인텔 쿼크

1. 개요

인텔 쿼크는 인텔이 개발한 저전력 프로세서 제품군이다. 첫 번째 제품은 32nm 공정의 X1000 SoC로, 400MHz 클럭 속도, 다양한 인터페이스, 16kB SRAM, DDR3 메모리 컨트롤러를 갖췄다. 2014년에는 쿼크 코어를 기반으로 한 소형 마이크로컴퓨터 인텔 에디슨이, 2015년에는 웨어러블 기기용 인텔 큐리 모듈이 출시되었다. 쿼크 제품군은 2019년 1월 단종이 발표되어 2022년 7월 최종 출하되었다. 쿼크 X1000에는 세그멘테이션 오류를 일으키는 버그가 존재했다. 쿼크 프로세서에는 X, D, SE 시리즈가 있으며, 인텔 에디슨은 쿼크 프로세서 대신 아톰 프로세서를 사용했다.

2. 역사

인텔 쿼크 라인의 첫 번째 제품은 최대 400 MHz의 클럭 속도를 가진 단일 코어 32 nm X1000 SoC이다. 이 시스템은 PCI 익스프레스, 시리얼 UART, I²C, 패스트 이더넷, USB 2.0, SDIO, 전원 관리 컨트롤러, GPIO를 포함한 여러 인터페이스를 포함한다. 16 kB의 온칩 임베디드 SRAM과 통합 DDR3 메모리 컨트롤러가 있다.

2014년 1월, 인텔은 쿼크 코어를 기반으로 하는 마이크로컴퓨터인 인텔 에디슨을 발표했다. 인텔 에디슨은 SD 카드 크기의 폼 팩터에 와이파이 및 블루투스 기능을 탑재했다.

2015년 1월, 인텔은 웨어러블 기기용으로 설계된 인텔 큐리 모듈을 발표했다. 인텔 큐리는 쿼크 SE 코어를 기반으로 하며, 80 kB SRAM과 384 kB 플래시를 갖추고 있다. 단추 크기의 초소형 폼팩터에 6축 가속도계, DSP 센서 허브, 블루투스 LE 장치 및 배터리 충전 컨트롤러를 통합했다.

2019년 1월, 인텔은 쿼크 제품군의 단종을 발표했으며, 2019년 7월까지 주문을 받아 2022년 7월에 최종 출하를 완료했다.

2.1. 세그폴트 버그

인텔 쿼크 SoC X1000에는 특정 상황에서 세그폴트를 일으키는 버그(#71538)가 존재한다. 인텔은 컴파일된 코드에서 LOCK 접두사(단일 스레드 프로세서에서는 필요하지 않음)를 생략하는 방식으로 이 문제를 해결했다. Yocto 프로젝트를 사용하여 빌드된 것과 같은 소스 기반 임베디드 시스템은 컴파일 시점에 이 해결 방법을 통합할 수 있지만, 데비안과 같은 범용 리눅스 배포판은 이 버그의 영향을 심각하게 받는다. 이러한 해결 방법은 멀티스레딩을 지원하기 위한 바이너리에서 제대로 작동하려면 LOCK 접두사가 필요하므로 구현하기가 쉽지 않다.

3. 프로세서 목록

"Lakemont"는 여러 쿼크 시리즈 프로세서의 프로세서 코어를 지칭하는 데 사용되었다.

모든 모델은 i586 명령어 집합과 x87 FPU 및 NX 비트를 지원한다. X10x1 모델의 경우 -40°C ~ +85°C, X10x0 모델의 경우 0°C ~ +70°C의 온도 범위를 가진다. X102x 모델에서는 보안 부팅을 지원한다. 1개의 16비트 채널을 갖춘 DDR3 컨트롤러, 2개의 PCI-Express 2.0 컨트롤러 (각 1 레인), 2개의 USB 2.0 호스트 포트와 1개의 USB 2.0 장치 포트를 갖춘 USB 컨트롤러, 2개의 10/100 Mbit 이더넷 컨트롤러, SDIO 3.0, eMMC 4.41 및 SD 3.0을 지원하는 통합 메모리 카드 리더, SPI, UART (시리얼 포트) 및 I2C를 지원하는 시리얼 I/O를 탑재했다.

32비트 x86 명령어 집합의 제한적인 하위 집합만 구현한다(예: 세그먼테이션, BCD/문자열 명령어, AF/PF 플래그, `XCHG`는 지원되지 않음).

i586 명령어 집합을 지원하며, x87은 지원하지 않는다.

i586 명령어 집합을 지원하며, x87은 지원하지 않는다.

