인텔 80486

일명 '486 컴퓨터'라고 불리는 그것에 들어가던 심장부라고 하겠다. 80386에서 IA-32 아키텍처의 뼈대가 모두 마련되었다면, 80486은 성능을 강화했다.

수석 설계자는 패트릭 겔싱어(Patrick Paul Gelsinger). 2021년 ~~크가놈이 말아먹은~~ 위기의 인텔을 구하기 위해 CEO로 영입된 그 사람 맞다.[1] 그는 CPU 내부에 SRAM 캐시 메모리를 내장하였다. 지금의 L1 캐시 메모리를 그때 처음 도입한 것이다. 80386 시대까지 캐시 메모리는 메인보드에 장착되어 있었다. 용량은 8KB로 작았지만 프로세서에 내장했기 때문에 메인보드에 있던 그것보다는 매우 빨랐다. 그리고 명령어 파이프라인(Instruction Pipelines)도 크게 개선했다. 이로 인해 클럭 당 처리 명령(IPC, Instruction Per Clock)이 크게 향상되었다. 80486 SX 16MHz가 80386 DX 33MHz의 성능에 비견될 정도였다. 486DX2 50 MHz 모델 기준으로 41 MIPS의 연산량을 가진다.

또한 별도로 팔았던 부동 소수점 프로세서(FPU)를 내장했다. 전작과 마찬가지로 DX와 SX 모델로 나누는데, 이 기능의 내장 유무로 모델을 나눴다. SX는 1990년 9월에 발매했다. 초기의 80486는 생산품 중 FPU 부분이 불량인 것은 SX, 정상인 것은 DX로 하여 출하했으며, 이후에는 FPU를 제거해 발매했다. 8086/8088이나 80386DX/SX 때는 데이터 버스 등 스펙에 차이를 두고 모델을 나누었으나 80486DX와 SX는 스펙은 동일하고 차이가 나는 부분은 FPU의 내장 유무 여부 뿐이다.

그리고 오늘날의 '배수'라 불리는 클럭 배수기(Clock Multiplier)를 이때 도입했다. DX2와 DX4가 그것이 도입된 모델이며, 각각 2배와 3배(4배 아님) 향상시켰다. 메인보드 프론트-사이드 버스(FSB)의 33MHz 클럭을 배수기를 통해 2배수인 66MHz로 동작시킨 것. 그러다 보니 486DX2-66(33MHz 클럭, 2배수 66MHz)과 486DX4-75(25MHz 클럭, 3배수 75MHz) 중에 어느 것이 정말 더 빠른가 하는 논쟁 거리가 있었다.

그 외에도 베사 로컬 버스(VLB)라는 32비트 확장 슬롯 버스를 도입하여 기존의 16비트였던 ISA 확장 슬롯 버스보다 외부 주변 기기와의 버스 인터페이스 성능을 높였으며, 지금도 이용되는 장수 버스 인터페이스인 PCI 32비트 확장 슬롯 버스도 이때 도입했다. 1992년 11월에 인텔이 발표한 420TX 칩셋이 효시. 72핀 SIMM(Single In-line Memory Module)도 80486부터 도입했다. 286, 386 시대에는 30핀이었다.

80386까지는 방열판이나 CPU 냉각팬에 대한 개념이 없었다. 하지만 100MHz 가량의 높은 클럭으로 인한 발열이 심해지면서 일부 기종에는 방열판이 등장했다. PCB 납땜 없이 오버클럭이 가능하게 된 최초의 CPU이며 오버클럭을 위해 방열판에 냉각팬을 장착하는 사례가 있어서 오버클럭을 위해 냉각 장치를 구매한다는 개념이 이때 만들어졌다. 그 당시에 클럭은 BIOS가 아닌 메인보드에서 점퍼로 설정이 가능했고, 25MHz를 33MHz로 변경해 오버클럭을 했다. 참고로 비정규 클럭으로 오버 클럭은 불가능했다. 차기 모델인 펜티엄 1부터는 대부분 방열판이나 냉각팬을 장착하게 된다. 펜티엄도 하위 모델은 방열판이나 냉각팬 없이 작동 가능했다.

실 클럭과는 별개로 환산속도가 유행했던 마지막 CPU였다. 무슨 이야기인가 하면 286, 386, 486으로 발전하면서 아키텍처 개선을 통해서 동일 클럭에서의 연산 속도가 더 빨라졌는데, 이전 모델보다 빠르다는 것을 강조하기 위해 286 CPU 기준으로 한 비교 수치를 광고 등에 사용했던 것이다. 예를 들면 486DX-33은 16MHz 286에 비해 약 10배 빨랐는데, 이 속도를 강조하기 위해 33MHz라는 실 클럭 대신 168MHz라는 속도로 광고했다. 286-16보다 10배 빠르다는 셈인데 사실 10배 빠르다는 것도 정확하지는 않다. 이것은 당시에 유행했던 "Landmark CPU Speed Test" (Ver. 1.x ~ 6.0)라는 벤치마크 프로그램을 돌렸을 때 나온 수치에 불과하다.

