입력 : 2017-10-12 16:47:41
인텔은 매번 새로운 프로세서를 선보인다. 컴퓨팅 환경은 계속 진화하며 변하기 때문이다. 그에 걸맞은 새 기술과 성능을 끌어올린 신제품이 출시되는 것은 어찌 보면 당연한 일이다. 인텔은 2016년과 지금 이 순간까지도 현역으로 활동하고 있는 7세대 코어 프로세서(코드명 카비레이크)의 뒤를 이을 새로운 라인업, 8세대 코어 프로세서를 선보였다. 코드명은 커피레이크(Coffee Lake)다.
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이 프로세서는 다소 난해할 수 있지만 인텔의 파오(PAO) 전략에 기인해 출시됐다. 기존에는 공정과 아키텍처를 번갈아 교체하는 틱-톡(Tick-Tock) 전략을 구사했지만 지금의 파오 전략으로 수정됐다. 여기에서 언급하자면 PAO에서 P는 공정(Process), A는 설계(Architecture), O는 최적화(Optimization)을 뜻한다. 이는 5세대 코어 프로세서, 코드명 브로드웰(Broadwell)부터 거슬러 올라간다.
브로드웰(5세대)은 기존 하스웰(4세대) 아키텍처와 뿌리는 같지만 공정이 14nm로 미세해졌다. 당시 하스웰은 22nm 공정을 사용했다. 여기에 스카이레이크(6세대)는 14nm 공정을 유지하면서 아키텍처의 변화를 이끌어 성능을 향상시켰다. 마지막으로 현역으로 활동 중인 카비레이크(7세대)는 공정과 아키텍처의 완성도를 더 끌어올리면서 성능을 높였다. 14nm+ 급 공정 이행과 시대 흐름에 맞춘 새로운 명령어, 기술의 추가 등이 더해졌다.
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2015년부터 1년씩 3년의 시간을 보내면서 파오 전략도 한 바퀴 돌았다. 그리고 다시 시작하는 의미를 담은 8세대 인텔 코어 프로세서, 코드명 커피레이크. 과연 기존과 달라진 점은 무엇인지, 기존 대비 어떤 성능적 우위를 제공하는지 알아봤다.
■ 8세대 코어 프로세서의 변화 포인트
8세대 코어 프로세서가 기존과 달라진 부분은 여럿 존재한다. 그 중 뚜렷한 차이점 중 하나는 바로 코어 수의 변화다. 인텔은 1세대 코어 프로세서를 시작으로 7세대에 이르기까지 하이엔드 라인업을 제외하면 듀얼/쿼드 코어 구성을 뚜렷하게 전개해 왔다. 코어 i3/i5/i7으로 분류되는 라인업의 차이는 코어와 쓰레드 구성에 의해서 결정됐다.
예로 코어 i3는 듀얼코어지만 하이퍼쓰레딩(Hyper-Threading) 기술을 더해 쓰레드 처리 능력을 높였다. 2코어/4쓰레드(2C/4T) 구성인 셈이다. 코어 i5는 순수한 쿼드코어 프로세서로 4코어/4쓰레드(4C/4T) 구성을 제공한 형태였다. 코어 i7는 i5에서 하이퍼쓰레딩 기술을 더해 4코어/8쓰레드(4C/8T) 구성을 제공하며 일반 데스크톱 프로세서 라인업을 선보였다.
하지만 시기는 변했다. 많은 애플리케이션은 다중코어 프로세서에서 더 좋은 효율을 보여주기 시작했고, 한 PC로 여러 작업을 동시에 수행하는 일은 잦아졌다. 이를 위해 일부는 고성능 데스크톱 프로세서(HEDT) 라인업인 코어 익스트림 라인업을 선택하기도 했다. 그러나 가격이 높고 전력소모는 컸다. 이 시스템이 필요 없는건 아니지만 모두가 선택할 수 있는 답안지는 아니었다.
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그러나 다중 코어를 요구하는 환경은 전문가를 넘어 일반 시장에까지 확대됐다. 인텔은 이 부분에 대응할 필요성을 인지한 듯 하다. 이에 8세대 코어 프로세서에는 모든 제품에 코어 2개를 추가 운영하게 되었다. 이제 새로운 프로세서는 쿼드코어부터 헥사(6)코어까지 구성된다.
하지만 코어/쓰레드 구성에는 변화가 생겼다. 하이퍼쓰레딩 기술은 오로지 코어 i7 라인업에만 적용된다. 향후 변경될 소지가 있을 수 있으나 현재는 이와 같은 구성을 따르게 된다.
8세대 코어 i3 프로세서는 코어 2개가 더해져 본격적인 쿼드코어 프로세서가 되었다. 대신 하이퍼쓰레딩은 적용되지 않았다. 4코어/4쓰레드(4C/4T) 구성이 되었다는 이야기. 코어 i5 프로세서도 코어 2개가 늘어 헥사(6)코어가 되었지만 하이퍼쓰레딩 기술은 적용되지 않았다.