3.1. Lakemont (32 nm)

"Lakemont"는 여러 쿼크 시리즈 프로세서의 프로세서 코어를 지칭하는 데 사용되었다.

3.1.1. Clanton

모든 모델은 i586 명령어 집합과 x87 FPU 및 NX 비트를 지원한다. X10x1 모델의 경우 -40°C ~ +85°C, X10x0 모델의 경우 0°C ~ +70°C의 온도 범위를 가진다. X102x 모델에서는 보안 부팅을 지원한다. 1개의 16비트 채널을 갖춘 DDR3 컨트롤러, 2개의 PCI-Express 2.0 컨트롤러 (각 1 레인), 2개의 USB 2.0 호스트 포트와 1개의 USB 2.0 장치 포트를 갖춘 USB 컨트롤러, 2개의 10/100 Mbit 이더넷 컨트롤러, SDIO 3.0, eMMC 4.41 및 SD 3.0을 지원하는 통합 메모리 카드 리더, SPI, UART (시리얼 포트) 및 I2C를 지원하는 시리얼 I/O를 탑재했다.

3.1.2. Silver Butte

32비트 x86 명령어 집합의 제한적인 하위 집합만 구현한다(예: 세그먼테이션, BCD/문자열 명령어, AF/PF 플래그, `XCHG`는 지원되지 않음).

3.1.3. Mint Valley

i586 명령어 집합을 지원하며, x87은 지원하지 않는다.

3.1.4. Atlas Peak

i586 명령어 집합을 지원하며, x87은 지원하지 않는다.

4. 제품

4.1. X 시리즈

2013년10월 3일 발표된 인텔 쿼크 X 시리즈는 32nm 공정 기술로 제조되었으며, MMX 및 SSE를 지원하지 않는다. 개발 코드명은 Clanton이다. 최초의 쿼크 제품은 싱글 코어 32nm X1000 SoC로, 최대 400MHz 클럭 주파수를 갖는다. 이 시스템은 PCIe, UART, I2C, Fast Ethernet, USB 2.0, SDIO, PMC 및 GPIO와 같은 여러 인터페이스를 제공하며, 512KB의 내장 SRAM과 통합 DDR3 메모리 제어 장치를 칩에 탑재했다. X1000 프로세서를 사용하고 256MB 메모리를 갖춘 아두이노 호환 개발 보드인 인텔 갈릴레오가 출시되었다.

4.2. D 시리즈

인텔 쿼크 D 시리즈는 Silver Butte와 Mint Valley 두 가지 제품군으로 나뉜다.

Silver Butte 제품군은 D1000 모델을 포함한다. D1000은 1개의 코어와 1개의 스레드를 가지며, 32MHz로 작동한다. TDP는 0.025W이며, 8KB의 eSRAM 내장 메모리를 갖추고 있다.

Mint Valley 제품군은 D2000 모델을 포함한다. D2000은 D1000과 동일하게 1개의 코어 및 스레드, 32MHz 클럭 속도, 0.025W TDP, 8KB eSRAM을 제공한다.

4.3. SE 시리즈

2015년 1월 6일 인텔 쿼크 SE C1000가 발표되었다. 인텔 큐리(Intel Curie) 모듈 및 아두이노 101 보드에 탑재되었다.

인텔 쿼크 SE C1000는 384KB의 플래시 메모리와 80KB의 SRAM, 6축 모션 센서 (가속도계, 자이로), 블루투스 로우 에너지를 탑재하고 있다. 아두이노 101 보드에는 32MHz CPU, 196KB 플래시 메모리(사용자 이용 가능 영역), 24KB SRAM(사용자 이용 가능 영역), 바이퍼OS RTOS(ViperOS RTOS) (윈드리버 시스템즈(Wind River Systems) 개발)가 탑재되어 있다.

5. 인텔 에디슨

2014년9월에 발표된 에디슨은 22nm 공정을 채택하여 SD 메모리 카드 크기에 시스템 전체가 들어간다. WiFi와 Bluetooth를 갖추고 있으며, 당초 쿼크 프로세서를 사용할 예정이었으나, 최종적으로 인텔 아톰 프로세서가 채택되었다. 쿼크 프로세서 사용 시 시스템 전체 소비 전력을 1W 이하로 하는 것이 목표였다.