4. 하드웨어의 핵심, 마더보드와 CPU

4.1 컴퓨터의 주춧돌, 마더보드

여러분이 리눅스를 사용하려고 한다면 기존 도스 또는 윈도 95에서 가졌던 생각을 조금 바꿀 필요가 있다. 도스나 윈도 95를 주로 사용하는 사용자들은 상대적으로 액세서리에 불과한 멀티디미어 주변장치에만 관심을 많이 가질 뿐 정작 그 이름만큼이나 중요한 마더보드 또는 메인보드는 깊이 생각하지 않고 CPU만 빠르면 될 것이라고 생각하는 경향이 있다. 하지만 땅이 척박한 곳에 좋은 씨를 뿌려봤자 뻔한것 아니겠는가?

여러분이 컴퓨터 매니어라면 또는 컴퓨터 매니어가 되려고 한다면 제일 먼저 관심을 가지고 투자해야 할 곳이 바로 모든 장치가 꽂힐 땅에 해당되는 마더보 드이다. 마더보드를 잘못 선택하면 여러분은 리눅스에서 예상치도 못한 문제에 부딪치게 될 것이다.

보통 PC 세계에서는 “프로그램 운영에서 아무런 문제도 발견하지 못하면 괜찮은 하드웨어이다"라는 식으로 생각하기 마련이고 그 정도 수준에서라면 모두 ‘괜찮다’라고 평가받는다. 많은 대만제 보드들이 도스/윈도 95에서 보기에는 미국 제품들과 별 다를 바가 없고 그런 대로 가격 면에서 쓸만하다라는 얘기를 많이 한다.

하지만 리눅스/유닉스에서라면 문제는 크게 달라진다. 리눅스는 하드웨어의 모든 기능을 십분 활용하는 운영체계이다. 컴퓨터 입장에서 보면 이렇게 자기 자신을 혹사시키는 운영체계도 없을 것이다. 시스템의 구석구석 커널이 관여하지 않은 곳이 없고 초고속의 멀티태스킹 작업을 수행하기 때문에 도스/윈도 95에 서는 감지할 수 없었던 하드웨어적 오류 때문에 문제가 발생하기 쉽다. 사실 이런 문제에 부딪히게 되면 하드웨어 전문가가 아닌 이상 하드웨어 교체, 리눅스 포기 말고는 대책이 없는 것이 사실이다. 여러분이 알 수 없는 이유로 인하여 수많은 밤을 지새울 수는 없지 않은가?

보드 선택에 있어 몇 가지 기준이 있다.

1. 구입하고자 하는 CPU보다 높은 클럭 주파수까지 지원해야 한다.
2. 너무 많은 CPU 종류를 지원하는 것은 몇 가지 CPU만을 지원하는 보드보다 좋을 리 없다.
3. 나온지 얼마 안되는 기술을 사용한 보드는 금물이다.
4. 값싼 보드는 금물이다. 다른 곳에 쏟을 비용을 보드에 조금 더 투자하라.

버그가 알려져 있으며 커널 수준에 버그 패치를 해주는 보드 칩에 대해서 알아 보겠다. IDE 인터페이스 중 RZ1000, CMD-640 를 사용하는 보드들은 버그를 가지고 있다. 이들 버그에 대처하기 위해서는 커널 컴파일 과정에서 버그 패치 옵션을 꼭 선택해주기 바란다. 커널 1.2.13 이하를 쓰는 사람들은 꼭 커널 2.0으로 업그레이드하기 바란다. 이미 구입한 마더보드는 어쩔 수 없지 않은가? 자신이 사용하고 있는 보드의 IDE 인터페이스가 무엇인지 모를 때는 두 가지 옵션을 모두 설정해주는 것이 좋다. 이번 알짜팀에서 테스트를 해본 보드는 다음과 같다.

