마이크로프로세서 전쟁 80286과 80386의 등장

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마이크로프로세서 전쟁

80286과 80386의 등장


8086은 그 당시 미래형의 새로운 CPU의 설계는 아니었으나 8088과 함께 16비트 시장의 강자로 떠올랐다. IBM PC XT라는 초기의 PC를 조금 개량한 PC가 나오면서 시장은 Lotus나 다른 강력한 애플리케이션에 의해 확대되어 갔다. 사람들이 IBM PC를 많이 사용하게 된 것이다. 로터스 1-2-3는 그 전까지의 어떤 애플리케이션보다도 메모리를 많이 사용하긴 했지만 강력한 스프레드시트였다.


안윤호 | mindengine@freechal.com


당시만 해도 다른 애플리케이션들도 메모리를 많이 사용했다. 메모리를 많이 사용하는 킬러앱스들에 의해 8비트의 컴퓨터들은 16비트의 PC들에게 자리를 양보할 수밖에 없었다.

프로세서 자체의 속도가 빨랐던 것은 아니다. 컴퓨터의 능력은 그 속도뿐만 아니라 설비에도 좌우된다. 16비트의 기계들은 어드레스 공간이 넓어졌던 것이다. 하지만 64Kb 만을 접근할 수 있는 8비트 CPU에 비해서는 훨씬 좋았다. 초기의 XT 시절 메모리 256Kb는 넓은 공간에 속했다. 나중에 XT의 표준은 다시 512Kb로 그 다음은 640Kb로 확장되었다. 2000년도 당시 512Mb 정도를 사용하는 PC가 상당히 많았던 것을 생각하면 10여 년 만에 1000배 정도의 용량 증가가 있었다.

그런데 로터스가 등장하던 시기만 해도 256Kb나 512Kb는 너무 많거나 그 정도면 충분하다고 생각하는 사람들이 많았다. 빌 게이츠도 512Kb면 충분하다고 생각했고 스티브 잡스의 설계팀은 128Kb나 64Kb로 매킨토시를 만들어야 한다는 잡스와 의견충돌을 겪어야 했다.


인텔 80286

인텔은 1982년 80286을 발표했다. 80286은 메모리를 16MB까지 사용할 수 있었는데 역시 세그멘트 기법을 사용했다. 세그멘트 레지스터라는 이름에서 세그멘트 셀렉터라는 이름으로 바뀌긴 했으나 세그멘트의 크기는 여전히 64K 바이트에 머물렀다.(8비트 어드레스공간을 여러 개의 뱅크로 나눈 것이나 마찬가지다.)

인텔의 80286

80286은 다른 칩들과 경쟁하기 위해 사용자 모드와 커널 모드를 구분했다. 그리고 커널 모드라는 이름으로 프로텍션 모드를 정의했다. 커널 모드로부터 사용자 모드로 돌아올 때 초기의 칩들에서는 에러가 발생하곤 했다. 그나마 다행인 것은 MS-DOS에서는 아무런 문제가 없었다. 아예 보호모드로 들어가지 않고 리얼모드만을 사용하고 있었기 때문이다. 그래서 사람들은 고속의 8086처럼 80286을 사용했다. 고속의 8088/8086이나 마찬가지였다.

IBM PC AT는 80286을 기초로 설계된 컴퓨터였다. XT에서 386으로 넘어갈 때까지 사람들은 AT를 과도기적으로 사용했다. 호환성이라는 덫에 걸린 사용자들은 MS-DOS하에서는 8086에서 80286 그리고 80386/486에 이르기까지 빨라지는 클럭의 혜택만을 볼뿐이었으며 CPU의 성능과 구조적 향상의 중요한 장점을 이용한 것이 아니었다.

결국 빠른 속도의 8086을 사용하는 것으로 만족해야 했다. MS-DOS를 비난하는 사람들도 있으나 사실 프로그래머의 실력과 사용자의 수준도 그리 빠르게 증가한 것도 아니었다. 80286에서 80386에 이르면서 사람들은 인텔과 MS의 독점(윈텔이라는 이름을 쓰곤 했다)의 폐해를 어느 정도 인식하긴 했지만 다른 프로세서 메이커나 소프트웨어 회사가 이들의 아성을 깰 수 있을 만큼 훌륭한 것도 아니었다.

