에 조금 더 '일반 사용자'의 눈 안에 들어온 것일 뿐 ARM은 ARM입니다.
ARM 아키텍처의 장점은 임베디드 분야를 전제로 '최대한 간소화한' 아키텍처라는 점입니다. 즉, 군더더기가 없습니다. 군더더기가 없기에 전력 소비량과 발열에
심각하게 민감한 임베디드 분야에서 최적의 성능과 최적의 전력 소비량을 갖게 됩니다.

또한 ARM은 아키텍처를 만들 뿐 나머지 부분의 추가나 최적화는 개별 반도체 제조사의 영역으로 맡기고 있기에 용도에 따른 다양한 제품군을 만날 수 있습니다.
라이선스 계약을 맺는 것도 어렵지 않기에 사업 참여가 쉽습니다. x86은 라이선스 정책이 너무나 복잡해 만들 수 있는 제조사가 너무나 적습니다. 그러다보니
틈새시장을 공략한 제품을 만들기도 쉽지 않습니다. x86이라는 것은 규모의 경제가 되지 않으면 소화해내기 어려운 아키텍처입니다.

하지만 ARM이 만능의 아키텍처라서 x86을 잡아먹을 가능성은... 사실상 0에 가깝습니다. ARM 아키텍처는 워낙 간소화에 초점을 맞췄기에 반대로 성능 향상에
제한을 받습니다. 임베디드 영역 안에서라면 어떻게든 성능을 계속 올릴 수 있지만, 제대로 된 데스크탑 및 노트북 컴퓨터나 서버 시장을 잡아 먹을 수 있는
성능을 내지 못합니다. 이렇게 하려면 결국 x86과 비슷할 정도의 전력 소비량을 갖지 않으면 안됩니다. 그것이 ARM이 노리는 것일까요? 결코 아닙니다.

x86은 CISC에서 출발은 했지만 지금의 구조도 CISC이며 RISC와 다르다고 할 수 없습니다. 오히려 지금 세대의 x86은 RISC의 매우 많은 부분을 받아들인 복합 구조입니다.
또한 RISC라고 해도 Power6나 Power7같은 아키텍처는 상상을 초월(?)하는 전력 소비량을 자랑합니다. 물론 성능도 상상을 초월합니다만, 성능을 높이려면
어느 정도 전력 소비량이 늘어나야 합니다. ARM의 구조는 결코 x86이나 PPC의 주력 모델과 경쟁할만한 성능을 낼 수도 없고, ARM은 그러한 것을 지향하지도 않습니다.

추신: x86이 여러모로 확장을 해온 아키텍처이기는 하나, 무작정 전기를 먹기만 하는 아키텍처인 것은 아닙니다. 다만 경쟁 상대가 '임베디드' 시장에 있을 때만
문제가 될 뿐입니다. 지금의 코어 i5나 i7 프로세서의 idle 전력 소비량을 보면 몇 년전의 x86 프로세서보다 훨씬 적음을 알 수 있습니다. x86 역시 에너지 효율성에 대해
열심히 개선을 하고 있습니다. 다만 그 방향은 꽤 다른데, 인텔은 코어당 성능을 극대화하면서도 전력 관리 기능을 최대한 강화하여 평균 전력 소비량을 억제하는 방향을
택했고, AMD는 코어 하나의 최대 전력 소비량과 회로 크기를 줄이고, 대신 부족한 성능은 코어 수를 늘려 병렬 처리를 하도록 했습니다. 방향성으로는 AMD가 맞기는 하나,
현재 사용자들이 바라는 점을 가장 잘 이해한 것은 인텔입니다.

추신 2: 요즘은 이와 별도로 헤테로지니어스 코어가 주목받고 있습니다. 두 가지 또는 그 이상의 전혀 다른 아키텍처를 지닌 CPU를 하나로 묶는 것을 말하는데,
이렇게 하면 전력 효율성과 성능이라는 두 마리 토끼를 모두 잡을 수 있습니다. 예를 들어 성능에 그리 영향이 없는 단순 대기 작업이나 저해상도 영화 감상같은 것은 ARM을
쓰고, 이미지 편집이나 게임은 x86을 쓰는 형태입니다. 이미 이러한 구조는 실용화를 했는데, PS3 게임 콘솔에 들어간 CELL 프로세서 역시 이러한 구조를 갖고 있습니다.