상록 알토스 586F62T
상록 알토스 프로 66-SP

마이크로닉스 M45Hi Sync+( P75 ~ 166 )
마이크로닉스 M6MI

석정 전자 인텔 트라이톤 II ( P75 ~ 200 )

ASUS P/I-P55T2P4
소요 82430 HX / P54C PCI 보드

결과적으로 누구나 예상하듯 이름있는 보드는 아무런 문제도 없다는 것이다. 또는 문제가 있다 하더라도 누구나 다 갖고 있는 버그이므로 공평(?)하다고 말할 수 있다.

사실 보드에 대한 정확한 평가는 단기간에 내리기 힘들며 소수 그룹에 의해서 평가되기도 힘들다. 또한 문제가 발생하기를 언제까지나 기다릴 수도 없는 것이다. 그리고 아무리 좋다고 정평이 나 있는 보드라 할지라도 운이 따르지 않으면 불량품이 여러분 손에 들어갈 수도 있다.

필자가 사용중인 ASUS P/I-P55T2P4 보드로 한 달 동안 전원 한번 내리지 않고 재부팅 한번 없이 리눅스를 운영한 경험이 있다. 위에서 언급한 소요 보드의 경우에는 필자에게 운이 없어서인지 간혹 아무런 이유없이 리눅스 시스템이 멈추거나 gcc로 용량이 큰 소스를 컴파일할 때 문제가 발생하였다. 한 달 정도 테스트해 본 결과 두 번의 다운과 하니맥 19.34b 소스의 컴파일을 실패하였다. 똑같은 리눅스 레드햇 4.0 시스템을 설치한 다른 머신에서는 정상적으로 컴파일됨을 확인하였다. 만약 여러분이 소요 보드를 사용한 시스템을 가지고 있다면 하니맥 19.34b 소스를 컴파일해보기 바란다. 윈도 95나 윈도 NT 등의 시스 템(도스는 제외)에서 그리고 장시간 운영상 문제가 생기지 않았다면 유독 리눅스에서만 문제가 생길리는 없을 것이다.

여러분이 시스템을 구입하고 나서 최소한 24시간 동안 전원을 내리지 않고 테 스트해보는 것이 중요하다. 도스는 일단 그 성능의 미약함으로 인해 하드웨어 테스팅에는 적합하지 않다. 윈도 95 또는 윈도 NT, OS/2 등의 운영체계 등으 로 테스트할 수는 있지만 24시간 내내 배치(Batch) 작업을 수행시킬 만한 쉬운 방법이 없으므로 그것도 힘들다. 24 시간 내내 앉아서 이것 저것 실행해볼 수 는 없지 않은가?

시스템 구입 후 리눅스를 설치하였다면 커널 컴파일과 같이 시스템을 많이 혹 사시키며 gcc가 상당히 오랜 동안 컴파일을 하는 그런 작업을 24 시간 내내 수행해보는 것도 좋다. 커널 컴파일에서 make config 등으로 커널 옵션을 설정해준 후 다음과 같은 내용을 갖는 스크립트를 돌려본다.

#!/bin/sh
while :
do
 make dep ; make clean ; make zImage ; 
 make modules
done

커널 소스 컴파일 정도에서 다운이 발생하지 않는다면 그것은 상당히 안정된 시스템임에 틀림없다.

4.2 컴퓨터 시스템의 심장 CPU

사실 CPU 에 대한 욕심은 한도 끝도 없다. 빠르면 빠를수록 좋다라는 말은 너무도 당연한 말인 듯, 특히 요즘처럼 도스의 시대는 지나가고 빠른 CPU만 믿고 덩치만 커진 GUI 운영체계들이 나오고 있기에 엄청나게 빠른 CPU에 대한 욕심은 더욱 끊일 줄 모른다. 도대체 윈도 95가 486급 컴퓨터에서 만족스럽게 돌아간다고 생각하는 사람은 얼마나 될까?