80386

다른 회사의 CPU들이 오히려 전망이 있어 보였다. 모토롤라에서는 68010(1982년)과 68020(1984)같은 훌륭한 마이크로프로세서를 발표했고 이들는 32비트로 인텔보다 먼저 발표되었다. 다른 업체에서도 개발이 계속되었다. 인텔은 80286을 발표하면서 시장을 통제해보려고 했지만 80286은 완전한 물건이 아니었다, 부분적인 보호모드 동작만 가능했으며 과도기적이며 불완전한 구현이었다.

그럼에도 불구하고 시장에는 80286에서도 조만간 보호모드를 이용한 운영체제가 나올 것이라는 소문이 계속 돌아다녔다. 이 무렵에는 기존의 CISC 구조가 조만간 RISC 구조의 컴퓨터에 의해 대체될 것이라는 예측도 난무했다. 386의 발표 전후로 많은 종류의 CPU들이 출현해 시장의 변화를 예고하였다. 1986년에는 MIPS R2000이 발표되면서 MIPS 시리즈가 발표되었다.

1987년에는 썬 마이크로시스템즈(Sun MicroSystems)에서 스팍(Sparc)이 발표되었다. 얼마 후에는 PowerPC의 선조가 되는 IBM의 RS/6000도 발표되었다. 인텔에서도 1988년 i860과 i960 같은 고성능의 RISC 칩을 발표하면서 한편으로는 CISC 칩인 i486을 발표했다. 인텔 내부에서도 CISC이 아닌 RISC으로 설계를 해야 한다는 의견이 있었고 회사의 엔지니어들의 의견 대립이 있었다.

경쟁 상대인 모토롤라도 CISC인 6030,68040, 68060을 발표하면서 한편으로는 88000, PowerPC 같은 RISC의 생산과 설계에도 참여하였다. 1980년대 후반은 장래를 예측하기 어려운 혼란스러운 시기였다. (Great Microprocessors of the Past and Present 라는 제목으로 체계적인 정보를 제공하는 웹사이트가 있다. http://jbayko.sasktelwebsite.net/cpu.html) 커널을 비교 해부하는 것이 취미인 필자의 개인적인 의견으로 인텔의 386도 이상하지만 MIPS나 Power PC , 아니면 68계열도 그에 못지 않게 아니면 더 괴팍한 측면이 있다.

인텔이 진정한 CPU를 내놓은 것은 1984년에 이르러서이다. 80386(i386)을 발표하면서 이른바 IA-32라는 구조가 확립되었다. 386은 1985년 일반에 공개되었다. 그 이후의 칩들은 i486이건 펜티엄이건 명령어와 레지스터 구조에서 모두 IA-32 라는 통일된 구조이다. 페터슨과 헤네시의 고전인 Computer Organization and Design이라는 책에서는 ISA(Instruction Set Architecture)의 중요성을 강조하고 있다.

인텔의 80386

칩의 디자이너가 아닌 이상 프로그래머에게는 명령어 세트와 레지스터가 최대의 관심사이다. 칩들이 IA-32 구조를 따르면 일단 모든 프로세서는 386으로 보인다. MMX라든지 파이프라인 같은 것은 ISA에 비하면 부차적인 것이다. 심지어는 운용체제 프로그래머에게도 ISA의 구조가 가장 중요하다. 나머지 사항은 확장되었거나 최적화에 관련된 내용에 해당된다. ISA만 확정되면 그 아래의 계층은 프로그래머가 잘 몰라도 된다. 따라서 ISA는 가장 중요한 추상화이다.

IA-32의 리얼 모드에서는 8086용의 코드도 잘 수행된다. 좋은 점이긴 하지만 과거와의 호환성을 위해 새로운 칩의 혁신적 설계를 제한하고 있는 것으로 일종의 희생이라고 볼 수도 있다. 호환성이라는 마법의 코드는 거의 30년에 가까운 세월동안 잘 운영되어 오긴 했지만 결정적인 변화를 필요로 하는 시기에는 적용되기 어려운 모델일지도 모른다.

