마이컴 1993년 7월호 - 신기술 시리즈, 데이터의 새로운 통행로, VESA 지역버스(VL-BUS)

 

 

 

 

 

 마이컴 1993년 7월호 - 신기술 시리즈 

 데이터의 새로운 통행로, VESA 지역버스(VL-BUS) 

 

 

 

왜 버스가 중요한가

버스(Bus)라는 단어를 접했을 때 독자들은 이 단어가 일반 시내 버스의 단어와 글자가 같다는 생각을 가장 먼저 했을 것이다. 글자 모양도 같게 생겼지만 뜻에 있어서도 대단한 연관성을 갖고 있다. 

 

우리가 버스를 타고 이곳 저곳을 다닐 때 도로가 좁으면 그만큼 버스의 속도가 느려진다. 즉 도로가 8차선이냐 4차선이냐에 따라서 한꺼번에 지나갈 수 있는 버스의 숫자가 8대도 될 수 있고 4대도 될 수 있는데, 8대의 버스가 한꺼번에 지나게 되는 8차선 도로에서 그만큼 빨리 달릴 수 있다.

마찬가지로 컴퓨터에도 데이터가 왔다 갔다 하는 차선이 있는데, 그 차선이 넓으냐 좁으냐에 따라 그만큼 속도가 빨라지기도 하고 느려지기도 한다. 바로 데이터가 지나가는 길을 컴퓨터에서의 버스라고 한다.

즉 차선의 수가 차의 속도를 조정 할 수 있듯이 컴퓨터의 버스 방식 역시 데이터를 이동시키는 속도를 좌우하게 된다. 버스의 넓이는 한번에 지나갈 수 있는 비트 수에 따라 정해지는데, 그 비트 수가 많을수록 컴퓨터는 빨리 작동하게 되는 것이다.

 

 

지역 버스 방식이란

각 버스들은 데이터를 전송시키는 장소에 따라 CPU 버스, CPU 외부/내부 버스, 확장 버스 등으로 나뉜다. 확장 버스는 주변기기 버스, I/O 버스, 데이터 버스 라고도 불리며 CPU와 주변 장치 사이에서 데이터를 이동시키는 경로를 뜻한다.

 

다른 버스들과 마찬가지로 확장 버스도 8비트, 16비트, 32비트의 넓이를 갖고 있다. 만약 시스템의 확장 버스가 8비트 버스이면 사용 가능한 보드도 8비트용으로 제한된다. 16비트라면 8비트용과 16비트용을 함께 사용할수 있으며, 32비트라면 8비트부터 32비트까지 모두 사용할 수 있다.

이렇게 데이터를 내보내는 방식에 따라 ISA(Industry Standard Architecture) 버스, EISA(Extended Industry Standard Architecture) 버스, MCA(Micro Channel Architecture), 지역 버스 등으로 나뉘는데, 가장 최근에 많은 제조 업체들이 도입하고 있는 버스 방식은 지역 버스(Local Bus)이다.

 

지역 버스는 좀 더 빠른 시스템의 처리 속도를 내기 위해 새롭게 채택된 버스 방식이다. 지역 버스는 ISA 버스 방식에서 발생하게 되는 교통 체증을 좀 더 빠르게 하고자 하는 시도에서 만들어진 것으로, CPU와 슬롯 사이를 직접 연결하는 방식을 말한다.

 

지역 버스가 하는 일은 바쁜 ISA 버스를 앞질러 하나의 마더 보드나 확장 보드에 직접적인 경로를 제공하는 것이다. 이것은 러시아워 때 교통 체증을 피하기 위해 일방 통로 대신에 샛길을 택하는 것이라 생각하면 쉬울 것이다.

 

지역 버스는 분명 처리 속도에 있어서 괄목할 정도의 향상을 보였다고 하더라도 그 버스 나름대로의 표준안이 마련되어 있지 않아 상호 호환이 불가능하다. 그 중에서 다른 독자적인 버스 도안들에 비해 빠른 처리 속도를 보여 많은 회사들이 채택하고 있는 대표적인 방식으로, 베사 지역 버스(VESA Local Bus), PCI(Pe ripheral Component Interconnect), 퀵링 (QuickRing) 등이 있다.

 

이 가운데 요즘 PC 분야에서 가장 큰 관심을 모으고 있는 베사 지역 버스를 중심으로 지역 버스의 작동 원리와 이점을 알아보자.

 

 

 

 

베사 지역 버스 (VESA Local Bus)

지역 버스 기술이 많은 사람들의 관심을 모으기 시작한 것은 그리 오래 되지 않았다. 하지만 지역 버스 기술이 PC에 응용되기 시작한 것은 상당히 오래되었다. 1991년에는 NEC에서 지역 버스 방식을 지원하는 컴퓨터를 발표하기도 했다.