80486은 2007년까지 생산되었다. 2007년 생산분은 인텔 로고가 2006년에 바뀐 로고로 새겨져 있으며 아래 새겨진 문구들이 흰색으로 되어 있다. 여기에서 볼 수 있다. 특수 분석기 종류 중에서 80486을 장착한 모델이 있었기 때문에 이렇게 오랫동안 생산될 수 있었다고. 비록 단품은 단종되어 있지만 아래 서술되어 있듯 최신 인텔 CPU 내부에 내장되어있어 아직도 생산중이다.

군사 & 우주용 CPU로 꽤 오랬동안 사용되어왔다. 미국 NASA의 허블 망원경도 486을 CPU로 사용하며, 러시아 공수군의 Ka-50도 486DX4 2개를 CPU로 사용하여 이러한 정부 기관들이 이베이 등을 돌며 상태가 좋은 486 CPU를 대량 구매한것으로 유명하다.

80486은 둠을 돌릴 수 있는 표준 권장 사양이었기에[2] 둠 열풍의 수혜를 받기도 하였다. 486 DX만 되어도 둠은 원활하게 돌아갔다. 다만 둠 2는 펜티엄 초기 정도 이상이어야 쾌적하게 돌릴 수 있었다.

리눅스는 2022년 6.1 커널부터 80486, 펜티엄 지원을 중단했다. 실제로 이 커널을 사용한 Tinycore Linux 14.0 버전은 펜티엄 MMX부터 구동 가능하다고 한다.

3. 호환 제품 회사에 대한 소송

80486 당시에 수많은 반도체 회사들이 인텔 80486 호환 CPU에 486이란 이름을 붙여 팔았다. 대표적으로 AMD의 Am486 시리즈, Cyrix의 Cx486 시리즈, UMC의 GREEN CPU, IBM, SGS 톰슨, Texas Instruments 등 여러 회사에서도 486 클론을 출시했다. 당시 IBM은 자사에서 생산된 486 CPU와 자사에서 개발한 칩셋 가지고 메인보드도 만들어 팔았다. 이른바 IBM이 만든 IBM PC 호환기종.

심지어는 이름만 486인 CPU도 있었는데, 사이릭스 제품이나 IBM에서 내놓았던 486SLC, DLC는 클럭만 높인 386SX, DX였다. 80386 문서에도 서술되어 있지만, 사이릭스와 IBM, 텍사스 인스트루먼츠에서 내놓았던 486SLC, DLC는 인텔 80386의 라이선스를 사와서 만들었다. 486SLC는 386SX 메인보드에 약간의 수정만 거치면 탑재할 수 있었고, 486DLC는 386DX와 아예 동일한 소켓을 사용해서 386DX에서의 업그레이드용으로 이용되었다. 그래도 기존의 80386에 비하면 아키텍처가 약간 개선된 점도 있었기에 동클럭의 80386 CPU와 비교하면 약간 성능이 좋았다. 비록 펜티엄이 등장하기 직전인 1992년에 등장했지만 말이다.

이에 분노한 인텔은 AMD나 Cyrix 등 경쟁사들에게 상표권 및 특허 침해로 소송전을 벌였다. 그러나 80486 또는 486이라는 '숫자'에 상표권을 인정하지 않았고 특허는 법으로 리버스 엔지니어링을 허용하고 있었기 때문에 소송은 인텔에 불리하게 진행되었다. 결국 1995년 인텔은 경쟁사가 원하는 대로 타협할 수밖에 없었다. 인텔이 486이라는 이름을 무제한으로 허용하게 되었다. 거꾸로 인텔은 반독점 위반 혐의로 Cyrix에게 1200만 달러만 물어주게 됐다.

위 소송의 여파로, 인텔은 원래 80586으로 이름지으려고 했던 차세대 CPU에 상표권을 행사할 수 있도록 이름을 부여할 수밖에 없었고, 그래서 그 차세대 CPU는 펜티엄이라는 상표로 판매했다. 1987~1995년까지 소송 중이었기 때문에 기술 라이선스 없이 리버스 엔지니어링으로만 만들어야 했던 경쟁사들의 80386, 80486과 펜티엄 호환 모델은 상당히 늦게, 그것도 낮은 성능으로 밖에 나오지 못했다. '인텔 인사이드'라는 강력한 광고의 힘으로 인텔의 독주를 계속하게 되는 계기가 되었다. 이 소송의 영향도 있었지만 이후 CPU의 집적도가 갈수록 높아지면서 고도의 기술력이 필요해지자 AMD를 제외한 다른 회사는 모두 호환 CPU 사업에서 손을 떼거나 망했고, IBM PC 호환기종 CPU는 인텔과 AMD의 2강 경쟁 체제로 굳어졌다.

