지오드
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1. 개요
지오드는 임베디드 시스템에 사용되는 x86 아키텍처 기반의 프로세서이다. 사이릭스에서 시작되어 내셔널 세미컨덕터를 거쳐 AMD에 매각되었으며, 저전력과 저가 설계를 특징으로 한다. 초기 MediaGX는 MMX를 지원하고, 이후 3DNow!와 MMX를 지원하는 등 기능이 향상되었다. Geode GX, LX, NX 등의 시리즈가 있으며, 씬 클라이언트, 임베디드 시스템 등에 활용되었다. 지오드 NX는 Athlon XP-M 기반으로 성능을 높였으며, 2009년 AMD는 후속 제품 출시를 중단했다. 리눅스 및 NetBSD 운영체제를 지원한다.
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| 지오드 - [IT 관련 정보]에 관한 문서 | |
|---|---|
| 기본 정보 | |
 | |
| 생산 시작 | 1999년 |
| 생산 종료 | 알 수 없음 |
| 최저 속도 | 180 MHz |
| 최고 속도 | 400 MHz |
| FSB 최저 속도 | 30 MHz |
| FSB 최고 속도 | 33 MHz |
| 제조 공정 (최소) | 0.15 μm |
| 제조 공정 (최대) | 0.35 μm |
| 설계 회사 | 알 수 없음 |
| 제조사 | 내셔널 세미컨덕터 |
| 코어 | 알 수 없음 |
| 소켓 | 소켓 A BGA 481 BGA 396 |
| 패키지 | BGA |
| 브랜드 | 알 수 없음 |
| 마이크로아키텍처 | 5x86 |
| 명령어 집합 아키텍처 | IA-32 |
| 확장 명령어 | MMX (명령어 집합) 3DNow! (GX2) |
| CPUID | 540h |
| 코드명 | 알 수 없음 |
| 코어 수 | 1 |
| L1 캐시 | 16 KiB 통합 (GXm/GXLV/GX1), 16 KiB 명령어 + 16 KiB 데이터 (GX2) |
| 이전 모델 | 사이릭스 MediaGX |
2. 역사적 배경
지오드는 1995년 사이릭스가 발표한 MediaGX 프로세서에서 시작되었다.[9] MediaGX는 당시 주류에서 벗어난 5세대 제품인 Cx5x86을 재활용한 것으로, 1997년에 출시되었다.[9] 팹리스 반도체 회사였던 사이릭스는 내셔널 세미컨덕터에 제조를 위탁했고, 실적 부진 등의 이유로 사이릭스 자체를 내셔널 세미컨덕터에 매각했다.[9]
사이릭스 5x86/6x86 아키텍처는 5세대 x86 프로세서인 펜티엄과 공통점이 많고, 일부는 6세대인 펜티엄 프로의 요소도 먼저 적용되었다.
내셔널 세미컨덕터 지오드는 MediaGX 코어를 기반으로 하며, 0.18μm CMOS 공정으로 제조되었다. 200~333MHz의 코어 속도, 1.6~2.2V의 코어 전압, 16KB의 L1 캐시를 갖는다. 소비 전력은 0.8W에서 1.2W 사이이며, 111MHz SDRAM과 CS5530A 주변 칩을 사용하고, 85Hz VGA 리프레시 레이트를 지원한다.[1]
내셔널 세미컨덕터는 고수익을 얻을 수 있지만 경쟁이 치열한 데스크톱 PC용 프로세서 개발 부문을 VIA에 매각하고, 남은 셋톱 박스용 제품인 MediaGX를 판매했으며, 이후 제품에서 '지오드'로 개칭했다.[9]
AMD는 라인업 확대를 위해 저전력 x86 프로세서가 필요했기 때문에 지오드를 인수했다.[9]
2009년, AMD는 지오드 프로세서에 대한 향후 마이크로아키텍처 업그레이드 계획이 없으며 후속 제품이 없을 것이라고 발표했지만,[15] 지오드 프로세서는 계속 구매할 수 있었다.[15] 2018년, 하드웨어 제조업체 congatec은 AMD와 계약을 체결하여 Geode 기반 플랫폼의 가용성을 연장했다.[9]
3. 아키텍처
지오드는 IA-32명령어 집합을 채용하면서 프로세스 룰의 갱신에 힘입어 소비 전력과 제조 원가가 낮게 억제된, 주로 임베디드용 프로세서이다. 그 성능은 현재의 PC나 서버용 프로세서와 비교하면 낮다. Geode NX를 제외한 지오드의 원형인 MediaGX의 기반은 인텔사의 펜티엄 호환·경쟁 프로세서인 Cx6x86이나 Cx5x86이며, MediaGX의 성능은 동등 클럭의 펜티엄 프로세서와 우열을 가릴 수 없지만 동등한 수준이다. 현재 지오드의 성능도 GeodeNX를 제외하고 단순 비교는 어렵지만 MediaGX/GXm의 발전 형태를 따른다.