 

분명 ISA 버스 방식에 비해 지역 버스가 처리 속도가 뛰어나고 수행 능력도 좋았지만, 개발 당시에는 그렇게 커다란 인기를 끌지 못했던 것은 그때의 컴퓨터 환경이 아직 지역 버스를 사용할 만큼 고기능의 컴퓨터가 필요하지 않았기 때문이다.

 

그러나 점차 그래픽이나 음악 데이터 등 용량이 큰 파일들로 작업하는 경우가 늘게 되자 ISA 버스 방식으로는 대용량의 데이터를 제대로 처리하기가 어렵게 되었다. 이에 따라 점차 지역 버스에 대한 관심이 높아지기 시작했고 이제 486 이상의 고기능 PC를 사용하기에는 ISA 버스 방식보다는 지역 버스를 채택한 컴퓨터가 훨씬 능률적으로 일을 처리할 수 있다.

 

현재 델, 노스게이트, 휴렛팩커드, DEC나 다른 많은 제조 업체들은 지역 버스 시스템을 채택하고 있는데, 최근까지 모든 지역 버스 도안은 각 업체들이 독자적인 버스 방식을 도입해 왔다.

 

몇가지 방식은 적은 비용으로도 비디오와 데이터의 병목 현상을 해결하고 여러가지 수행을 해냈으나, 다른 대부분의 지역 버스 방식은 ISA 버스 방식보다 처리 속도가 조금 향상되었을 뿐이었다.

독자적인 지역 버스 방식의 채택에 있어 또 다른 문제점은 사용자가 어댑터 카드를 사용하는데 있어 그 도안에 따라 많은 제약을 받게 된다는 것이었다.

 

모든 디자인들은 각자의 지역 버스 확장 슬롯을 사용하거나 마더보드 상에 직접 지역 버스 주변 장치들을 통합하도록 되어있다. 그래서 만약 사용자가 지역 버스 방식을 그대로 채택하면서 더 빠른 비디오 카드로 업그레이드시키고자 할 때, 사용자들은 그 제조 회사가 선택해 주는 카드만 사용해야 했다.

이런 독자적인 방식들의 문제점을 해결하기 위해서 비디오 전자 표준 협회 (VESA : Vedio Electronics Standard Associate)는 시스템과 어댑터 제조 회사들을 위해 표준 지역 버스의 기준을 만들었다.

 

1992년 가을, ATI와 칩스 & 테크놀로지사, 마이크로닉스, 쳉 연구소, 그리고 많은 시스템과 주변기기 제조 업체의 후원으로 VESA는 베사 지역 버스 라고 불리는 지역 버스 버전을 발표했다.

 

베사 지역 버스 기준은 표준 지역 버스 커넥터와 시스템 아키텍처를 통일하는 것인데, 그것은 많은 제조 회사들의 베사 지역 버스 어댑터 카드가 어떤 베사 지역 버스 시스템에서도 작동할 수 있게 하기 위해서이다. 이제 베사 지역 버스가 왜 ISA 버스 방식에 비해 데이터를 빨리 처리하게 되는지 그 작동 원리를 알아보자.

 

 

 

베사 지역 버스 어떻게 작동하나

새로운 기술을 익힐 때 그 이전의 역사나 방식에 대해 알지 못하면 새 것을 제대로 이해하기가 어렵다. 어떤 비교도 할 수 없기 때문이다. 베사 지역 버스를 제대로 이해하기 위해 우선 ISA 버스가 어떻게 데이터를 이동시키는지 살펴보면 베사 지역 방식의 성능 향상에 대해 훨씬 쉽게 알 수 있을 것이다.

 

시스템의 내부는 CPU의 외부 클럭 속도로 외부의 램 캐시, 시스템 램, ISA 버스 콘트롤 로직 등 모든 구성 요소들이 CPU와 연결되어 있다.

 

일단 데이터가 CPU로 받아들여 지면 이 데이터들은 32비트의 CPU 버스를 통과하여 신호를 내보낸다. 램 캐시와 시스템 램은 요구하는 데이터를 보내거나 받아들이는 작업을 하면서 동시에 CPU로부터 받아들인 신호를 해독한다. 이때까지는 32 비트의 데이터가 한 번에 움직일 수 있다.

해독된 명령어들은 실행되기 위해 I/O 슬롯으로 넘어가야 하는데, ISA 명령어들은 ISA 버스의 콘트롤 로직 칩을 반드시 통과해야만 한다. 그러면 ISA 버스 콘트롤 로직 칩으로부터 데이터는 적당한 ISA 주변 장치로 보내지고, 그 ISA 주변 장치는 신호를 해독하여 명령에 대응한다.

 

이때 ISA 버스의 콘트롤 로직 칩을 통과하면서 속도가 현저히 감소하고 데이터 병목 현상을 일으키게 된다. 그것은 ISA 버스 콘트롤 로직 칩을 통과하면서 지금까지 32비트로 들어오던 데이터를 내보낼 때엔 16비트의 데이터로 보내게 되기 때문이다.

