컴퓨터 하드웨어 듀얼(Dual) 시스템

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2008. 10. 29.

컴퓨터 하드웨어 듀얼(Dual) 시스템

요즈음 컴퓨터 분야에서 ‘듀얼’이라는 단어를 자주 듣게 됩니다. AMD나 인텔에서 출시할 ‘듀얼 코어’의 새로운 프로세서도 그렇고, 메모리를 한 쌍으로 꼽아주는 ‘듀얼 채널’도 듀얼이라는 단어가 들어가는 것들입니다.

듀얼(Dual)이라는 말은 두 개라는 뜻으로 한 쌍이라는 의미로 사용됩니다. 그렇다면 컴퓨터에서 이러한 듀얼이라는 단어와 연관된 것들은 무엇이 있을까요?

프로세서를 두 개로 연결하여 사용하는 듀얼 프로세서(Dual Processor)

듀얼 프로세서는 하나의 컴퓨터에 두 개의 프로세서를 장착하여 사용하는 기술로 상당히 오래 전부터 사용되었던 기술입니다. 하나의 프로세서로 낼 수 있는 성능은 한계가 있기 때문에 프로세서를 두 개로 연결하여 보다 빠른 계산능력을 만들어내는 것 입니다.

PC분야에서는 인텔 80386 프로세서 때부터 사용되었으며 지금도 널리 사용되고 있습니다. 인텔 제온(Xeon) 프로세서나 AMD 옵테론(Opteron) 프로세서가 바로 그것이며 일부는 듀얼을 넘어 4개, 8개까지 장착할 수 있기도 합니다.

듀얼 프로세서 기술이 적용된 AMD 옵테론 프로세서와 인텔 제온 프로세서

듀얼 프로세서는 두 개의 프로세서가 하나의 메모리와 장치를 공유하기 때문에 실제 성능이 2배가 되지는 않습니다. 하지만 연산을 많이 해야만 하는 작업, 예를 들어 그래픽 연산이나 과학 연구와 같은 워크스테이션 분야에서는 널리 사용되고 있으며 서버 분야에서도 많이 사용되고 있습니다.

듀얼 프로세서 시스템을 갖추기 위해서는 고가의 듀얼 전용 메인보드가 필요합니다.

다만 게임이나 문서 작성과 같은 작업에서는 듀얼 프로세서는 큰 효과를 보지 못합니다. 사용하는 프로그램 자체가 듀얼 프로세서를 지원해줘야 하기 때문이며 설령 지원한다 할지라도 그 효율이 낮으면 듀얼 프로세서의 의미 자체가 없기 때문이죠. 그런 경우라면 듀얼 프로세서 시스템을 구성하기 위해 필요한 높은 비용(프로세서 비용과 전용의 고가 메인보드, 그리고 메모리)을 사용하는 것보다 고성능의 싱글 프로세서 시스템을 구성하는 것이 훨씬 낫습니다.

메모리를 두 개로 연결하여 사용하는 듀얼 채널(Dual Channel) 메모리

원래 듀얼 채널이라는 것이 메모리에 한정하여 사용되는 것은 아닙니다. 채널(Channel)이라는 말이 텔레비전에서 가장 많이 사용되는데 컴퓨터에서 사용되는 경우 ‘경로’라는 의미로 분석될 수 있으며 메모리 채널은 메모리와 프로세서간의 경로입니다.

듀얼 채널 메모리 기술이라는 것은 이러한 경로가 2배로 되어 있다는 것으로 한 쌍으로 구성된 메모리마다 하나의 채널이 있어 한 쌍의 채널이 구성된다는 뜻입니다. 메모리 채널이 두 배가 되는 경우 메모리가 데이터를 이동할 수 있는 경로의 폭(대역폭)은 두 배가 될 수 있고 이러면 보다 많은 정보를 주고 받을 수 있으니 성능은 당연히 향상됩니다.

사용하는 메인보드의 메모리 소켓 개수가 짝수이고 색깔별로 구성되어
있다면 듀얼 채널 메모리 기술을 지원할 가능성이 높습니다.

다만 듀얼 채널 역시 성능이 무조건 2배가 되지는 않습니다. 메모리 채널이라는 것이 항상 데이터로 채워져서 전송되는 것이 아니기 때문이죠. 예를 들어 차가 많이 다니는 도로를 2차선에서 4차선으로 넓히면 교통이 원활해 지겠지만 차가 거의 다니지 않는 도로를 넓힌다고 해서 나아지는 것은 거의 없는 것과 마찬가지입니다.

