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이번 Hot Chips의 발표 자료로 Bulldozer와 Bobcat의 CPU 아키텍처를 대략적으로 확인할 수 있었다. Bulldozer 아키텍처의 핵심은 2개의 CPU 코어를 통합한 CPU '모듈'로 2스레드를 실행한다. 1개의 CPU 모듈안에 2개의 정수 코어(Integer Core)와 L1캐시를 갖추어 2스레드를 병렬로 실행하며 부동 소수점 유닛(FP Units)이나 명령 디코더(Instruction Decoder), L2 캐시 등은 CPU 모듈에 1개 또는 1그룹씩으로 2스레드의 공유 자원이 되고 있다. 1코어로 2스레드를 실행하는 인텔의 Hyper-Threading과 같은 SMT(Simultaneous Multithreading) 기술과는 달리 각각의 스레드의 정수 연산을 실행하는 코어는 완전하게 분리되어 있다. 

또한 2개의 정수 연산 코어 각각에 정수 연산 파이프가 2개, 로드/스토어의 주소 생성 파이프가 2개로 구성 된다. 2코어로 공유되는 부동 소수점 연산 유닛부는 2개의 128-bit SIMD(Single Instruction, Multiple Data) 형태의 부동 소수점(FMAC) 유닛과 2개의 SIMD형 정수 연산 유닛을 갖추고 있다. 

눈에 띄는 것은 명령과 데이터 각각의 프리패치를 강화하고 연산 유닛의 효율을 높이고 있는 점이다. 분기 예측도 강화되고 있는 것 외 Intel CPU의 Macro-Fusion 과 같은 동등한 기능 등 명령 디코드 로테이션도 강화되고 있다. 전력 효율 기능에서는 32nm 버전 K10 부터 내장되는 파워게이팅이 Bulldozer에도 채용되어 본격적으로 강화된 터보 모드도 탑재된다. 그러나 소문에 돌고 있던 트레이스 캐시 등의 채용은 없다.  

전체적으로 Bulldozer는 예상대로 스레드 성능을 중시한 코어로 같은 규모의 Intel CPU보다 multi-thread 성능은 높아질 가능성이 있다. 그 반면 정수 연산계 파이프를 기존의 K7/K8/K10 계열 보다 얇게 구성하여 싱글 스레드 성능에는 불한한 요소가 있다. 그러나 AMD는 Bulldozer의 설계가 IPC(Instruction-per-Clock)의 스위트 스팟을 노린 것이며 클럭당 게이트수를 줄이는 것도 목적이라고 설계 의도를 설명한다. Bulldozer는 명령의 병렬도가 높은 CPU 코어와 비교하면 IPC는 떨어지나 전력 소비당 IPC 효율이 높고, 동작 주파수도 오를 것이라 추측된다.

부동 소수점(FP) 연산 유닛은 코-프로세서(Co-Processor)적인 발상으로 만들어져 있다. 불도저의 FP유닛은 정수 유닛에 종속되는 형태로 로드/스토어 명령도 정수 유닛측에서 실행되어 FP 유닛내에는 L1 데이터 캐시도 갖추지 않고 로드 버퍼만을 갖는다. 연산 파이프는 2개의 128-bit SIMD(Single Instruction, Multiple Data) 형태의 부동 소수점(FMAC) 유닛과 2개의 128-bit SIMD형 정수 연산 유닛, 부동 소수점 연산계열과 정수 연산계열이 분리되어 있다. 또, 부동 소수점 연산 파이프는 다수의 스레드의 명령을 1 사이클에 혼재할 수 있는 SMT(Simultaneous Multithreading)로 실행이 되어 있다. 2개 스레드의 부동 소수점 연산 명령을 동시에 실행할 수 있다는 점.   

Bulldozer 모듈의 L2캐시는 2개의 정수 코어로 공유되고 있다. L1과 L2의 데이터 프리패치는 크게 강화되었다. 규칙적인 데이터를 프리패치하는 스트라이드 베이스드(Stride-Based) 뿐 만 아니라 데이터가 불규칙 적으로 어려운 경우에도 대응할 수 있는 프리패치를 갖춘다. 또, 예측에 의해서 데이터 대역을 압박하는 프리패치를 로드되는 양에 따라 유지시키는 메커니즘도 갖춘다.  

전력 효율 기능에서는 모듈 단위로 전원을 완전하게 OFF 할 수 있는 파워게이팅을 탑재한다. AMD는 6코어 CPU 투반에 이미 터보 모드를 적용했다. 투반의 터보 모드는 3코어 단위로 동작하지만 Bulldozer의 터보 코어는 이것보다 더 세부적으로 확장되고 있는 것으로 보인다.  

Bulldozer의 이점은 코어의 갯수라는 multi-thread 퍼포먼스다. AMD는 Intel의 6코어(12스레드) CPU에 Bulldozer 베이스의 8코어(4모듈) CPU를 대응, Intel의 상위 10코어(20스레드) CPU에는 16코어(8모듈, 2다이) CPU를 대응 시킬것이라 추정된다. 서버 전용의 Bulldozer 8코어는 Valencia(발렌시아), 16코어는 Interlagos(인터라고스), 데스크탑 전용의 8코어는 Zambezi(잠베지).   

Interlagos는 DDR3 쿼드 메모리 채널의 소켓 G34, Valencia는 DDR3 듀얼 메모리 채널의 소켓 G32. 모두 GPU 코어는 통합하지 않고, CPU 코어와 노스 브릿지의 기능을 탑재한 CPU로, 지원하는 메모리는 DDR3의 새로운 차기 스펙인 1.25V의 지원이 추가된다.