초기 프로세서는 MMX나 3DNow! 등의 SIMD를 지원하지 않았지만, MediaGXm부터 MMX를 지원했으며, Geode GX 이후에는 3DNow!와 MMX를 지원한다. Geode NX에서는 3DNow! Professional 탑재로 SSE도 지원한다. 일반적인 IA-32 CPU에서는 별도의 칩셋(예: 노스브리지)으로 제공되는 기능을 1개의 칩으로 통합(SoC)한 제품이 존재한다는 것도 큰 특징이다.
4. 내셔널 세미컨덕터 지오드
내셔널 세미컨덕터/AMD SC1100은 사이릭스 GX1 코어를 기반으로 하며 CS5530을 사용할 수 있다.[1]
4. 1. 지오드 GXm
사이릭스 MediaGXm의 리브랜딩 버전으로, CPUID는 "CyrixInstead"를 반환한다.[1]
| 항목 | 내용 |
|---|---|
| 제조 공정 | 0.35 μm 4층 금속 CMOS[1] |
| 명령어 집합 | MMX[1] |
| 코어 속도 | 180, 200, 233, 266 MHz[1] |
| 전압 | 3.3 V I/O, 2.9 V 코어[1] |
| L1 캐시 | 16 KB 4방향 연관 쓰기 다시 쓰기 통합(I&D), 2 또는 4 KB는 통합 그래픽 코어(예: 비트블리트)에서 사용할 I/O 스크래치패드 RAM으로 예약 가능[1] |
| PCI 버스 상호 연결 | 30-33 MHz (CPU 버스)[1] |
| SDRAM 인터페이스 | 64비트[1] |
| 코어 설계 | 완전 정적[1] |
| 컴패니언 칩 | CS5530 (사운드 및 비디오 기능 구현)[1] |
| 아키텍처 | VSA[1] |
| 디스플레이 | 1280×1024×8 또는 1024×768×16[1] |
4. 2. 지오드 GXLV
미디어GX 코어 기반으로, 0.25µm 공정으로 제조되었다. 코어 전압은 2.2V, 2.5V, 2.9V이다. 16KB write-back 통합 L1 캐시를 가지고 있으며, 완전한 스태틱 설계가 적용되었다. 전력 소비는 2.2V/166MHz에서 1.0W, 2.9V/266MHz에서 2.5W이다.[1]| 항목 | 내용 |
|---|---|
| 코어 속도 | 166, 180, 200, 233, 266MHz |
| I/O 전압 | 3.3V |
| 코어 전압 | 2.2, 2.5, 2.9V |
| 전력 소비 | 2.2V/166MHz에서 1.0W, 2.9V/266MHz에서 2.5W |
4. 3. 지오드 GX1
'''지오드 GX1'''은 MediaGX 코어를 기반으로 하며, 0.18μm 공정으로 제조되었다. 16KB L1 캐시를 가지고 있으며, 111MHz의 SDRAM 메모리를 지원한다. CS5530A 주변 칩을 사용할 수 있고, 85Hz VGA 리프레시 레이트가 가능하다.[1]내셔널 세미컨덕터/AMD SC1100은 사이릭스 GX1 코어를 기반으로 하며 CS5530을 사용할 수 있다.[1]
| 항목 | 상세 내용 |
|---|---|
| 코어 | MediaGX |
| 제조 공정 | 0.18μm CMOS |
| 코어 속도 | 200, 233, 266, 300, 333 MHz |
| 코어 전압 | 1.6 ~ 2.2V |
| L1 캐시 | 16KB |
| 소비 전력 | 0.8W ~ 1.2W |
| 메모리 | SDRAM 111MHz |
| 주변 칩 | CS5530A |
| VGA 리프레시 레이트 | 85Hz |
4. 4. 지오드 GX2
지오드 GX2는 2001년 10월 내셔널 세미컨덕터가 마이크로프로세서 포럼에서 발표하였으며, 2002년 6월 중화민국의 컴퓨텍스(COMPUTEX)에서 처음 시연되었다.| 특징 |
|---|
| 0.15μm 공정 |
| MMX (명령어 집합)와 3DNow! 명령어 지원 |
| 16KB 명령어 캐시와 16KB 데이터 캐시 |