리눅스는 한때 386, 486급의 컴퓨터에서도 아주 만족스러운 성능을 보여주는 훌륭한 운영체계로 유명하였다. 그리고 그 사실은 지금도 마찬가지이다. 리눅스 는 CPU를 헛되이 사용하지 않으며 확실한 멀티태스킹을 해준다.

하지만 필자를 포함한 많은 사람들이 긍정하듯 빠른 CPU일수록 리눅스에서의 만족감은 이루말할 수 없다. 여러분이 CPU 업그레이드를 할 때마다 느낄 수 있는 속도감은 그 어떤 운영체계와도 비교할 수 없다고 자신한다. 서버로 운영하려고 한다면 현재 586 이하를 구입하는 것은 현명하지 못하다. 사실 리눅스는 여러분이 그 어떤 시스템에서보다도 욕심을 부릴 수 있는 곳이다. 그렇다고 필요 이상의 욕심을 부리라는 이야기는 아니다. 현재 추세가 CPU가 빨라지는 만큼 운영체계들의 덩치도 무시할 수 없을 정도로 커지고 있다는 것을 감안하라는 것이다. 개인적으로 윈도 95/윈도 NT의 무지막지한 CPU의 불필요한 사용 실태는 리눅스 사용자로서 이해할 수 없는 부분이다. 이는 아마 쓸데 없이 과중한 인터페이스 지향적 설계, 구버전 호환성을 위한 잘못된 설계의 지속 때문이 아닌가 생각한다.

4.3 엉터리 CPU 속도 지표 BogoMIPS

CPU 속도에 대한 간단한 지표(오로지 속도)로는 리눅스 부팅 초기에 화면에 표시되는 BogoMIPS라는 것을 들 수 있다.

Probing PCI hardware
Calibrating delay loop.. ok - 47.82 BogoMIPS
Memory 47020k/49152k available (764k kernel 
   code, 384k reserved, 984k data)

부팅 화면이 너무 빠르게 지나간다면 로그인하고 나서 dmesg 명령을 사용하여 확인해보기 바란다. dmesg명령의 출력화면도 한 페이지를 넘어가므로 more 또는 less를 파이프로 연결하여 사용하기 바란다. 위 결과는 필자의 펜티엄 120MHz에 대한 BogoMIPS 결과이다.

그럼 BogoMIPS란 무엇인가? BogoMIPS 미니 하우투 문서에 잘 설명되어 있다. MIPS는 ‘Millions of Instructions Per Second’를 의미하는 것으로서 초당 몇 번의 연산 명령을 수행할 수 있는지 여부를 보여주는 것이다. 당연히 이 값이 높은 시스템일수록 빠르다는 것은 분명한 사실이다. 하지만 비슷비슷한 수치 간의 비교는 상당히 힘든 방식이다.

BogoMIPS라는 말은 커널 제작자인 Linus가 만든 말로서 Bogo는 ‘Bogus’ 즉 가짜라는 의미를 가지고 있다. 그렇게 과학적이지는 않으므로 우스개소리로 넘기라는 뜻이라고 생각한다. 이 값은 프로세서의 속도에 따라 결정되어야 하는 타이밍 루프(timing loop)값이다.

일반적으로 계산법은 다음과 같다.

필자의 펜티엄 120 MHz 시스템에 대하여 계산을 해보면 120*0.40=48이라는 중간값이 나오면 최소 43.8에서 최대 52.2 까지 나올 수 있다. 미니 하우투 문서나 다른 사람들의 보고에 의하면 거의 47~49 사이의 값을 가지며 그 이외의 값을 갖는 경우는 드문 것 같다. 만약 그런 값을 가지고 있다면 CPU 설정을 잘못 해놓고 있는지도 모르며 자신의 보드가 유명 제품이 아니라면 한 번 점검해볼 필요가 있다고 본다. 정확한 수치는 아니더라도 여러분이 CPU를 선 택하는데 있어 도움이 될 만한 표를 나타내보도록 하겠다. 이 자료는 미니 하우투 ogoMIPS에 있는 내용이다.

