하드웨어 예약 공간에 대한 추가정보 - 그래픽 메모리 관련 방문자 약속

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⇒  Windows 7 64/32bit, Posted 배우기(Mr.Learn) on 2009년 06월28일 PM 05:17

 x86 32비트 4GB의 시스템 메모리가 장착된 상태에서 그래픽 전용 메모리 512MB가 탑재한 PC가 있다. 이 PC에 Windows 7을 설치하고 리소스 모니터링을 파악하면 하드웨어 예약 공간은 1028MB를 소비한다. 대략 1GB의 메모리가 하드웨어 예약으로 소비가 되는데, 배우기(Mr.Learn)도 그렇지만 대부분의 사용자들은 이를 쉽게 이해하지 못한다. 4GB의 실제 메모리에서 무려 1GB가 사용할 수 없는 메모리가 되고 나머지 3GB만이 사용할 수 있는 메모리가 된다면, 시스템 메모리를 굳이 4GB를 장착하려는 사용자는 없을 것이다.

 배우기(Mr.Learn)도 이해할 수 없는 것은 마찬가지이기 때문에 이 부분을 탐구해 본 것이고, 과연 어떤 근거에 의해서 4GB 시스템 메모리에서 대략 1GB를 하드웨어 예약으로 잡아 버리는가? 먼저, 이 문제에 대해서 마이크로소프트의 한글화된 기술 문서를 보면 그래픽 메모리 카드의 온보드 메모리(로컬 메모리)가 시스템 메모리를 겹쳐 쓰기 떄문이라고 한다. 마찬가지로 마이크로소프트 직원이 운영하는 블로그를 보면 FAQ란에서 MMIO에 의해서 밀려(?) 나기 때문이라고 설명하고 있다. Windows를 만든 회사 그리고 직원이 위에 처럼 설명하므로 의심치 않고 믿을 사람은 믿어버리면 그만이다. 그러나 배우기(Mr.Learn)는 위에서 처럼 마이크로소프측이 설명하는 내용만으로는 만족할 수 없다. 그래서 일주일 이상을 이 문제를 놓고 고민하면 탐구를 해보았다. 탐구를 한 결과를 웹로그로 작성했더니, 해당 내용을 기초로 해서 자신의 시스템을 이해하는 사용자가 있는 반면, 안타깝게도 제대로 된 이의 제기가 아닌 ㅉㅈ성 코멘트만을 다는 경우가 배우기(Mr.Learn)를 괴롭히기도 했다.

 말 많은 것을 또다시 들먹이게 된 이유가 있는데, 위의 하드웨어 예약 공간에 대해서 배우기(Mr.Learn)의 웹로그가 모 PC관련 잡지에 활자화 되기로 했었는데, 결론적으로는 유야무야 버린 듯 하고, 활자화된 내용에는 배우기(Mr.Learn)가 웹로그에서 다루지 않았던 것을 구체적으로 다룬다고 약속을 했는데 그 약속을 지키기 위함이다. 활자화하기로 한 모 PC잡지 관련 기자의 경우는 배우기(Mr.Learn)가 소통 자체가 안되므로 거의 신뢰를 저버렸다고 할 수 있겠고, 또 다르게는 활자화 되지 않을 만큼의 뭔가 이유가 있을지도 모르겠다. 그에 관해서는 불만을 가지고 왈가불가 하고 싶지는 않고, 윈앤위 방문자님에게 약속한 추가적인 내용을 작성하겠다라는 약속을 지키고자 함이다.


 위의 문제는 마이크로소프트측의 설명을 그대로 신뢰해 버리면 사실 간단한 문제이다. 그러나 구체적으로 왜 1GB, 좀 더 정확하게 왜 1028MB라는 수치가 하드웨어 예약 공간으로 소비가 되느냐에 대해서는 납득하기가 어려운 문제이다. 그 점이 불만족스럽기 때문에 배우기(Mr.Learn)가 탐구를 했던 것이다. 그래픽 카드가 128MB의 전용 메모리를 가지는 구형 하드웨어에서 시스템 메모리가 4GB가 장착을 됐을 때 얻을 수 있는 테스트 결과는 이미 아래와 같이 앞서서 작성을 했다.