일부 메모리 제조사에서는 듀얼채널용 제품으로 두 개의 메모리를 패키지화 하여 판매하기도 합니다.

하지만 메인보드와 프로세서가 듀얼 채널 메모리 기술을 지원한다고 하면 메모리 역시 한 쌍으로 설치해 주는 것이 좋습니다. 많은 데이터를 주고 받아야 하는 상황, 예를 들어 게임이나 멀티미디어 데이터 처리시 성능이 나아지기 때문입니다.

그래픽카드를 두 개로 연결하여 사용하는 SLI(Scan Line Interlacing)

그래픽카드 두 개를 연결하여 사용하는 SLI 기술은 듀얼이라는 말을 사용하지는 않습니다. 하지만 SLI 기술 역시 그래픽카드를 두 개로 연결하는 것으로 듀얼 그래픽카드라고 부를 수도 있으므로 듀얼이라는 단어와 연관된 기술이라고 할 수 있습니다.

SLI 기술을 지원하는 메인보드는 두 개의 PCI 익스프레스 16배속 슬롯을 갖추고 있습니다.
이 슬롯에 SLI를 지원하는 그래픽카드 두 개를 꼽아주면 SLI를 구현할 수 있습니다.

SLI 기술은 10여년전 지금은 엔비디아사에서 인수가 된 3DFX사의 부두(Voodoo) 그래픽카드에서 제공하던 아주 오래된 기술입니다. 물론 엔비디아사에서 3DFX사를 인수했기 때문에 지금의 SLI 기술이 적용된 그래픽카드를 우리가 접할 수 있는 것일지도 모릅니다.

3D 그래픽을 처리하기 위해서는 그래픽 프로세서 유닛(Graphics Process Unit)이라는 것이 필요합니다. 이를테면 그래픽카드의 CPU라고 생각하면 됩니다. 하지만 하나의 GPU에서 처리할 수 있는 양은 한계가 있습니다. 그래서 그래픽카드 두 개를 연결하여 각각의 역할을 분담하는 것이 바로 SLI 기술의 원리입니다

우리가 보는 모니터 화면은 픽셀이라는 작은 점으로 구성되어 있는데 이러한 점들이 모여서 가로선을 만들어 내며 선들이 모여 하나의 화면을 만듭니다. SLI 기술에서 하나의 그래픽 카드는 홀수선을 다른 하나의 그래픽카드는 짝수선의 화면을 처리하는 것입니다. 물론 사용자는 두 그래픽카드가 처리한 홀수선과 짝수선이 결합된 화면을 볼 수 있습니다. 자연스럽게 전체적인 성능은 향상되고 보다 빠른 처리가 가능해집니다.

SLI 기술을 지원하는 그래픽카드는 카드 윗 부분에 왼쪽 사진과 같은 커넥터가 있습니다.
이 커넥터를 오른쪽의 장치(골드핑거)로 연결해 줘야 SLI 기능이 정상적으로 동작합니다.

SLI 기술 역시 성능이 2배가 되지는 않습니다. 두 개의 그래픽카드가 결합되기 위한 인터페이스와 SLI 처리를 위한 부하 등으로 실제 효율은 그보다 훨씬 낫습니다. 하지만 중저가의 그래픽카드 두 개를 연결하여 고가의 그래픽카드 성능을 낼 수 있다면 상당히 매력적일 수도 있습니다. 물론 가격대비 비용적인 부분에서 정확하게 따져 보고 선택하는 것이 중요합니다. 더구나 SLI를 구현하는 경우 두 개의 그래픽카드가 정확하게 동일한 것이어야만 하기 때문이죠.

두 개의 하드디스크를 연결하여 사용하는 RAID 기술

두 개의 하드디스크 드라이브를 연결하여 사용하는 레이드(RAID) 기술은 목적에 따라 두 가지로 분류를 할 수 있습니다. 성능을 높이기 위한 ‘레이드 레벨 0’ 또는 스트라이핑(Stripping)과 안정성을 높이기 위한 ‘레이드 레벨 1’ 또는 미러링(Mirroring)이 바로 그 것입니다.

메인보드에 RAID 기능만 제공된다면 IDE나 시리얼 ATA 방식에
무관하게 스트라이핑이나 미러링을 만들 수 있습니다.

우선 스트라이핑은 두 개의 하드디스크 드라이브에 하나의 자료를 반으로 나누어 저장하는 기술로 성능을 향상시키는데 목적을 두고 있습니다. 하나의 데이터를 두 개로 작게 나누어 각각의 하드디스크에 저장하게 되면 보다 빨리 저장할 수 있으며 반대로 읽어올 때도 보다 빠르게 읽어올 수 있기 때문이죠.