다음의 표에서 어느 정도 감이 올 것이다. 특히 최고가의 펜티엄 프로 프로세 서, 그리고 듀얼 펜티엄(SMP)에서 보이는 BogoMIPS는 다른 것과 비교가 되 지 않을 정도이다.

표 1：각 CPU의 BogoMIPS

필자는 펜티엄 프로 200 테스트 머신(알토스 프로 66-SP 보드)에서 커널 컴파일이 6 분도 채 안걸리는 것을 경험하였다. 실로 놀라운 속도라 하지 않을 수 없다.

참고로 인텔 머신이 아닌 알파머신에 대하여 리눅스 수퍼스타인 리누스 토르발즈씨가 사용하는 시스템의 BogoMIPS를 알아보도록 하자.

역시 알파 머신의 속도만큼은 알아주어야 할 것 같다. 물론 비교를 해보면 알겠지만 단일 CPU 머신보다는 SMP 머신의 성능을 비교할 수조차 없는 듯 하 다.

개인용 컴퓨터의 관점으로 돌아와보자. 너무 고가의 컴퓨터를 살펴보니 현기증이 날 지경이다. 필자의 경험으로 펜티엄 120에서 펜티엄 133의 차이는 커다랗게 보이며 펜티엄 150과 166의 차이도 상당하다고 느껴진다. 자금 여유가 된다면 120보다는 133을, 150보다는 166을 권한다.

4.4 인텔 호환칩 : 사이릭스, AMD

일반인들은 잘 모르겠지만 컴퓨터 매니어들에게 사이릭스(Cyrix), AMD 라는 이름은 낯설지 않다. 인텔 호환 제품으로서 오리지널 인텔 CPU를 썼다면서 자랑하는 TV 선전 때문에 낯설게 느껴질지 모르나 사이릭스와 AMD 사의 CPU는 인텔 CPU만큼이나 뛰어난 칩이라고 생각한다. 필자도 펜티엄을 사용하기 전에는 AMD 486/DX2-80 칩을 만족스럽게 사용한 경험이 있다. 486 시장에서는 어느정도의 강세를 보이고 있었던 AMD 사이긴 하지만 인텔 586 프로세서가 등장하면서 시장에서의 대응이 매우 느렸다. 사이릭스는 당시 5x86, 그리고 나중에는 6x86 프로세서 제품을 내놓아 빠르게 인텔 사에 대응하였는데 일반적인 문제는 없는 것으로 알고 있다.

리눅스에서는 사이릭스 칩에 대한 비공식적인 커널 패치들이 많다. 사이릭스 패치가 있다는 사실 하나만으로도 리눅스에서는 그 어느 운영체계보다도 비주류 CPU를 더 잘 지원할 수 있다는 것을 보여주고 있다. 관련 정보는 http://www.ecsnet.com 페이지에서 비공식 커널 패치(Uno fficial Patches) 링크를 따라가보면 된다.

분명한 사실은 아주 많은 사람들이 인텔 Genuine 칩을 사용하고 있으며 리눅스 커널 개발은 자원자들의 노력으로 이뤄지는 것이므로 커널 안정 버전은 공식적인 인텔 CPU와 문제를 일으키지 않는다는 것이다. 구입은 여러분의 판단에 맡기겠다. 이번 다몬전자 측에서 제공한 사이릭스 6x86 150+, 사이릭스 6x86 166+ 은 위 도표에서 BogoMIPS값만으로도 그 성능을 확인할 수 있으리 라 본다. 같은 가격에 더 빠른 컴퓨터를 구입할 수 있다는 것은 최대의 장점이 아닐까? 또한 소비자 입장에서는 시장에서 경쟁자들이 많은 것이 바람직한 일이다.