메모리(1/2) - 그래픽 메모리는 왜 시스템 메모리를 갉아 먹을까?
메모리(2/2) - 그래픽 메모리가 많으면 Windows 시스템 성능이 향상될까?
그래픽 메모리 난 너를 알고 싶다 (1/2)
그래픽 메모리 난 너를 알고 싶다 (2/2)

 앞에 내용이 없다면 배우기(Mr.Learn)도 X86 32비트 4GB램, 512MB의 그래픽 전용 메모리가 있을 때 하드웨어 예약 공간 1028MB가 소비가 됨을 설명할 수 없는데, 다행스럽게도 위의 내용을 근거로 해서 설명이 가능하다. 그래서 위의 내용을 기초해서 관련 내용을 좀 더 전개해 보려 하는데, 일단 구형 메인 보드와 신형 메인 보드에 대한 차이점을 알아보자. 구형 메인 보드들은 부팅을 하면 기본적으로 POST 프로그램에 의해서 비디오카드 메모리와 함께 시스템 메모리의 용량을 표기해 주는데, 대부분 실제 장착된 메모리 용량이나 비디오 카드에 의해서 오버랩(overlap)된 용량을 제외하고 표기가 된다. 그러나 경우에 따라 신형 메인 보드에는 이러한 수치가 너무 빨리 지나간다던가 또는 생략되기 때문에 파악하기 상당히 어렵다. 다행스럽게도 배우기(Mr.Learn)가 사용하는 구형 메인보드에서는 POST시 출력하는 수치들을 파악할 수 있었기 때문에 이러한 수치가 어떠한 요인에 의해서 변화가 되지를 찾아 낼 수 있었다. 그것은 다름 아닌 바이오스 셋업에서의 Aperture size라는 것이다. 그래서 Windows가 기동되기 전, Windows와는 상관없이 나타내는 POST 수치들을 파악해 보았더니 다음과 같은 결과를 얻을 수 있었다.

	A.전용 메모리	B.아퍼추어	C.리맵핑	A+B+C=D	E.실제 램	E-D=POST 출력
가	128 MB	256 MB	128 MB	512 MB	4096 MB	3584 MB
나	128 MB	128 MB	128 MB	384 MB	4096 MB	3712 MB
다	128 MB	64 MB	64 MB	256 MB	4096 MB	3840 MB
라	128 MB	32 MB(강제 64 MB)	64 MB	256 MB	4096 MB	3840 MB
마	128 MB	16 MB(강제 64 MB)	64 MB	256 MB	4096 MB	3840 MB
바	128 MB	08 MB(강제 64 MB)	64 MB	256 MB	4096 MB	3840 MB
사	128 MB	04 MB(강제 64 MB)	64 MB	256 MB	4096 MB	3840 MB

 위의 수치에 대해서는 이미 앞선 웹로그에서 언급을 했지만, 상당히 중요한 내용이기에 모 잡지에 기고를 하기 위해서 배우기(Mr.Learn)가 테스트한 결과를 표로 작성한 것이다.

1. 아퍼추어(Aperture Size)를 조정할 수 있도록 바이오스 세팅에서 4MB에서 256MB까지를 제공한다고 해서 실제 64MB이하로는 POST가 출력이 되지를 않는다. 실제 POST프로그램에서는 3840MB이하의 수치로는 변화가 되지가 않는다는 것은 바이오스 할당 방식(Bios allocation method)으로 최소한 64MB의 Aperture Size가 있어야 한다는 것이다.

2. Windows가 부팅을 하면서 그래픽 드라이버들을 읽고 초기화 루틴이 진행을 될 때는 드라이버 할당 방식(Driver allocation method)으로 진행(비스타부터 도입된 WDDM)이 되는데, 이 때 Aperture Size가 64MB이하 일 경우는 해상도가 제대로 설정이 되지를 않는다.