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코어 i7 프로세서는 헥사(6)코어에 하이퍼쓰레딩을 더해 6코어/12쓰레드(6C/12T) 구성이 되었다. 마치 기존 HEDT 프로세서인 코어 i7 익스트림과 유사한 형태가 되었다. 단지 이들과의 차이라면 스마트 캐시 메모리 용량과 운영하는 메모리 채널, 부가 장치 운용 규모 정도에 불과할 정도다.
내장 그래픽에도 소소한 변화가 생겼다. 기존 7세대까지 이어지던 인텔 HD 그래픽스는 인텔 UHD 그래픽스로 변경됐다. 성능이 더 좋아진 것은 아니다. 기존과 동일한 구성이지만 UHD 환경에 대응하기 위해 디스플레이 포트(DP)와 HDMI 1.4 단자를 활용하면 자체 HDCP 2.2 기술을 지원하도록 업데이트 되었다.
■ 변화에 의한 결과
커피레이크 프로세서의 특징은 앞서 언급한 것처럼 공정의 변화에 따른 성능 및 효율성 개선이다. 이를 위해 인텔은 카비레이크에 적용했던 14nm+ 공정을 더욱 개선한 14nm++급 공정을 도입해 제품을 설계하고 생산한다. 14nm이기에 큰 차이는 없어 보이지만 이를 더욱 개선한 것은 다이 내 불필요한 공간 및 구조를 해소해 최대한의 효율성을 끌어내기 위함이다.
구체적인 자료는 없지만 인텔은 기존 14/16nm 공정에서 생산한 최고 수준의 제품과 비교해 20%더 성능 향상을 이끌어낼 수 있다고 강조한다. 여기에 4~6코어를 추가하면서도 열설계전력(TDP)을 기존 동급 제품군 수준으로 유지했다는 점이 중요하다. 효과적인 설계와 공정이 도입된 8세대 코어 프로세서의 TDP는 데스크톱 프로세서 기준 65~95W 수준이다.
공정 도입으로 인해 8세대 코어 프로세서는 최대 약 24% 가량의 구동 전류가 낮아지고, 52% 정도 전기를 덜 쓰고도 최대 26% 가량의 성능 향상을 낼 수 있게 되었다.
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이런 변화들이 존재하면서 8세대 코어 프로세서는 LGA 1151 소켓을 쓰지만 기존과 호환되지 않는다. 6세대와 7세대 코어 프로세서가 사용했던 플랫폼을 8세대는 쓸 수 없다는 이야기. 이는 코어가 늘어나면서 전압이나 정보 교환에 필요한 핀 구성에 변화가 생겼기 때문이다. 핀 배열이 달라졌으므로 이전 메인보드에 8세대 프로세서를 쓰거나 새로운 메인보드에 기존 6~7세대 프로세서를 쓰면 안 된다.
8세대 코어 프로세서들은 모두 인텔 300 시리즈 칩셋 메인보드를 써야 한다. 현재는 Z370만 출시되어 있으며, 향후 H 라인업이 투입된다. 또한 2018년에는 Z390 칩셋 메인보드가 투입될 예정이다.
지원 기능은 기존과 크게 차이 없을 전망이지만 Z370 시리즈 메인보드와 8세대 코어 프로세서, 그 중 K 시리즈와 호흡을 맞추면 오버클럭 관련 기능이 강화된다. 우선 전압을 여유롭게 인가할 수 있도록 헤드룸이 확보되며, 메모리 작동속도는 최대 DDR4-8400(4,200MHz)까지 확장 가능하게 된다. 오버클럭은 운영체제 상에서 실시간으로 이뤄지는데, 메모리 입력속도(레이턴시)까지 다룰 수 있다. 코어간 오버클럭은 한계 지정도 가능하고 PLL 트림 제어나 메모리 컨트롤러 등도 세밀하게 제어 가능하다.
■ 코어 2개 증가한 코어 i5 8600K의 성능은?
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한 세대 거듭난 8세대 인텔 코어 프로세서, 그 중 주력 모델 중 하나가 될 i5 라인업에서 최고 성능을 내는 i5 8600K를 가지고 성능을 측정해 봤다. 오버클럭을 지원하는 K 라인업으로 기본 3.6GHz로 작동하며 최대 4.3GHz(터보부스트)로 작동하도록 설계되어 있다. TDP는 95W이며, 캐시는 L3 기준 9MB다. 6코어 프로세서지만 하이퍼쓰레딩은 제공되지 않는다. 비교 대상은 코어 i7 7700K 프로세서로 선택했다.
두 프로세서는 플랫폼이 각각 다르지만 Z370과 Z270을 선택해 최적의 성능을 내도록 했으며, 그래픽카드는 동일하게 엔비디아 지포스 GTX 1070(조텍 GTX 1070 AMP EXTREME)을 장착했다. 동일한 환경에 CPU만을 변경해 얻는 결과값을 도출하는데 중점을 두었다.