| 지오이드링크 아키텍처, 초당 6GB 칩 내부(on-chip) 대역폭, 초당 2GB 메모리 대역폭 |
| 64비트 PC133 SDRAM, DDR266 컨트롤러 내장 |
| 클럭 속도 266, 333, 400MHz |
| 3 PCI 마스터 지원 |
| 1600x1200x24비트 화면 표시(비디오 스케일링 지원) |
| CRT DAC, UMA DSTN/TFT 컨트롤러 내장 |
| 지오드 CS5535 또는 CS5536 주변 칩 사용가능 |
5. AMD 지오드
2002년 AMD는 내셔널 세미컨덕터 GX2의 제품명을 바꾸어 지오드 GX 시리즈로 발표했으며, 곧이어 667MHz로 작동하는 지오드 LX를 출시하였다. LX는 더 빠른 속도의 DDR 지원, 명령어 파이프라인 재설계, 좀 더 강력한 디스플레이 컨트롤러와 같이 많은 점이 개선되었다.[14] 또한 CS5535 I/O 주변 칩을 CS5536로 업그레이드하여 더 빠른 속도의 USB를 지원하게 되었다.
지오드 GX와 LX는 씬 클라이언트와 공업용 제어 시스템에서 찾아볼 수 있다. AMD 지오드는 비아의 x86 프로세서를 압박했지만, ARM과 XScale은 더 많은 저가형 비즈니스 시장을 점유하고 있었다.
GX와 LX 코어의 낮은 성능 때문에, AMD는 크게 성공한 애슬론 프로세서 K7을 임베디드 버전으로 바꾼 지오드 NX를 발표했다. 지오드 NX는 써러브레드(Thoroughbred) 코어를 사용했으며 애슬론 XP-M과 매우 비슷했다. 지오드 NX는 256KB의 L2 캐시를 내장하고 있으며, NX1500 제품의 경우 냉각팬 없이 1GHz로 동작하며 소비 전력은 6W이다. NX2001은 1.8GHz, NX1750은 1.4GHz, NX1250은 667MHz로 작동한다.
지오드 NX는 강력한 부동소수점 연산 장치(FPU)를 내장하여 키오스크나 카지노 게임 기기와 같이 그래픽 성능이 요구되는 임베디드 기기에 적합하다.
콜로라도 롱몬트의 지오드 프로세서 설계 팀은 해체되어 75명의 종업원은 콜로라도 포트콜린스의 새로운 개발부서로 재배치되었다. 지오드 프로세서 라인은 지오드 설계 센터의 폐쇄로 더 이상의 업데이트는 없을 것으로 예상된다.[14] 2009년 AMD는 더 이상의 후속 제품이나 마이크로아키텍처 업데이트는 없을 것이라고 발표했지만, 지오드 프로세서는 아직까지도 구입할 수 있다.[15]
5. 1. 지오드 GX (AMD)
| 모델 | 클럭 속도 (MHz) |
|---|---|
| 지오드 GX 466@0.9 W | 333 |
| 지오드 GX 500@0.9 W | 366 |
| 지오드 GX 533@0.9 W | 400 |
2002년, AMD는 National Semiconductor GX2를 재상표화한 '''지오드 GX''' 시리즈를 출시했다.[5]
5. 2. 지오드 LX
Geode LX는 저전력, x86 완전 호환, 64KB 명령어/데이터 L1 캐시, 128KB L2 캐시, DDR 메모리 지원, MMX 및 3DNow! 명령어 지원 등을 특징으로 하는 프로세서이다. 0.13µm 공정으로 제조되었으며, 클럭 속도는 366MHz에서 600MHz 사이이다.기능:
- 저전력
- x86 완벽 호환
- 프로세서 구성
- CPU 코어
- GeodeLink 제어 프로세서
- GeodeLink 인터페이스 유닛
- GeodeLink 메모리 컨트롤러
- 그래픽 프로세서
- 디스플레이 컨트롤러
- 비디오 프로세서
- 비디오 입력 포트
- GeodeLink PCI 브리지
- 보안 블록
- 128비트 AES - (CBC/ECB)
- 진정한 난수 발생기
세부 사항:
- 동작 주파수: 600MHz (LX900), 500MHz (LX800), 433MHz (LX700), 366MHz (LX600).