호환성 때문에 IA-32에서 CPU의 기본 동작은 세 가지로 나뉜다. 과거의 8086과 호환성이 있는 리얼 모드, 사용자와 커널의 동작을 구분하고 4G 바이트의 메모리 공간을 갖는 보호모드 그리고 가상 8086 모드가 있다. 이들의 코딩은 모두 다르며 상당히 혼란스러웠다.

사람들은 80386이 마이크로프로세서의 역사의 한 획을 긋는 중요한 사건이라고 평한다. 실제로 386은 그 이전의 인텔칩들과 완전히 달랐으며 발매 당시의 가격도 비정상적으로 높았다. 실제로 80386은 1986년이 되어서야 시중에 배포되었다. 당시로서는 80386을 채택한 보드의 설계는 매우 어렵고 생산 단가도 높았기 때문에 살 수 있는 사람은 한정되어 있었다. 가격이 떨어지기 시작한 것은 주력 상품으로 분류되어 시장에 팔리고 나서 어느 정도의 시간이 흐른 다음의 일이다.

조지 길더는 그의 저서 ‘마이크로코즘’에서 80386의 의미를 VAX와 비교했다. 실제로 80386dx의 속도는 당시에 많이 팔리던 중형기인 DEC의 VAX의 저급 모델과 비슷했다고 한다. 퍼스널 컴퓨터가 VAX와 맞먹는 속도를 갖게 됨으로써 워크스테이션이 가정이나 사무실까지 보급된 효과를 가져왔으며 본격적인 작업을 집에서도 할 수 있게 되었기 때문이다.가격은 물론 VAX보다는 386을 이용한 PC가 훨씬 저렴했다.

Andrew Grove, Intel

80386은 IBM이 PC에서 통제력을 잃기 시작하던 시기에 등장했다. 인텔은 IBM에게 80286으로 AT를 발표했던 것처럼 386을 사용한 PC를 발표하기를 재촉했으나 IBM은 발표를 미루기만 했다. 386을 이용한 PC가 나온다면 앞서 말한 VAX처럼 저가의 워크스테이션이나 미니 컴퓨터들의 판매에 타격을 가져오기 때문이었다. 사람들도 386을 이용한 IBM의 PC를 기다렸으나 결국 발표되지 않았다. 하지만 IBM이 80386을 이용한 새로운 컴퓨터를 곧 시장에 출하한다는 소식이 시장에는 계속 유포되었다.

다른 경쟁업체들은 IBM과 경쟁이 어렵다는 것을 알기 때문에 386을 이용한 시스템의 설계를 본격적으로 추진하기도 어려웠다. 기다리기에 지친 작은(?) 컴퓨터회사 컴팩이 용기를 내어 386을 이용한 데스크프로를 1987년 선보였다. 이 컴퓨터는 폭발적으로 팔렸고 이후 컴팩 발전의 초석이 되었다, 그 이후에는 다시 386을 이용한 수많은 호황기종들이 발매되었고 곧바로 386의 보급이 일어났다.

80386이 나오고 난 후 모든 것이 달라졌다고 한다. 최초의 33비트 데스크톱이 나왔다는 것은 당시로 보면 그 자체로 놀라운 일이지만 약간 고속의 클럭이라면 16비트로도 해결할 수 있는 문제였다. 실제로 386을 이용해야만 해결할 수 있는 문제가 많은 것도 아니었다. 변화는 몇 년이 더 필요했다. 정작 모든 것이 달라진 회사는 인텔이었다. 386을 출하한 해에 인텔은 사상 최대의 적자를 냈다. 경쟁력을 상실한 메모리 사업을 정리해야 했다.

일본의 메모리 업체가 인텔보다 더 낮은 가격과 불량률로 인텔을 압도하기 시작했다. 감원과 공장의 전환이 불가피했다. 빠른 시일에 메모리 사업을 정리하고 프로세서 업체로 거듭나는 노력을 계속했다. 80386은 그 다음해부터 폭발적인 매출 증가를 기록하면서 1∼2년 후에는 흑자로 돌아 설 수 있었다. 1988년이 되자 80386은 폭발적인 매출을 기록했다.