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먼저 CPU-Z 내에 있는 프로세서 벤치마크 항목을 선택해 간단히 차이를 확인해 봤다. 테스트는 단일 쓰레드와 다중 쓰레드로 나뉘어 진행된다. 하단에 비교 프로세서를 선택하면 현재 제품과 비교 대상을 간단히 나눠 볼 수 있도록 한 점이 특징이다.
먼저 단일 쓰레드 성능을 보면 i7 7700K는 492점인데 반해 i5 8600K는 515.3점을 기록해 우위를 보여준다. 코어 i7 7700K가 기본 속도 4.2GHz라는 점을 감안해 보면 새로운 프로세서는 IPC 향상이 이뤄져 있음을 유추해 볼 수 있다. 단순히 단일 쓰레드 처리에서 3.6 GHz 코어가 4.2GHz를 앞선다는 점을 보면 말이다.
다중 쓰레드 처리는 두 제품의 차이가 10% 가량 벌어지는 수준이다. i7 7700K가 2648점, i5 8600K는 2942.6점을 각각 기록했다. 하이퍼쓰레딩 기능이 있어 8코어와 흡사한 처리 구조를 갖는 7세대 코어 i7이지만 논리코어보다 물리코어가 많은 8세대 코어 쪽이 더 나은 모습을 보여준다.
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이번에는 3DMARK 내에 제공되는 DirectX 12 게이밍 벤치마크, 타임스파이(Time Spy) 항목의 테스트를 진행했다. 그래픽카드는 동일하기 때문에 이를 제외하고 CPU 성능을 따로 비교해 봤다. 단순 CPU만의 성능을 놓고 보면 8세대 인텔 코어 i5 8600K와 7세대 코어 i7 7700K가 서로 엇비슷한 결과값을 제시하고 있다.
i7-7700K 프로세서에는 하이퍼쓰레딩이라는 무기가 있지만 물리 코어 내에 존재하는 논리 코어이므로 100% 성능을 낸다고 보기에는 한계가 있다. 그 부분이 점수에 어느 정도 반영된 것으로 보인다. 4.2GHz라는 작동 속도로 인해 성능적 우위를 기대했으나, 대체로 순수 코어가 많은 i5 8600K가 조금 나은 결과를 보였다.
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플레이어언노운즈 배틀그라운드(이하 배틀그라운드)를 실행해 초당 프레임을 측정했다. 동일한 그래픽카드를 사용했기 때문에 순수히 프로세서 성능 차이에 따른 프레임 수치가 기록될 것으로 예상된다. 게임은 여러 횟수를 실시해 두 시스템 모두 수송기의 드롭 위치와 플레이어 착지 지점을 최대한 동일하게 맞췄다. 플레이 시간에는 변동이 존재하니 실제 측정 수치에는 차이가 있을 수 있다.
설정은 최적의 성능을 구현할 수 있도록 했다. 해상도는 모니터에 맞는 풀HD(1,920 x 1,080)이며, 텍스처와 효과, 거리보기의 효과는 최대인 울트라, 나머지 효과는 낮거나 매우 낮음으로 설정해 두었다.
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8세대 인텔 코어 i5 8600K와 7세대 인텔 코어 i7 7700K 프로세서의 성능 차이는? 흥미롭게도 7세대 코어 i7 7700K가 조금 더 나은 모습을 보여줬다. 일단 4.2GHz의 높은 기본 작동속도와 여유로운 쓰레드 수가 영향을 준 것으로 보인다. 평균 122 프레임을 기록했다.
반면 3.6GHz의 기본 작동속도를 제공하는 i5 8600K는 터보부스트가 있음에도 물리적인 속도에는 i7 7700K에 비해 부족한 모습을 보여준다. 물리 코어의 수가 2개 더 많지만 하이퍼쓰레딩까지 동원한 코어 i7에 비하면 조금 못 미치는 성능이다. 더 나은 성능을 고려한다면 상위 라인업을 구매하는 것도 방법 중 하나라 하겠다.
■ 다중 컴퓨팅 환경을 위한 또 하나의 선택지
7세대에 이어 세대교체를 준비하고 있는 8세대 인텔 코어 프로세서는 단순히 바라보면 코어 2개가 증가한 형태에 불과하다. 그러나 그 속에는 변화하는 컴퓨팅 환경에 대한 프로세서의 대응을 엿볼 수도 있다. 또한 업계의 경쟁으로 인한 결과물이라는 부분도 존재한다. 결과적으로 소비자는 더 좋은 성능의 프로세서를 사용하게 됨으로써 효율적인 컴퓨팅 환경을 누릴 수 있다.
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결과적으로 8세대 인텔 코어 프로세서는 쿼드코어 이상의 다중코어 시대를 가속화하는 기폭제가 될 것이다. 동시에 다중 컴퓨팅 환경 구축을 위한 또 하나의 선택지가 되었다. 어떤 환경에서도 안정적인 성능을 제공할 데스크톱 프로세서를 꿈꾼다면 관심 있게 지켜보는 것도 좋겠다.
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