AMD 대역폭 탐구기
오늘은 AMD 600번대, 800번대 메인보드 대역폭에 대해 이야기할게. 내가 이 사안에 대해 고민하게 된 계기, 메인보드에 SSD를 3개 이상 설치하려다 보니까 대역폭 문제를 고민할 수밖에 없었어. 참고로 내가 사용하는 메인보드는 아수스 B650E-E.
M.2 슬롯이 총 4개 있어. 이 중에 별표로 표시한 3번 슬롯이 PCIEX16 1번 슬롯과 대역폭을 공유해. 3번 슬롯에 SSD를 설치하면 그래픽카드가 꼽히는 PCIe 슬롯이 5.0 16배속에서 5.0 8배속으로 속도가 떨어져. ...대역폭 공유 형태는 회사마다, 제품마다 다 달랐어! 자세한 사항은 각자 자신의 메인보드 설명서를 읽어 봅시다.
5.0 16배속과 8배속의 차이.
64GB/s 차이가 나. 수치로 보면 굉장한 차이구나. 하지만 실사용에서는 수치만큼의 성능 격차가 나타나지 않았어. 가령 PCIe 4.0 16배속을 지원하는 RTX 4090을 들어,
24종 게임에서 측정한 평균 프레임을 점수화 했을 때(테크파워업 자료), PCIe 3.0 16배속까지는 성능 격차가 2% 밖에 나지 않았어. ..‘밖에’라고 표현하기에는, 4090에서 2% 차는 제법 큰 차이인가? 판단은 여러분에게 맡기겠습니다.
다빈치 리졸브 (영상편집 프로그램)으로 측정한 자료를 보면,
4.0x16과 3.0x16간 격차가 1%도 나지 않아.
그러니 PCIe 5.0 16배속을 유지하기 위해 굳이 골몰하지 않아도 될 것 같아. ...하지만 사람 마음은 그렇지 못하니까! 속도가 떨어지면 찝찝합니다! 더욱이 우리가 왜 돈 더 주고 X870E, X870, X670E, B650E를 구매했습니까? PCIe 5.0 16배속 슬롯에 그래픽카드를 꼽기 위해서 아닙니까! 앞으로 나올 엔비디아 5000번대 제품에 대비하기 위해서!
한편 아수스 B650E-E기준, M.2 슬롯 중에 3개는 CPU가 직접 관장하고, 나머지 1개는 메인보드 칩셋(P21)에서 통제하더군. 메인보드 칩셋을 거쳐서 들어가는 슬롯의 속도가 살짝 떨어진대. 아무래도 장치 하나를 더 거치니까.
더욱이 메인보드 칩셋은 M.2 슬롯 외에도 여러 장치를 관리하는 동시에, 특히! P21칩셋과 CPU간 최대 대역폭이 PCIe4.0 4배속이야. 원천 대역폭 치고 갑갑한 걸! 가령 메인보드 칩셋이 관장하고 있는 슬롯에 PCie4.0 4배속 SSD를 연결하면, 이미 원천 대역폭을 다 써버려. (이론상으로는). 여기에 사타를 4개 다 끌어 쓰고, 인터넷을 연결하고, 전면 USB까지 모조리 꼽았다 치면 병목이 생길 거잖아?
X870E, X670E, X670처럼 칩셋을 2개 사용하는 보드는 대역폭 문제가 더욱 복잡했어.
P21칩셋 2개를 그저 연속 연결해 놓은 형태야. 각 칩마다 대역폭이 PCIe 4.0 4배속이고, 최종단 CPU로 들어가는 대역폭도 PCIe 4.0 4배속이고, 문외한이 내가 봐도 숨이 턱 막힌다. 아무리 X870E 칩셋이 PCIe4.0 4배속 장치를 2개 지원한다 한들, CPU로 들어가는 대역폭에 막혀서 속도가 감소하지 않을까?
대역폭 문제를 해결하려면 근본적으로 AMD가 CPU 설계를 개선해야겠구나. CPU가 받아들일 수 있는 원천 대역폭을 늘려야만 숨이 트이겠어. 헌데 안타깝게도 9000번대 CPU는 7000번대와 동일한 내부 대역폭을 지녔더군.
이상한 점, 최신 X870E와 X870보드에서 끌어올 수 있는 PCIe 레인 숫자가 기존 600번대보다 줄어들었어. 왤까? ...추측하건데 대역폭 개선 없이 USB 4를 탑재한 탓에 가용 PCIe 레인이 줄어든 것 같아.
상황이 이런 터라 800번대 메인보드에서 레인 공유 문제가 더욱 불거졌구나.. 그런데 상대적으로 여유로운 확장성을 지닌 제조사가 있으니, 바로 애즈락! 애즈락 X870E 노바의 경우 메인보드 칩셋에 PCIe 4.0 4배속 M.2 슬롯을 3개나 넣었더라고.
어떻게 메인보드 칩셋에 PCIe 4.0 4배속을 3개나 넣을 수 있었지? AMD가 공식적으로 밝힌 범위를 넘어선 거잖아? 애즈락은 규격 외인가? 특수한 기술? 아니면 꼼수? ...혹은 내가 대역폭에 대해 잘못 이해하고 있는 건가? 모르겠어...
애즈락이 진짜 X870E 칩셋, 참고로 800번대 칩셋은 600번대와 동일한 P21(Promontory21)이야. 하나도 발전하지 않았어! ...진짜로 PCIe 4.0 4배속을 3개 넣었다 쳐. 그래서 사용자가 여기에 4.0 4배속 SSD를 3개 넣었다 쳐. 과연 제 속도가 나올까? ...안 나올 것 같아. X870E 칩셋에서 CPU로 들어가는 최종 관문 대역폭이 PCIe 4.0 4배속에 불과하니까. 오히려 극한의 병목 현상 때문에 컴퓨터가 불안정해질까봐 걱정인걸.
이상, 대역폭. SSD를 여러 개 사용한다면, 외장장치를 여러 연결한다면, 꼭 따져봐야겠구나.
번외. 아수스에게 쓴소리 하고 끝낼게. ..기가바이트, 애즈락은 제품설명서에 따박따박 레일 도표를 게시해 놓았건만, 아수스는 아무 설명도 없어! B650E-E 사타 단자를 ASMEDIA 컨트롤러로 관장한다는 사실을 제품 구입 하고 나서야 알 수 있었어! 직접 써 보고 나서야! ...에라이 아수스! 오만방자하도다! 기본이 안 됐다! 듣고 있나 아수스!
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Impact of GPU PCI-e Bandwidth on Content Creation Performance | Puget Systems
AMD Zen 4 및 소켓 AM5 설명: PCIe 레인, 칩셋, 연결성 | 테크파워업 (techpowerup.com)
X870E, X870, X670E, B650E PCIE M.2 레일 공유 한방 정리 (youtube.com) (소울시커)
풍신의길
그래서 인텔로 가야 하나 싶던데요