이전과는 달리 다른 회사에게 2차 공급권을 주지 않기로 함으로써 비싼 가격과 함께 가혹한 독점 정책으로 1988년 타임즈 선정 올해의 독점 상품으로 선정되기도 하였다. 흑자로 돌아선 데에는 독점적인 가격 정책이 큰 역할을 했다. AMD는 이미 이 당시에 8088과 80286의 제 2공급자로 인텔과 계약을 체결한 상태였고 전체 프로세서의 약 5분의 1 정도의 물량을 담당했다고 한다.

AMD는 인텔이 386 생산에 대한 기술을 공여하지 않기로 한 행위를 기소하고 법원에 중재를 요청하는 한편, 롱혼(Long Horn) 이라는 프로젝트로 AMD에서 완전히 재설계한 독자적인 386을 갖게 되었다. 명령어 코드에 대한 호환성은 NEC와의 소송에서 불법이 아니라는 판례가 있었기 때문에 인텔은 Am386의 386이라는 상표를 놓고 제소했다. 이 소송에서 386은 널리 알려진 것으로 인텔은 386에 대해 독점권이 없다는 판례가 나왔다. 시장이 커지기 시작하자 소송들이 증가하였고 인텔은 자신의 권리를 지키기 위해 편집증적인 모습을 보이기 시작했다.

정작 32비트와 보호모드의 힘을 먼저 이용한 그룹은 유닉스와 다른 운영체제들이었다. AT&T의 Unix System V/386을 비롯하여 리눅스(Linux) 그리고 BSD/386이 80년대 후반과 90년대 초반에 나왔다. 보호모드를 이용하는 Win32도 90년대 초반에 발표되었다. 결국 Win32는 윈도 95 운영체제가 되었다.

전략적 변곡점

8088 내장한 IBM PC가 시장에서 인기를 얻기 시작한 때부터 80386이 시장을 장악하기까지는 약 5~6년의 기간이 소요되었다. 당시 PC 업계의 사람들이나 프로세서를 만드는 사람들은 변화의 속도가 너무 빠르고 근본적이어서 정신을 차릴 수가 없었다. PC 업계는 작은 규모의 업체들이 거대 업체로 변신하기 시작했다. 인텔의 회장이었던 앤디 그로브는 그의 책 ‘편집광만이 살아 남는다’에서 전략적 변곡점이라는 용어를 사용했다. 먼저 인텔이 컴퓨터 산업에서 많은 것들을 배우고 또 가르친 학생이자 교사라고 전제했다.

그로브가 말한 전략적 변곡점은 기존의 프레임웍이 더 이상 작용하지 않는 새로운 변화에 직면할 때가 바로 바로 전략적인 변곡점에 도달 또는 통과하는 것이라고 가르쳤다. 이 때가 바로 새로운 균형이 이루어지는 시기이기 때문에 과거의 경험이 도움이 되지 않는다는 것을 가르치고 있다. 오히려 새로이 영입된 사람의 장점으로 인해 과거로부터 자유롭다는 점을 들고 있다. 이런 일은 역사가들이 말하는 혁명 또는 앙시앙 레짐(ancient regime)의 붕괴와 비슷한 것이다.

Intel People

앤디 그로브는 전략적 변곡점을 하이킹 주자들이 길을 잃었을 때라고 말했다.길을 잃으면 무리 중에 가장 걱정이 많은 사람이 길을 잃은 것이 아닌가하고 리더에게 물어오기 시작한다고 한다. 리더는 이러한 의문을 일축하고 나아가지만 이정표가 보이지 않고 불안한 마음이 증가하면 길을 잃은 것 같다고 인정하게 된다고 한다. 이때가 바로 전략적 변곡점에 해당한다고 한다. 전략적 변곡점에 들어왔다는 것을 사람들이 인식하는 시기는 달라도 몇 번 경험을 해본 사람들은 그 상황을 감지하게 된다고 한다.

