퀵패스 인터커넥트

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파일:attachment/NUMA/nehalem.jpg
인텔 네할렘 마이크로아키텍처의 QuickPath Interconnect로 구성한 NUMA 구조.

1. 개요
2. 상세



1. 개요[편집]


QuickPath Interconnect(QPI)는 인텔 코어 i 시리즈부터 사용했던 인터페이스 장치이며 주로 프로세서간 버스로 사용했다. 코어2 시리즈까지 사용했던 Front-side Bus를 대체했다.

2017년 인텔은 Mesh Interconnect Architecture와 Ultra Path Interconnect(UPI)를 개발해 스카이레이크 마이크로아키텍처에 반영하면서 QuickPath Interconnect를 대체했다.


2. 상세[편집]


서버 같은 다중 소켓 시스템들의 x86 CPU들은 데스크탑과 같이 Front-side Bus로 노스 브릿지 칩셋을 통해 메모리와 연결되어 있었다. 그러나 Front-side Bus는 Gunning Transceiver Logic(GTL)이라는 원시적인 방식으로 데이터를 주고 받고 있었으며 프로세서간 버스를 공유한다는 단점이 있었다. 게다가 프로세서간 캐시 메모리와 지역 메모리의 데이터가 일관성이 없었기 때문에 병목 현상이 심했다. 인텔은 이 문제를 해결하기 위해 클럭을 올리기도 하고 GTL+와 AGTL+(Advanced GTL+)를 개발하기도 했으며, 쿼드펌핑(Quad-pumping)[1] 기술도 개발했을 뿐만 아니라, 제온의 플랫폼 허브 컨트롤러 칩셋(노스 브릿지 칩셋)에 Snoop Filter를 넣어 프로세서의 요청이 들어올 때마다 버스를 스위칭하기도 하는 등 Front-side Bus를 지속적으로 개량해 왔으나 결국 한계에 봉착했다.

AMD는 이를 해결하기 위해 1999년 Digital Equipment Corporation에게 EV6 버스 인터페이스를 라이선스 받아 버스 공유 문제를 해결했으며, 2001년 하이퍼트랜스포트(HyperTransport) 기술을 개발해 Cache-Coherent NUMA 아키텍처를 개발하는데 성공했다. 이덕에 AMD는 옵테론으로 서버 시장에서 선전할 수 있었다.

인텔도 이를 보고 2001년에 컴팩에게서 인수한 알파 프로세서 사업 부문이었던 알파 개발 그룹(Alpha Development Group, 現 Intel Massachusetts Microprocessor Design Center)을 통해 2004년부터 Cache-Coherent NUMA 아키텍처 개발에 들어갔다. 2008년에 완성했는데, 개발 완성 이전에는 Common System Interface로 알려졌으나, 완성 후 인텔은 QuickPath Interconnect로 이름을 지었다. 인텔 네할렘 마이크로아키텍처에 반영되었다.

QuickPath Interconnect의 대역폭은 과거 Front-side Bus에 비하면 넓을 뿐만 아니라 ccNUMA를 구현했기 때문에 다중 소켓 제온 시스템 서버의 병목 현상을 크게 개선했다. 네할렘에서는 2.4GHz 클럭부터 시작했으나, 하스웰 마이크로아키텍처에서는 4.8GHz까지 지원했다. Double Date Rate였고, 버스폭은 16~20비트이며 전이중 통신(full-duplex) 방식이었다.

한편 CPU간 연결이 필요 없는 플랫폼에서는 네할렘 마이크로아키텍처의 경우 QuickPath Interconnect를 CPU와 X58 칩셋간 통신으로 사용했다. X58 칩셋의 역할은 PCI Express 컨트롤러간 라우팅이었으며, 이마저도 일반 데스크톱용 프로세서였던 린필드 인텔 코어 i 시리즈 CPU들은 PCI express 컨트롤러가 CPU 내부로 들어갔기 때문에 쓰이지 않았다. QuickPath Interconnect 때문에 AMD는 그나마 앞서던 대역폭에서까지 인텔에 밀리다가 2017년 ZEN 마이크로아키텍처에서 Infinity Fabric을 도입하면서 다시 경쟁할 수 있게 되었다.

참고로 인텔은 플랫폼 허브 컨트롤러 칩셋(노스브릿지 칩셋) 또는 CPU와 I/O 허브 컨트롤러 칩셋(사우스 브릿지 칩셋)간 통신은 2004년 인텔 펜티엄4 시리즈부터 지금까지 Direct Media Interface(DMI)를 사용한다.

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[1] 한 클럭 주기 동안 4번의 데이터를 주고 받는 것.