필자는 다음 번 CPU를 사이릭스나 AMD 사의 제품으로 구입할 용의가 있다. 물론 사이릭스나 AMD 칩을 사용하기 위해서는 보드의 선택권이 좁아진다는 단점은 감수해야 한다. 하지만 이 모든 것을 떠나서 인텔 호환칩을 구입할 때 꼭 주의할 것이 있다. 만약 어떤 제품이든 도스 또는 윈도 95용의 특수한 소프트웨어나 드라이버를 사용해야 하는 제품이라면 그 제품은 절대 구입하지 않는 것이 좋다. 모든 것이 하드웨어적이어야 하며 특정 운영체계와 친하다는 것, 그 특수한 프로그램을 제공한다는 것은 그리 믿을 만한 것이 못된다.

관련 사이트는 http://www.cyrix.com과 http://www.amd.com 이다.

필자의 개인적인 욕심으로는 사이릭스나 AMD 사가 인텔의 아성인 윈도 95와 같은 마이크로소프트 사 제품은 물론 많은 사용자 층을 갖고 대부분이 매니어 들인 리눅스 사용자들에게 어필하는 노력이 있기를 바란다. 그 어느 사용자 층보다도 독립심이 강한 리눅스 사용자에게 있어 그들의 노력은 충분한 효과를 지닐 수 있다고 본다. 특히 알파사의 경우 전격적인 리눅스 지원으로 x86 다음 으로 리눅스가 잘 포팅된 곳이 된 일례가 있지 않는가?

4.5 오버클럭킹

거의 대부분 리눅스에서의 오버클럭킹은 성공할 수 없다. 오버클럭킹을 하고 나서 리눅스가 부팅하더라도 보통 gcc 로 커널 컴파일을 하거나 대형 소스를 컴파일할 때 Signal 11 번을 받고 다운되는 경우가 종종 있다. 리눅스는 지금 현재 CPU를 최대한 활용하므로 오버클럭킹은 하지 말기 바란다. 물론 시도하는 것은 여러분 자유이다. 오버클럭킹을 원한다면 꼭 리눅스에서 커널 컴파일을 해보기 바란다. 아무 이상없이 24시간 내내 돌아간다면 여러분은 행운아라 고 할 수 있다.

사소한 것을 놓치지 말자! 쿨링팬, 윤활유

시스템이 이상할 정도로 다운을 많이 일으킨다면 맨 먼저 확인해야 할 것은 쿨링팬, 그리고 CPU 표면에 발라진 윤활유를 들 수 있다. 필자도 쿨링팬이 제대로 작동하지 않고 있다는 것을 모르고 수없이 다운되는 컴퓨터 때문에 밤잠을 설친 적이 많았다. CPU값에 비하면 새발에 피인 쿨링팬이라고 무시하지 말고 약간의 비용을 더 들여 문제가 발생하지 않을 만한 쿨링팬을 사용하도록 하라. 또는 인텔 CPU는 꼭 박스형으로 쿨링팬이 달린 정식 제품을 구입하라. 몇 천원을 아끼려다 소중한 며칠 밤을 지새는 경우가 생긴다.

4.6 새롭게 떠 오르는 CPU, MMX CPU

집 안에 있는 가전 제품 중 컴퓨터 만큼이나 비싼 것이 있을까? 주위를 아무리 둘러봐도 컴퓨터만큼 시도 때도 없이 주머니 돈을 긁어가는 녀석도 없을 것이다. 계속적인 CPU 속도 경쟁은 펜티엄 프로에서부터 기존의 CISC기술에서 벗어나 RISC로 돌아서고 있어 그동안 도스와 마이크로소프트 제품에 발목 잡혀 있던 하드웨어가 좀더 자유로워질 수 있을 것인지 기대가 컸다. 새롭게 등 장한 MMX CPU는 당연히 멀티미디어 기능에 대한 지원 뿐 아니라 기존의 펜티엄 CPU가 갖고 있는 조그만한 문제들을 해결하였기 때문에 더 좋다고 말할 수 있을 것이다.