이런 때에는 심한 논쟁이 벌어지고 집단은 불안해하고 사람들은 동요하게 된다. 그로브는 전시회에는 새로운 물건들이 잔뜩 나오고 고객들의 태도에 변화가 오며 연구팀의 결과도 시원치 않아 보이게 되며 보이지 않던 경쟁자들이 갑자기 눈에 띄게 되는 현상을 예로 들었다. 회사의 운영 방침과 실제 경영 사이에 큰 부조화가 오게 되는 케이스다. 그리고 회사는 혼란으로 치닫게 된다. 얼마가 지나면 새로운 체계 , 새로운 통찰 그리고 새로운 행동들이 나오게 된다고 한다. 이는 하이킹 주자들이 다시 길을 찾는 것과 같다는 것이다. 어떤 집단들은 길 찾기의 와중에 희생될 수도 있다고 한다.

도대체 아무 것도 알 수 없으며 와본 적조차 없는 골짜기에서 살아남기 위해서는 어떻게 해야 할까? 그로브의 책에서는 변화에 순응하라는 표현을 사용했다. 변화의 에너지가 너무 크면 과거에 성공적이었던 기업일수록 변화에 순응하기를 주저하게 된다. 유리한 고지를 차지하고 있던 기업들의 구조가 붕괴되면 진입장벽이 낮아져 참여 비용이 낮아져 신참자에게 성공의 기회가 많아진다.

변화에 대한 순응은 그동안 너무 잘 해오던 기업에게는 어려운 일이기도 하다. 이와 함께 계곡에서 나오기 위한 구체적인 노력을 예로 들었다. 잘못된 방향이라도 계속 나아간 팀들도 역시 많이 살아남았다는 예들과 안절부절하며 아무런 구체적 실천을 하지 않은 팀(회사)은 거의 살아남지 못했다는 예를 들고 있다.

인텔의 가장 큰 변곡점은 80386이라는 IA-32 아키텍처로의 진입이었다. 그런데 인텔 내부적으로는 80386을 차분하게 기획한 것도 아니었으며 전략의 핵심도 아니었다. 대안적 프로젝트가 회사를 구한 것이다. 앤디 그로브가 80386을 전폭 지지한 것도 아니었다. 그러나 그로브는 80386이 중요한 전략적 포인트라는 것을 간과할 사람도 아니었다. 거의 편집증적으로 80386의 지적 재산권 보호에 주력했고 다른 후발주자들의 진입을 막았다.

인텔이 기대하고 많은 투자를 했던 프로세서는 다른 것이었다. 변곡점에서는 선두주자를 포함해서 모두가 실수를 할 수밖에 없다. 다행히 망하지 않으면서 길을 잃은 계곡에서 빠져 나올 수 있었다. 오로지 8386이 히트했기 때문이었다. ‘편집광만이 살아남는다’ 라는 전제에는 운도 좋아야 한다는 단서가 더 붙어야 하는지도 모른다.

그리고 또 있다. 변화는 다른 변화들이 같이 일어날 때에 효과를 더한다. IBM은 80386에 대한 새로운 PC를 내놓지 않았다. 대신 컴팩이라는 신생회사가 80386 기반의 PC를 내놓았다. 다른 CPU를 만드는 회사들은 68000 기반의 워크스테이션을 만들었으나 시장이 달랐다. 전통적인 유닉스를 주로 사용하던 워크스테이션 시장을 타겟으로 썬 마이크로시스템즈나 아폴로 같은 회사들이 출현했다.

MS-DOS를 사용하던 시장이 타깃이 아니었다. DEC는 VAX 시장이 있었으나 역시 미니컴퓨터에 주력하고 있었고 시장을 이동하지 않았다. 매킨토시는 가격을 내리고 시스템을 오픈하지 않았다. 그래서 시장의 주력은 80386을 사용하는 MS가 주도할 수 있었다. 변화는 극심했으며 에너지의 투입도 많았으나 정작 핵심적인 시장에 대한 도전은 없었던 셈이다.(다음 호의 주제는 80386 디자인에 대한 이야기다)


제공 : DB포탈사이트 DBguide.net

출처 : 경영과 컴퓨터 2008년 1월호

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