4. 대한민국의 경우

한국은 1993년부터 80486을 애용했다. 1990~1992년 당시 80486 탑재 컴퓨터는 주로 500만원에 육박했다. 당시 인기있던 소형차 현대 엑셀과 비슷한 가격. (2015년 현재 후속인 현대 액센트의 가격이 1400만원 전후이다.) 게다가 1991년 초기에 발매된 삼성전자의 486DX 33MHz급 기종인 SPC 7100P는 기본사양 본체만 900만원대의 가격으로 중형 승용차 한대 가격(당시 쏘나타 1.8GLi가 895만원, 2.0GLSi가 1096만원)이었다. 물론 1년 뒤 680만원대로 인하되었다.

CPU에 내장한 캐시 메모리 외에도 메인보드에 장착하는 L2 캐시 메모리가 있었다. 그러나 납땜이 아니라 소켓에 꽂는 방식이었고 그렇기 때문에 업그레이드할 수도 있었다. 그래서 불량칩 혹은 그냥 모양만 낸 플라스틱 덩어리를 꽂아 넣고 사기를 치는 일이 있었다. 이 사건은 TV 뉴스에 나와서, 가짜 칩 패키지를 부러뜨려 단순한 플라스틱 덩어리임을 보여 주기도 하고, 진짜가 들은 컴퓨터와 가짜가 들은 컴퓨터의 그림 로딩 속도 차이를 시연하기도 했다. 아직까지도 전자신문 기사가 남아있다.

5. 제품

5.1. 데스크톱

80487은 부동 소수점 연산 프로세서(FPU)이다. 오버 드라이브 기술은 프로세서 교체를 위한 성능 향상이 가능하도록 만들어진 것으로, 펜티엄 최초 모델까지 사용할 수 있었다. i486SL은 랩톱용 프로세서이며, i487은 부동 소수점 프로세서이다.

i486DX: 16, 25, 33, 50 MHz
i486SX: 16, 20, 25, 33 MHz
i486DX2: 50, 66 MHz
i486SX2: 66 MHz
i487
i486 Overdrive: 40, 50, 66, 75 MHz
i486DX4: 75, 100 MHz

5.1.1. 호환 CPU

Am486

DX: 25, 33, 40MHz
SX: 33, 40MHz
DX2: 50, 66, 80MHz
SX2: 50, 60MHz
DX4: 75, 100, 120MHz
Enhanced: DX2(66, 80MHz), DX4(75, 100, 120MHz)[3]

Am5x86: 586과 이름은 비슷하지만 Am486에서 내부 캐시 메모리를 16KB로 늘리고 4배 클럭 배수기를 넣은 칩이다. 그러나 펜티엄과 경쟁하기 위해 이름에 펜티엄과 비교할 수 있도록 성능 등급(Performance Rating)을 넣었다.

P-75: 133MHz
P-75+: 150MHz
P-100: 160MHz

Cyrix

Cx486 제품군의 일부

S: 25, 33, 40MHz[4]
DX: 33, 40, 50MHz
DX2: 50, 66, 80MHz
DX4 100MHz

Cx5x86: 586과 이름은 비슷하지만 80486에 약간의 펜티엄 명령어와 내부에 16KB Write-Back 캐시 메모리가 들어갔다.

100, 120, 133 MHz

IBM 486

DX: 33MHz
DX2: 50, 66MHz
DX2 Blue Lightning: 50, 66, 80MHz[Cyrix]
DX4: 75, 100MHz[Cyrix]

SGS 톰슨 ST486[Cyrix]

DX: 40MHz
DX2: 66, 80MHz
DX4: 100MHz

Texas Instruments 486[Cyrix]

SXL: 50MHz
DX2: 66, 80MHz
DX4: 100MHz

UMC Green CPU U5SX 486: 33, 40MHz

5.2. 랩톱

i486SL. 1992년 11월에 발매했다. 80486SX를 저전력 프로세서로 설계했으며, 20, 25, 33 MHz 세 종류가 있었다.

5.3. 최신 인텔 CPU

인텔 내장 그래픽과 전력관리 등을 위해 최신 인텔 CPU 내부에 486DX4가 내장되어 있다.#

[1] 인텔에서 30여년을 근무하다 2009년 퇴사했었다. 재영입 전에는 VMware의 CEO로 일하고 있었다고.[2] 나머지 초창기 2.5D FPS 게임의 대부분도 486 정도가 권장 사양이다.[3] CPU의 내부 캐시 메모리 관리 정책이 Write-Through가 아닌 Write-Back인 CPU. Write-Through는 메인 메모리에 내용을 저장할 때 캐시 메모리도 같이 저장하는 방식이며, Write-Back은 일부 데이터만 캐시 메모리에 저장하는 방식. 후자가 캐시 메모리 관리 정책이 복잡한 관계로 컨트롤러가 좀 더 복잡하지만 좀 더 효율적이다.[4] 80486SX에 비해 내부 캐시 메모리를 2KB로 축소했다.[Cyrix] Cx486의 세컨드 소스 생산 제품이다.[Cyrix] Cx486의 세컨드 소스 생산 제품이다.[Cyrix] Cx486의 세컨드 소스 생산 제품이다.[Cyrix] Cx486의 세컨드 소스 생산 제품이다.