- 전원 관리: ACPI, 저전력, SMI/INTR시 절전 모드 해제.
- 64KB 명령어 / 64K 데이터 L1 캐시와 128KB L2 캐시
- 분할된 명령어/데이터 캐시/TLB
- DDR 메모리: 400MHz (LX 800), 333 MHz (LX 700)
- MMX 및 3DNow!가 통합된 FPU
- 9 GB/s 내부 GeodeLink 인터페이스 유닛 (GLIU)
- 동시 고해상도 CRT 및 TFT (고화질 및 표준 화질). VESA 1.1 및 2.0 VIP/VDA 지원
- 0.13µm 공정으로 제조
- 481-단자 PBGA (플라스틱 볼 그리드 어레이)
- GeodeLink 활성 하드웨어 전원 관리
응용 분야:
- OLPC XO-1
x86 아키텍처 호환 CPU이다. Geode 시리즈의 중간 정도의 CPU 성능을 가진 제품이다. AMD 제품으로는 Cyrix사의 MediaGX의 계보를 잇는 "Geode GX"가 존재하지만, 모든 정보 처리 용도의 전기 제품에 x86 아키텍처를 사용할 수 있도록 하기 위해, 더욱 높은 처리 능력을 갖춘, 극초저전력 시스템을 구축할 수 있는 CPU로 개발되었다.
0.13μm 공정으로 제조되었으며, 동작 전압은 1.2V, LX 800의 칩 전체 열 설계 소비 전력(TDP)은 평균 1.6W, 최대 2.4W이다.[13] 시스템에 따라서는 방열 팬 없이 사용할 수 있다. 칩으로는 CPU 부분과 노스브리지, 그래픽이 통합되어 있으며, CPU 부분만의 소비 전력은 LX 800의 경우 평균 0.9W로 알려져 있다.
DDR-SDRAM 지원 메모리 컨트롤러, 2D 그래픽, PCI 브리지 등의 기능을 1칩에 통합했지만, 별도로 사우스브리지에 해당하는 "CS5536 컴패니언 칩"이 준비되어 있다.
OS는 MS-DOS, Windows, Linux 등이 동작한다. Windows XP에서는 웹 브라우징, 오피스 애플리케이션 등 일반적인 용도로는 쾌적하게 이용할 수 있다. 그러나, 초저전력을 중시한 CPU 성능으로 인해 3D 게임, 동영상 시청 등 CPU 성능이 필요한 용도에서는 처리 지연 등이 발생하여 사용에 지장이 생기기 쉽다. 또한, Windows Vista에서는 내장 GPU의 성능 부족으로 인해 사용할 수 없다고 한다.
경쟁 제품으로는 VIA C3 (임베디드 용도), Intel Atom 시리즈 (소비자용)가 있다.
라인업 및 컴패니언 디바이스
| 모델 번호 | 클럭 주파수 | 소비 전력 | 비고 |
|---|---|---|---|
| LX 900@1.5W | 600MHz | 최대 5.1W (TDP max), 일반 2.6W | CPU |
| LX 800@0.9W | 500MHz | 최대 3.6W (TDP max), 일반 1.8W | |
| LX 700@0.8W | 433MHz | 최대 3.1W (TDP max), 일반 1.3W | |
| LX 600@0.7W | 366MHz | 최대 2.8W (TDP max), 일반 1.2W | |
| CS5536 | - | - | 컴패니언 디바이스 |
주요 용도씬 클라이언트, 기기 임베디드가 주이며, 소비자용 제품으로의 적용 사례는 적다.
- KOHJINSHA SA 시리즈
- OLPC XO-1
5. 3. 지오드 NX
지오드 NX는 애슬론 프로세서 K7의 임베디드 버전으로, 써러브레드(Thoroughbred) 코어를 사용하여 애슬론 XP-M과 매우 비슷하다. 256KB의 L2 캐시를 내장하고 있으며, NX1500@6W 모델은 냉각팬 없이 1GHz로 동작하고 소비 전력은 6W이다. NX1750@14W는 1.4GHz, NX1250@6W는 667MHz로 작동한다.지오드 NX는 강력한 부동소수점 연산 장치(FPU)를 내장하여 키오스크나 카지노 게임 기기와 같이 그래픽 성능이 중요한 임베디드 기기에 적합하다.