코드명 Windows 8이라는 것이 ARM을 지원한다고 하는 것도 그냥 'ARM용 태블릿'을 생각한 것이 아니며, 이러한 헤테로지니어스 구조를 고려한 것으로 볼 수 있습니다.
Metro UI를 쓴 어플리케이션은 ARM으로 돌게 하고, 종전 Win32 어플리케이션은 x86 프로세서를 쓰도록 하면 간단한 작업은 최대한 저전력으로 하면서, 성능이 필요한 것도
복잡한 설정이나 재부팅 없이 실행할 수 있게 됩니다. 그 점에서 ARM과 x86은 철저한 경쟁자라고 볼 수는 없으며, 서로 부족한 면을 보완하는 관계에 가깝습니다.
한 때 인텔이 ARM 아키텍처를 라이선스하고(정확히는 DEC의 StrongARM을 인수), AMD도 ARM과 비슷한 MIPS 아키텍처를 쓰던 Geode(NS의 Geode 사업부 인수)를 내놓은 것도
x86만으로는 모든 프로세서 시장을 커버할 수 없다는 것을 잘 알았기 때문입니다.

kldp에 아키텍처 관련 쓰레드가 생기니 뭔가 어색하면서도 반갑네요. :)

아키텍처에 관심을 가지고 있는 한명의 엔지니어로서 유익한 글들을 올려 주신 분들께 감사드립니다.

다른 분들께서 생각하시는 것 처럼 저도 x86은 성능이 중시되는 곳에 적합하고, ARM은 저전력이 요구되는 곳에
적합하다는 의견에는 동의합니다. 하지만, Cortex-A15 SoC 칩들이 출시되면서 ARM의 고성능 타겟 머신에 적합
한지 한번 고려해 보아야 합니다.

우선 CPU 처리율만 따지만 Cortex-A15 시리즈 칩들은 기존 x86 아키텍처 CPU들과 맞먹습니다. 2.5GHz 4 core면
현재 제가 쓰고 있는 노트북보다 월등합니다. 메모리도 32 비트 아키텍처이지만 LPAE(Large Physical Address Extension)
를 사용하면 1 테라바이트까지 장착 할 수 있습니다.

하지만 ARM 칩셋들이 I/O 처리가 아직 x86에 비하면 멀었다고 생각합니다. 비디오, 네트웍, 저장장치등 높은
대역폭을 요구하는 디바이스들을 ARM 머신에서 사용 할 수 있을까요? 물론 각 디바이스에 특화된 ARM SoC 칩들도
있고, CPU 부하를 덜어 주기 위하여 아예 디바이스에 ARM CPU가 내장되어 나오기도 합니다.
하지만 이러한 빡센 I/O가 필요한 디바이스들을 ARM이 모두 수용 가능한지는 아직 의문입니다.

현재 Cortex-A15 시리즈와 64 비트까지 지원하는 ARMv8 아키텍처 칩 셋들이 나오면 CPU 처리량에서는 x86을 따라
잡았다고 봐도 무방할 것 같습니다. 앞으로 I/O 처리만 개선되면 x86이 사용되는 PC나 서버 시장도 충분히 장악
할 수 있을거라고 봅니다.

ARM의 장점이 저전력도 있지만 저는 낮은 발열 특징에 더 큰 점수를 주고 싶습니다.
별도의 쿨링 시스템이 필요하다는 것은 여러가지 면에서 손해를 보게 되죠. (전력, 소음, 공간등)

x86은 규모의 경제 때문에 커진 케이스입니다.
PC시장에서 대량으로 팔리다 보니 값이 싸져서 많은 사람들이 이곳저곳에 쓰게 되었고 거기다 성능이 올라가서 서버 요구사양 맞출 정도 되면서 서버 영역에서도 성능대비 싼값때문에 PA-RISC, SPARC, Power 시리즈들을 점점 밀어내고 있고요.
x86이 지금 어느정도까지 개량됐냐면 대형서버에 들어가는 Power시리즈가 x86보다 전기 더 퍼먹으면서도 실제 사용상의 성능은 오히려 떨어지는 일들이 벌어질 정도입니다. 돈의 힘이 무지막지하죠. -_-;
그런데 이 x86은 컴퓨터에 대해 모르는 많은 사람들이 쓰다보니 예전 소프트들과의 호환성이 중요하게 되었고 그때문에 예전것들을 다 지원하고 거기에 성능올리기 위한 신 명령어들을 추가하다 보니 명령어셋이 상당히 누더기(?) 입니다. 아키텍쳐만 보자면 이미 도태됐어야 할 아키텍쳐죠.