3. 위의 표에서 가, 나, 다, 라, 마, 바, 사 모두 테스트를 해 본 결과 정상적으로 사용할 수 있는 그리고 유효한 설정은 결국, 가, 나, 다 3개 뿐이라는 것을 알 수 있었다. 결국 그래픽 카드가 128MB의 전용 메모리를 가지는 경우 Aperture size는 64MB이하로는 의미가 없다는 것이다.

Windows 7의 리소스 모니터에서는 메모리 탭을 보면 바이오스 할당 방식에 의한 하드웨어 예약 공간의 용량을 보고하도록 개선되었다. 위의 POST 프로그램에서 나타낸 가, 나, 다를 비교해 보면 POST에서 나타내는 수치와 Windows 7의 리소스 모니터에서 나타내는 하드웨어 예약 공간이 정확하게 3MB의 차이를 보이는 것을 확인할 수 있었는데, 이것은 바로 그래픽 장치 외의 기타 장치들이 사용하는 하드웨어 예약 공간이라고 볼 수 있다. 즉, POST시에는 단지 그래픽 카드에 의한 예약 된 공간만을 출력을 한다면, Windows 7에서는 그래픽 카드에 의해 예약된 공간 + 나머지 기타 장치 예약 3MB가 포함이 된다. 이를 표로 정리를 하면 다음과 같다.

	B.아퍼추어	A+B+C=D	E-D=POST 출력	기타 장치 예약	리소스 모니터
가	256 MB 일 때	512 MB	3584 MB	3 MB	3584 - 3 = 3581 MB
나	128 MB 일 때	384 MB	3712 MB	3 MB	3712 - 3 = 3709 MB
다	64 MB 일 때	256 MB	3840 MB	3 MB	3840 - 3 = 3837 MB

 위의 내용에서 Windows 7의 리소스 모니터링에서 나타나는 3MB의 기타 하드웨어 예약이 포함된 결과가 바로 그래픽 메모리 난 너를 알고 싶다 (2/2)에서 다룬 내용이다.  POST에서 나타나는 메모리 수치 - 기타 하드웨어 예약 공간 3MB를 각각 빼주면 Windows 7의 리소스 모니터의 메모리 맵의 수치와 정확하게 일치가 된다. - POST에서 나타나는 수치는 단순히 그래픽 카드 오버래핑과 리매핑만 나타내고, Windows 에서는 그래픽 카드 오버래핑과 리매핑 + 기타 하드웨어 예약 공간이 포함 되기 때문에 나타나는 차이점이다.


 신형 메인 보드의 Aperture size에 대해서

 비스타 출시를 기준으로 사용자 PC는 구형과 신형 크게 2종류로 구분이 가능하다. 왜 비스타 출시를 기준으로 하느냐 하면, 비스타 부터는 WDDM이라는 Windows Display Driver Model이 도입되어 그래픽 카드에 더 많은 부담을 안겨 주게 되었기 때문에 하드웨에 벤더들이 WDDM에 적합한 메인 보드를 공급하기 때문에, 구형 XP를 타겟으로 생산된 경우는 Aperture size를 사용자가 임의대로 조정을 해서 어느 정도 제어가 가능했지만, 비스타를 타겟으로 한 경우는 설령 바이오스에서 Aperture size을 변경을 해도 하드웨어 예약공간의 변화를 파악하기 어렵다. 예를 들면 최근에 배우기(Mr.Learn)가 인텔 메인보드 DP43TF, NVIDIA 9600 GT 512MB를 사용 중인데, 바이오스 셋팅에서 Aperture size는 단지 128MB와 256MB 2개로써만 변경이 가능하며, 설령 변경을 했다라고 하더라도 실제로 하드웨어 예약 공간의 변화가 이루어지지 않는다. 즉 사용자 설정이 반영되지를 않고 강제로 설정되는 것을 의미한다. 확인할 수 있는 것은 이 하드웨어를 32비트 Windows 7로 설치할 때 예약 공간이 1028MB가 된다. 그러나 이 1028MB라는 수치는 구형 하드웨어의 계산 방식에 따라서 1028MB라는 것을 쉽게 계산해 낼 수 있다.