리눅스 관련 뉴스그룹에는 MMX CPU에 대한 BogoMIPS가 엉뚱하게 펜티엄 프로보다도 훨씬 더 많이 나오는 문제에 대한 기사들을 종종 볼 수 있다. BogoMIPS라는 것이 얼마나 Bogus한지를 알려주는 일례라고 하겠다. 이 경험을 통하여 우리는 BogoMIPS는 완전히 믿을 것이 못되며 단지 아키텍처가 같은 것끼리 비교만 가능한 수치라는 것을 알 수 있다.

필자도 잘 모르는 내용이지만 MMX는 64비트 레지스터로 이뤄져 있고 4개의 16비트 연산 또는 8개의 8비트 연산을 병렬로 처리하도록 되어있다고 한다. 이것은 아주 간단한 연산, 그리고 병렬 처리가 알맞는 영역에서만 커다란 효과를 가져온다고 말하고 있다. 그것이 복잡한 실수 연산에서 기존의 CPU보다 월등히 나으리란 확실한 보장은 없는 듯 하다. 벌써부터 MMX에 대비하는 커널 개 발에 관한 토론이 불붙고 있다. 특히 FPU를 사용하는 것이 과연 효율적인지 아닌지에 대한 격돌은 재미있다. 리눅스에서 이러한 토론은 발전의 밑거름이 된다. 커널 컴파일을 할 때 각 프로세서마다 최적화시키는 모습을 볼 때는 자랑스럽기까지 하다. 다른 PC 운영체계는 모르겠으나 리눅스는 프로세서마다 커널이 다르다.

어찌 되었는 MMX는 기존의 펜티엄 프로세서보다는 당연히 나은 점이 있을 것이다. 단지 그 장점이 얼마나 눈에 띄는가의 문제가 중요하다. 또한 MMX기술을 리눅스에서 제대로 활용할 수 있을지도 당분간은 의심된다. 무리한 최신종 CPU로 업그레이드가 필요하다고 보지는 않는다. 충분히 검증될 때 쯤이 면 가격이 많이 떨어질 것이고 그때가 적절한 구입시기라고 본다.

4.7 메인보드 두 번째 IDE 인터페이스, LBA, 그리고 리눅스의 문제

테스트한 모든 보드, 필자가 사용해본 모든 보드에서 고용량 하드디스크를 LBA 모드로 사용할 때 리눅스에서는 두 번째 IDE 인터페이스에서 LBA 모드의 <실린더>,<헤드>,<섹터>값을 제대로 못읽고 정상모드(Normal)로만 인식하는 것을 알 수 있었다. 물론 리눅스는 특별히 LBA 모드를 사용할 필요가 없고 바이오스 서비스를 사용하지 않기 때문에 문제되지 않지만 정상모드에서 512메가 이상을 인식하지 못하여 편법으로 LBA를 사용해야 하는 도스/윈도 95와 같이 사용하기 위해서는 필히 강제로 LBA 모드의 실린더, 헤드, 섹터값을 지정해줄 필요가 있다.

        append="hdc=128,64,63 hdd=827,64,63"

필자는 두 번째 IDE 인터페이스에 퀀텀 2.5기가, IBM 1.7 기가 하드를 사용하고 있는데 어떤 보드를 사용하든 상관없이 제대로 LBA 모드의 실린더, 헤드값을 인식하지 못하였다. 따라서 필자는 BIOS 설정의 IDE 하드디스크 자동 감지 메뉴에서 실린더, 헤드값을 읽고 메모해 둔 후‘/etc/lilo.conf’ 파일에 적어두었다. 만약 처음으로 두 번째 IDE 인터페이스에 달린 하드디스크에 리눅스를 설치하려고 한다면 LILO: 명령행에서 hdc=128,64,63 이런 식으로 옵션을 주어 부팅하고 들어가야 한다.

자세한 내용은 /usr/src/linux/Documentation/ide.txt 에 적혀있다. 필자는 보드의 문제라기 보다는 신종 BIOS들에 대한 리눅스 커널에서 IDE 코드의 사소한 문제라고 본다.