x86 특허는 꽤 많습니다. mmx, sse, sse2, sse3, x86-64만 해도 다 특허 -_-; 그나마 AMD, VIA는 인텔과 크로스라이센스가 체결되어 있어서 얘네들끼리는 어떤 특허든지 맘대로 써도 상관없는데 다른 회사가 들어올려면 특허료 내고 이들 특허 사용권을 전부 다 얻어야 합니다. 그리고 인텔은 이거 내줄 생각도 안하고 있지요. 보드칩셋 라이센스조차도 다른회사에 전부 다 안주고 있는데 특허도 줄 리 만무하죠. (아참. x86-64는 AMD에 특허 있어요)

여담으로 엔비디아가 자기네 통합플랫폼 구성하기 위해서 VIA 먹고 x86 시장 들어올려고 했던적이 있었는데 이 특허 때문에 포기했어요. 외장 VGA 시장이 점점 줄고 있고, 인텔과 AMD는 점점 통합 플랫폼에 통합 VGA로 가고 있어(다른회사 칩셋 못쓰게 하는중 -_-;) 얘네들이 지금 열심히 외치는게 GPGPU 일명 GPU 컴퓨팅, 이런것들이죠.

인텔이 한두번만 더 atom 과 같은 "실수"를 반복한다면 소비자 마켓에서는 ARM 에 완전히 자리를 내줄 수도 있다고 봅니다.

다들 알다시피, 최근 몇년 사이에 컴퓨팅의 패러다임이 완전히 바뀌어 버렸습니다. Mobile 과 cloud의 조합으로, 사용자에게 최대한 직관적이고 생활친화적인 인터페이스를 제공함과 동시에 여차하면 "복잡한" 일들은 다 클라우드로 넘겨버릴 수 있게 되었죠. ARM 이 활약하는 시장은 더이상 niche market 이 아닙니다. PC나 서버 이런 것들은 더이상 주류 시장이 아니죠. 요즘 웹서핑을 아이패드같은 태블릿으로만 하는 사람이 많듯 일반 사용자들이 책상 앞에 앉아서 하던 거의 모든 일들이 mobile 과 web 으로 옮겨지고 있습니다. ARM 이 기존의 시장에서 x86 을 대체하는게 아니라, x86 이 활약하던 desktop, program 중심의 기존 컴퓨팅 패러다임을 없애버리고 mobile, data 중심의 새로운 패러다임과 함께 밀고들어가고 있는 셈입니다. 즉 PC 에 ARM 을 집어넣는게 아니라, PC 를 없애버리고 ARM 을 장착한 스마트폰과 태블릿, 보다 더 가전기기와 비슷한 소형 기기들을 소비자의 집과 손에 들여놓는거죠.

비단 소비자 시장만이 아니라 그만큼 많은 돈이 굴러다니는 healthcare, military 쪽에서는 더욱 유리하다고 봅니다. 전에 micro-controller 로 하던걸 요새는 generic processor 로 하고 있죠. 이쪽에서는 battery 문제가 훨씬 더 중요하구요.

ARM 대비 x86 의 고전의 단 하나의 원인은 energy efficiency 인데, 앞으로 최소 몇년간은 이쪽에서 큰 발전이 이루어질 가능성이 별로 없다는 것을 감안하면, Intel 이 지금 정말 중요한 선택의 기로에 놓여 있다고 봅니다. ARM 을 선택하지니 완전히 헤게모니를 내주는거고, x86 의 energy efficiency 를 어떻게든 ARM 만큼 끌어올리거나 ARM 을 엎어버릴만한 새로운 architecture 를 ARM 이 새로운 시장을 전부 먹어버리기 전에 제시해야 되는데 전자는 잘 안되고 후자는 도박이죠.

이러한 흐름이 공고화된다고 가정하더라도, x86 이 cloud 의 backend로 어느정도 살아남을지도 모르겠습니다만, 그땐 이미 x86 을 선두주자로 보긴 어렵죠.

지금보면 인텔 cpu가 arm을 발라버릴거 같지만, (물론 1:1로 붙으면 발라버립니다)

암코어가 수십개씩 달라붙으면 성능도 그렇게 무시못할정도가 되는걸로 알고 있습니다

그리고 데이터 센터의 비용중 상당비용이 냉각비용이라는것인데

arm의 가장큰 장점은 발열과 저전력입니다. 이걸 바탕으로 서버시장도 잠식해갈거라고 조심스레 예상을 해봅니다.

또, 인텔칩에 비해서 싸거든요,, 라이센스도 그렇고,

기업입장에서도 소프트웨어만 보강하면, 클라우드서버 같은걸로 이용할 수 있기때문에,

충분히 메리트있습니다,, 그리고 가상화도 슬슬 진행이되어가는걸로 알고 있습니다.