콜로라도 롱몬트의 지오드 프로세서 설계 팀은 해체되었고, 75명의 종업원은 콜로라도 포트콜린스의 새로운 개발부서로 재배치되었다. 지오드 프로세서 라인은 설계 센터 폐쇄로 인해 더 이상의 업데이트는 없을 것으로 예상된다.[14] 2009년 AMD는 후속 제품이나 마이크로아키텍처 업데이트 계획이 없다고 발표했지만, 지오드 프로세서는 계속 구입할 수 있다.[15]
지오드 NX의 주요 특징은 다음과 같다.
- 모바일 애슬론 XP-M 기반의 7세대 코어
- 전력 관리: AMD PowerNow!, ACPI 1.0b, ACPI 2.0
- 128KB L1 캐시, 256KB L2 캐시
- 133MHz FSB
- 3DNow!, MMX, SSE 명령어 지원
- 0.13µm 공정
- NX 시리즈와 핀 호환성
- 리눅스, 윈도우 CE, 윈도우 XP 지원
- 소켓 A 마더보드와 호환
| 모델 | 공정 (nm) | 코어 클럭 (MHz) | FSB (MHz) | L1 캐시 (KB) | L2 캐시 (KB) | 소비 전력 (W) | TDP (W) | 코어 작동 전압 (V) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Geode NX 1250@6W | 130 | 667 | 133 | 128 | 256 | 6 | 9 | 1.00 |
| Geode NX 1500@6W | 1000 | 6 | 9 | 1.10 | ||||
| Geode NX 1750@14W | 1400 | 14 | 25 | 1.25 |
2004년 5월 24일에 발표되었으며, 노트북 컴퓨터용 CPU인 모바일 애슬론 XP-M (Thoroughbred)을 기반으로 소비 전력 및 발열량을 억제하였다. 266MHz FSB, 128KB 1차 / 256KB 2차 캐시 메모리를 갖추고 SIMD 확장 명령 집합 3DNow! Professional 및 절전 기술 PowerNow!를 지원한다. 대응 소켓은 애슬론 및 듀론 시리즈와 같은 소켓 A이다.
Geode NX 제품군에는 모델 번호가 부여되어 있으며, 모바일 애슬론 XP-M의 모델 번호와는 공통성이 없다. 모델 번호의 @ 오른쪽에 있는 숫자와 W는 소비 전력을 나타낸다.
| 모델 번호 | 클럭 주파수 |
|---|---|
| 1750@14W | 1.4GHz |
| 1500@6W | 1.0GHz |
| 1250@6W | 667MHz |
5. 3. 1. 지오드 NX 2001
2007년에 판매된 ''지오드 NX 2001'' 모델은 애슬론 XP 2200+ 써러브레드의 제품명을 바꾼 것이다.[16] 이 프로세서는 AANXA2001FKC3G 또는 ANXA2001FKC3D라는 제품 번호를 가졌으며, 1.8GHz로 작동하고 코어 전압은 1.65V이다. 소비전력은 62.8 와트이다. 이 프로세서는 공식적으로 출시되지는 않았고, "특정 고객에게 출하되었다"는 설명이 있었다. 이는 다른 지오드 NX CPU가 모바일 애슬론 XP-M 파생 써러브레드 코어를 사용한 것과 달리, 데스크톱 애슬론 XP CPU 코어를 사용했음을 의미한다. 따라서 임베디드 애플리케이션에 특화된 열 환경, 전력 소비 및 관리 기능은 없다. 이러한 "배지 엔지니어링"은 지오드 NX CPU와의 브랜드 연관성을 유지하려는 OEM의 데스크톱급 칩 요청을 수용한 것이다. 실제 최종 제품은 지오드 NX CPU의 고급 전력 및 열 최적화를 필요로 하지 않았고, 프로세서가 동일한 CPU 소켓(소켓 A)을 공유하므로 부품 재표기는 사실상 무료였다.[11]
6. 지오드 칩셋
호환 칩셋