그래픽 카드 메모리 512MB + Aperture size 256MB + 리맵핑 256MB + 기타 하드웨어 4MB = 1028MB 예약
기타 하드웨어 4MB는 메인 보드가 지원하는 기능, 예를 들면 내장 사운드 카드나 내장 네트워크 카트 등에 따라서 차이가 난다.

 비스타 출시 이후의 신형 메인 보드일 경우, 256MB의 Aperture size를 잡는 것이 대부분이기 때문에 4GB의 시스템 메모리를 장착을 했고, 그래픽 전용 메모리가 512MB라면 1028MB가 하드웨어 예약으로 소비가 된다.

 웹로그와는 달리 PC 구독자들은 돈을 지불하고 정보를 사서 보기 때문에 사실은 위의 내용들을 배우기(Mr.Learn)가 좀 더 보충을 하려고 했지만, 이제 물 건너 갔고, 활자화된 이후에 웹로그로 작성을 하겠다라는 약속을 했기 때문에 윈앤위 방문자님들에게 약속을 지키는 것이다.

 마이크로소프트측 기술 문서나 직원 블로그에서 설명하는 것은 4GB의 메모리는 MMIO로 비디오 메모리를 겹쳐쓰거나 밀려나서 사용할 수 있는 메모리가 줄어든다고 하는데, 이 설명만 가지고는 배우기(Mr.Learn)도 불만족스럽기 때문에 해당 내용을 탐구를 해서 웹로그로 작성하고 공유하는 것이다.

 사용할 수 있는 메모리가 줄어든 것은 배우기(Mr.Learn)가 볼 때는 간단한 것이 아니다. 그리고 그것을 일반 사용자들이 쉽게 이해하기도 어려운 문제이기 때문에 배우기(Mr.Learn)가 나름대로 실험을 해 보고 해당 내용을 공유하는데 제발 좀 ㅉㅈ성 코멘드 좀 하지 않았으면 좋겠다. 결론적으로 WDDM 도입 이후부터 하드웨어 예약 공간은 그래픽 카드와 관련해서 시스템 성능, Windows 퍼포먼스를 위해서 점유한다고 볼 수 있다. 모 하드웨어 동호회 조차도 배우기(Mr.Learn)의 글을 링크시켜 놓고, 그래픽 카드 때문이라는 것은 개념이 없는 것이고, MMIO 때문이라고 하는데 … 마이크로소프트 한글 페이지들도 그렇거니와 하드웨어 예약공간이 단순하게 MMIO 때문이다라고 한다면 그것이 어디 사용자들에게 쉽게 이해가 갈 내용인가?

*** 덧 1) 위의 내용과 관련해서 배우기(Mr.Learn)가 모 PC 매거진에 활자화되는 것과는 상관없이 PDF로 만들겠다라고 했는데, 이 약속은 아직 지키지를 못하고 있다. 그러나 이미 웹로그에서 다룰만한 내용은 모두 다루어졌다고 할 수 있다.

*** 덧 2) 32비트 4GB 시스템에서 사용할 수 있는 공간이 3GB라고 하는데, 해당 내용에 대해서 배우기(Mr.Learn) 보고 설명하려면, MS측의 말한대로 단 몇줄에 설명 가능하다. 그것은 MMIO때 문이다라고 말이다. 네 그렇군요라고 간단히 이해하고 넘어갈 문제인가?

*** 덧 3) ㅉㅈ성 코멘트 및 인식 공격만 할 뿐 제대로 이의제기나 반박이 없는 것이 대단히 아쉽다. 이들 대부분 딴에는 Windows에 좀 안다고 사람들인데 ... 적어도 배우기(Mr.Learn)가 주장하는 내용에는 테스트한 결과를 근거로 삼아 나름대로 논리를 세워 전개해 나간다. 내용 조차도 제대로 읽어 보지 않으려면 아예 코멘트하지 말았으면 좋겠다.

*** 덧 4) 특히 이 하드웨어 예약 공간을 잘라서 램디스크 사용한다는 국내 하드웨어 동호회로 잘 알려진 P사이트 ㅉㅈ들 누가 개념이 없는 것인지? Windows WDDM에 대한 기술 문서 한 줄이라도 읽어 보길 바란다.