여기서 windows 8까지 arm용으로 나오면 가상화부분에서도 날개를 달겠죠,,,

당장 사무용, 가정용 컴퓨터를 대체하지는 못하겠지만,

아마도 모바일을 중심으로 대체를 할것이고요,,

서버시장도 가격경쟁력을 바탕으로 x86쪽을 잠식해 가리라고 생각됩니다.

요즘 보면 비싼 cpu 1개를 가지고 쓰기 보다는 싸구려 cpu 수십개를 붙여놓아도 나쁘지 않거든요,,

멀티코어를 얼마나 효율적으로 제어를 하는가도 그렇고요,,

http://www.geek.com/articles/chips/arm-posts-cortex-a9-vs-atom-performance-video-intel-should-be-worried-2010016/

좌측이 ARM (Cortex-A9) + 크롬OS
우측이 ATOM (N270) + 윈도우환경

여기서 특기할 점은

(1) ARM=500MHz vs ATOM=1.6GHz 클락스피드로 각각 구동중
(2) ARM=별도의 그래픽 프로세서 미적용 vs ATOM=외부 그래픽 프로세서 적용

예전에 본 글입니다. 하위 호환성을 유지하느라 덕지덕지 누더기가 된 x86 아키텍처는, 그 복잡성 때문에 명령 집합을 사용하기에는 짜증날 수 있지만, 성능 면에서 보면 의외로 별로 문제가 안 된다는 주장입니다.

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또한, 요즘 x86 프로세서는 내부적으로 RISC 명령으로 변환되어 실행되기에, 순수 RISC보다 약간의 차이는 있겠지만, 그게 그거라고 합니다.

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출처: [기사] ARM, 64비트 ARMv8 아키텍쳐 발표

이 주장을 어떻게 생각하시나요? 저는 상당히 설득력이 있다고 봅니다. 그래서 전력 효율을 따져봤을 때 인텔 프로세서(x86이 아닙니다)가 우수할 가능성도 높다고 추측합니다. 인텔이 프로세서 하나는 잘 만드니까요.

x86 계열 프로세서가 ARM 계열 프로세서를 최소 전력 소모에서 앞서는 건 앞으로도 무리일 수 있겠지만, 단위 성능당 전력 소모를 계산해 보면 x86이 오히려 더 낮을 수도 있다고 봅니다. 하지만 윗 분들이 말씀하신 것처럼, x86 기반 시스템 온 칩이 상대적으로 적은 상황이고, 모바일 시장에서 ARM의 막대한 시장 점유율이 선점 효과를 일으키기 때문에 인텔이 따라잡기 어려운 것 같습니다.

프로그래밍 언어 관련 논쟁에서, '언어 명세가 성능을 좌우하는 게 아니라, 언어 구현이 성능을 좌우하는 것이다'라는 말이 있습니다. 그와 비슷하다고 생각합니다.

ps: 인용이 좀 이상하게 되네요.

막상 모바일 시장에서는 강세를 못보여 ATOM이 사실상 인텔의 실패작처럼 여겨지지만,
키오스크 타입의 임베디드나 셋톱 박스쪽에서는 ATOM만큼 좋은 CPU가 없습니다.

저전력, 저발열, 강한 PC와의 호환성. 그리고, 저렴한 가격.

이쪽 시장이 물론 모바일쪽보다는 작은 것은 분명하지만, 그래도 무시할 수 없는 수준의 시장입니다.

쉽게 우리 주변에서 찾아 볼 수 있는 ATM머신,POS, 엘리베이터나 혹은 편이점에 설치되어 있는 디스플레이 장치.

이쪽은 거의 ATOM이 잠식했다고 봐도 무방합니다.

그런데, 만약에 크롬OS나 혹은 안드로이드가 일반 PC 시장을 잠식하기 시작한다면,
현재 ATOM의 위치가 크게 위협받을 수 있을 수도 있습니다.

반면, 새로운 기술의 발전으로 ATOM 자체의 효율이 더 좋아 진다면, 오히려 mobile 시장을 넘볼 수 있을 수도 있구요.(이게 INTEL의 야심이죠)

리플이 하도 많아서 다 읽어보진 않았는데 "성능" 면에서 risc와 cisc를 어떻게 비교하신 건가요?

ARM도 아니고 MIPS 칩을 넣고 안드로이드 얹어서 내놨는데
100달러짜리... 후덜덜
퍼포먼스는 아무래도 좀 떨어지겠지만 가격대 성능비로 지존인 듯 합니다.
10만원 정도 주고 저걸 사서 한 일년 쓰다 버리면(?) 본전 뽑는 꼴인가요.