 

이에 따라 계속 32비트의 데이터가 들어오고 나갈 때는 16비트로 나가게 됨에 따라 그 안은 데이터가 너무 많이 차게 되고 속도도 그만큼 떨어지게 되는 것이다.

 

그러면 이제 지역 버스는 데이터를 어떻게 이동시키는지 살펴보자. 베사 지역 버스 역시 ISA 버스 방식과 마찬가지로 데이터를 받아들여 32비트 CPU 버스를 통해 신호를 내보낸다. 그 신호는 램 캐시, 시스템 램 등으로 가게 되는데 이때 ISA 버스 방식에서는 콘트롤 로직 칩으로 모이게 되지만, 베사 지역 방식에서는 직접 베사 지역 버스 주변 장치들로 신호를 보낸다.

 

따라서 램 캐시, 시스템 램, 주변 장치들은 CPU의 신호를 동시에 해독하게 되고 베사 지역 버스 카드는 신호를 즉시 실행시키게 된다.

 

ISA 버스 방식에서는 콘트롤 로직 칩을 통과하여 ISA 버스 주변 장치들로 가게 되지만, 베사 지역 버스 방식에서는 CPU에서 바로 베사 지역 버스 주변 장치로 가게되므로 그 만큼 속도가 빨라지게 된다. 더구나 콘트롤 로직 칩에서는 16비트로 데이터가 나오게 되지만, 베사 지역 버스 방식에서는 CPU에서 주변 장치로 갈 때도 32비트의 데이터가 한꺼번에 전송된다.

 

 

 

비디오 처리는 지역 버스가 최고

윈도우 액셀러레이터 카드는 비디오 속도를 빠르게 해주는 반면에 해상도가 낮으며 컬러 표현에 있어 제약을 받게 된다. 만약 사용자가 해상도와 지원 색상을 올리려고 하면, 그 카드는 더 이상 비디오 카드의 역할을 할 수 없게 된다. 그것은 데이터 이동시 병목 현상이 일어나기 때문이다.

 

대부분의 비디오 카드는 8MHz 16비트의 ISA 확장 버스를 채택하고 있다. 데이터가 큰 파일의 경우 지역 버스가 더욱 필요하게 되는데, 특히 비디오 파일의 경우 ISA 버스 방식에 비해 훨씬 뛰어난 그래픽 처리가 가능하다.

 

CPU에서 콘트롤 로직 칩에 의해 데이터가 나누어지는 표준 ISA 확장 버스와는 달리, VESA 지역 버스는 마치 램처럼 32비트 경로를 가로질러 직접적으로 CPU와 의사 소통을 하게 된다.

 

표준 ISA 버스는 16비트 넓이의 통로를 통하여 데이터를 통과하게 하여, 대략 초당 8메가바이트의 데이터가 이동할 수 있지만, 실제는 3메가바이트나 5메가바이트로 초당 처리 속도가 떨어진다.

 

8.33MHz 32비트 EISA 버스는 다소 낫지만 역시 초당 33메가바이트 정도 밖에 처리할 수 없다. 그러나 486DX/33에서 지역 버스는 최고 33MHz의 속도를 낼 수 있고, 초당 132메가바이트의 데이터를 이동시킬 수 있다.

 

 

더 나은 버스 방식 추구

베사 지역 버스는 ISA 버스에 비해 처리 속도와 실행면에서 많이 향상되었다. 또 지역 버스 중에서는 가장 많이 사용되고 있는 표준이기도 하다. 하지만 베사 지역 버스가 언제까지 사용될 지는 아무도 알 수 없 다. 여러 업체에서 이미 베사 지역 버스 방식을 많이 채택하고 있지만, 또 다른 분야에서도 더 나은 버스 표준안을 만들기 위해 노력하고 있다.

지난 92년 6월 인텔은 또 다른 지역 버스 표준안으로 PCI를 제창했는데, IBM, DEC, NCR, 컴팩 등과 여러 유명 회사들의 후원을 받고 있다. 또 아직 사용 불가능한 애플의 지역 버스 방식도 그 처리 속도가 빠른 것으로 알려졌다.

 

이렇게 제창되는 표준안 역시 어떤 것이 지역 버스의 표준안으로 정착될 지 모르는 일이다. 지역 버스 표준안에 대한 앞길은 불확실하지만, 사용자들은 어느 시스템에서건 자신이 처리하고자 하는 모든 일을 빨리, 원하는 대로 할 수 있기를 바란다는 것만은 확실하다.

 

 

 

 

 

이글은 지금은 없어진 컴퓨터 잡지, 마이컴 1993년 7월호 기사에서 발췌한 내용입니다

 

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