예를 들어 200GB의 하드디스크 드라이브 두 개를 스트라이핑으로 구성하는 경우 400GB의 용량이 구성되며 읽고 쓰는 성능도 이론상 2배가 될 수 있습니다. 물론 스트라이핑 역시 이론상 두 배의 성능이 나와야 하지만 실제로는 그렇지 않습니다. 하지만 용량을 두 배로 만들 수 있고 대용량의 파일을 전송할 때는 확실히 높은 성능을 기대할 수 있습니다.

하드디스크 드라이브 2개를 연결하여 스트라이핑 또는 미러링을 구현하기
위해서는 반드시 동일 회사의 동일 모델을 사용해야 합니다.

그에 비해 미러링은 하나의 자료를 두 개의 하드디스크 드라이브에 똑같이 저장해서 안정성을 확보하는데 목적을 두고 있습니다. 하나의 하드디스크 드라이브가 고장이 난다 할지라도 다른 하나의 하드디스크에 동일한 데이터가 저장되기 때문에 바로 데이터를 복원할 수 있기 때문이죠. 데이터베이스나 연구자료 등의 중요한 자료라면 미러링으로 간단한 백업 시스템을 구축할 수도 있습니다.

두 배의 용량을 저장할 수 있는 듀얼 레이어(Dual Layer) DVD-R 기술

DVD 레코딩에 사용되는 듀얼 레이어 기술은 일반적으로 사용하는 싱글 레이어 DVD 미디어와 달리 두 개의 데이터 레이어를 가지고 있어 두 배의 저장공간을 가지고 있습니다.

듀얼 레이어 디스크는 8.5GB의 거대한 용량을 저장할 수 있습니다.
가격은 일반 미디어에 비해 상당히 고가입니다.

싱글 레이어 미디어가 4.7GB의 용량을 가지고 있는 반면 듀얼 레이어 미디어는 8.5GB의 용량을 저장할 수 있습니다. 이것은 싱글 레이어 두 장을 이용해 저장했던 동영상 등을 한장에 간편하게 담을 수 있는 편리함을 제공합니다.

참고로 듀얼(Dual) 레이어와 더블(Double) 레이어는 다른 용어입니다. 더블 레이어는 디스크의 양면을 사용할 수 있는 것으로 보통 라벨면이 없이 디스크를 뒤집어서 저장할 수 있는 특징이 있습니다. 우리가 흔히 사용하는 디스크는 '싱글 사이드 싱글 레이어'나 '싱글 사이드 듀얼 레이어' 디스크입니다.

이 밖의 듀얼 기술들

이 밖에도 두 개의 파워 서플라이를 사용하는 듀얼 리던던트(Dual Redundant) 파워 서플라이 기술은 하나의 파워 서플라이가 고장난다 할지라도 다른 하나의 파워 서플라이가 고장난 파워 서플라이를 대처할 수 있는 기술로 컴퓨터를 정지시키지 않고 파워 서플라이를 교체할 수 있습니다.

두 개의 파워 서플라이가 내장된 리던던트 파워 서플라이는 하나가 고장나도
다른 하나가 역할을 대신하여 전원 공급을 멈추지 않고 계속할 수 있습니다.

두 개의 바이오스를 사용하는 듀얼 바이오스(Dual BIOS)는 바이러스를 공격하는 바이러스로부터 메인보드를 보호할 수 있는 기술로 하나의 바이오스가 바이러스로부터 공격을 받았을 때 다른 하나의 바이오스가 대처할 수 있는 기술로 지금은 거의 사용되지는 않고 있습니다.

듀얼 바이오스는 바이오스를 공격하는 바이러스나 사용자의 실수로
바이오스가 파손되는 경우를 대비하여 만들어진 기술입니다.

고해상도의 디지털 모니터를 위한 듀얼 링크(Dual Link) DVI 라는 기술도 있습니다. 하나의 디지털 DVI 포트로는 지원할 수 있는 해상도가 한계가 있기 때문에 두 개의 링크를 연결하여 고해상도의 디지털 DVI 출력을 할 수 있도록 합니다. 애플컴퓨터의 30인치 시네마디스플레이와 같은 모니터의 경우 2560x1600이라는 초고해상도를 사용하는데 이 모니터를 사용하기 위해서는 듀얼 링크 DVI 기술을 지원하는 그래픽카드를 사용해야만 합니다.