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인텔이 9세대 코어 프로세서를 발표한지 약 열흘이 지나며 공식 출시를 시작했다.

3세대 코어 프로세서 아이비브릿지부터 적용한 서멀그리스 대신 2세대 샌디브릿지까지 적용했던 솔더링으로 회귀한데다, 7세대 4코어 시대에서 8세대 6코어 시대를 지나 9세대 8코어 시대를 열었고, 부스트 클럭 5GHz 달성과 기존 300 시리즈 칩셋 메인보와의 호환 등, 제품만 보면 상당히 기대되는 제품이다.

하지만 2015년 발표된 5세대 코어 프로세서인 브로드웰부터 도입된 14nm 공정이 9세대까지 이어져온데다, 올해 초부터 CPU 보안 이슈가 연이어 터지면서, 9세대  프로세서 자체는 하드웨어적인 보안 취약점 완화조치가 취해졌지만 인텔을 바라보는 시선은 많이 따가운 것이 현실이다.

여기에는 인텔 9세대 코어 프로세서는 인텔의 새로운 PAO(공정 - 아키텍처 - 최적화) 전략상 연이은 세 번째 최적화에 달하는 제품이라는 점이나, 세대별로 개선되어온 공식 지원 메모리 클럭까지 8세대와 동일할 정도로 차이점이 보이지 않는다는 점 등 여러가지 요인이 있겠지만, 회사에 대한 감정과 별개로 제품에 대한 평가는 제품의 특성을 보고 해도 늦지 않을 것이다.

인텔 메인스트림 8코어 프로세서, 코어 i9-9900K vs 6코어 i7-8700K

인텔 8세대 코어 프로세서와 9세대 코어 프로세서 모두 LGA 1151 소켓 기반의 제품이고, LGA 775 이후 CPU들과 외형상 큰 차이는 없지만, 9세대 코어 프로세서의 히트스프레더가 8세대와 비교해 조금 더 넓어진 점이 눈에 띈다.

아마도 코어가 더 많아지면서 높아질 것으로 우려되는 발열 대응을 위함으로 풀이되며, 하단에 실장된 컴포넌트의 구성이 변한 것을 볼 수 있다. 참고로, 사진상 좌측이 코어 i7-8700K, 우측이 코어 i9-9900K이다.

인텔은 코어 i9-9900K에 대해 3년전 코어 i7-6700K 시스템과 비교해 최대 45%의 더 높은 게임 성능, 게임 방송과 녹화를 동시에 하면서도 최대 32% 더 높은 게임 성능을 제공할 수 있다며 게임 성능을 강조하고 있다. 이번 기사에서는 인텔이 강조하는 게임 성능을 포함해 코어 i9-9900K의 일반적인 성능도 알아보겠다.

인텔 메인스트림 코어 i9-9900K의 성능은 기가바이트 Z390 어로스 울트라 제이씨현 메인보드에서 DDR4 2666MHz 8GB *2, 지포스 RTX 2080, 윈도우 10 RS4 64bit 환경에서 진행되었다. 발열 특성은 제로썸 ZT-10D 프리미엄 쿨러와 잘만 ZM-SF3 120mm 쿨링팬을 최고 속도로 동작케 한 생태에서 체크 했으니, 내용 확인에 참고하기 바란다.

코어 i9-9900K, 늘어난 코어와 클럭으로 최대 45% 가까운 성능 향상

 Sandra 2018을 이용해 코어 i9-9900K의 성능을 간단히 살펴보자.

우선, 메모리 대역폭은 공식 지원 클럭이 DDR4 2666MHz로 동일한 만큼 오차 수준에 그치쳤지만 캐시-메모리간 대역폭은 코어 i9-9900K쪽이 약 30%, 코어간 대역폭은 면에서도 코어 i9-9900K가 최소 8%에서 최대 38% 가까이 높아졌다.

코어간 대역폭과 캐시-메모리 대역폭 등이 개선된 코어 i9-9900K는 물리 코어 확장 및 동작 클럭 개선에 힙입어 연산 성능은 45%, 멀티 미디어 처리 성능은 약 23% 개선되었으며, 그 덕에 금융 분석에서 46%에 가까운 성능 개선이 이뤄졌고, 과학 분석(33.75%)과 암호화(18.32%)에서도 더 높은 성능을 발휘한다.

이에 따라 일반적인 시스템 활용 성능 측정을 위한 PCMark 10 테스트 결과에서도 전체적으로 약 7% 정도 높은 성능을 보여주며, 특히 사진과 동영상 편집, 렌더링 처럼 멀티 스레드 활용도가 높은 테스트로 구성된 DCC(Digital Content Creatinon, 13.1%) 항목에서는 문서와 스프레드 시트로 구성된 생산성(Productivity, 4.31%) 테스트나 프로그램 로딩, 웹 브라우징, 동영상 시청 및 화상 회의 등 기본적인 테스트(Essentials, 4.96%)보다 높은 성능 향상을 보여준다.

그렇다면 조금 더 전문적인 작업에서는 어떨까? 일단, 지포스 RTX 시리즈 출시로 인해 주목받고 있는 레이 트레이싱 성능 측정을 위한 코로나 1.3과 Pov-Ray 3.7, V-ray 1.0.8의 테스트 결과를 보면, 코어 i7-8700K와 비교했을 때 코어 i9-9900K의 성능은 가장 낮은 Pov-Ray에서 조차 37.36% 더 높은 성능을 보이며, 코로나 및 V-Ray 테스트에서는 44%에 달하는 성능 향상이 이뤄졌다.

이는 렌더링 성능 측정을 위한 시네벤치 R15와 블랜더 2.79b 테스트에서도 마찬가지로, 시네벤치 R15에서는 45%에 달하는 성능 향상이 이뤄졌지만, 블렌더에서는 그보다 낮지만 최대 25%, CPU-Z 벤치마크와 압축 프로그램 7zip 벤치마크에서도 차이는 있지만 상당한 수준의 성능 향상이 관측된다.

한편, 코어 i9-9900K의 싱글 스레드 성능은 CPU-Z와 7zip, 시네벤치에서 코어 i7-8700K 보다 약 5% ~ 7% 더 높은 것으로 나타났는데, 이는 두 제품의 싱글 코어 부스트 클럭인 5.0GHz와 4.7GHz 차이에 근접한 수치다.

코어 i9-9900K의 게임 성능과 발열은?

코어 i9-9900K는 CPU 중심적인 작업에서, 헥사 코어인 코어 i7-8700K 대비 두 개의 물리 코어가 늘어난 옥타 코어 CPU라고는 믿기지 않을 정도의 높은 성능 개선이 이뤄졌다.

그렇다면 그래픽 카드의 성능을 끌어낸 게임에서는 어느 정도의 성능 개선을 기대할 수 있을까? 게임 자체의 CPU 멀티 코어 활용도와 게임 설계 등 여러가지 다양한 요인이 작용하는 만큼 단언하기는 어렵지만, 3DMark를 비롯해 6종의 게임을 통해 확인해 보았다.

3DMark로 측정했을 때 지포스 RTX 2080(게임 레디 411.70 드라이버)을 기준으로 코어 i9-9900K의 게임 성능은 코어 i8-8700K보다 약 6% 가량 높은 것으로 측정되었다. 단지, 이는 그래픽 카드와의 전체적인 성능으로, 게임에서 물리 연산 같은 CPU 위주의 작업에서는 코어 i9-9900K가 코어 i7-8700K보다 약 30%(Fire Strike)에서 40%(Time Spy)까지 높은 것으로 나타났다.

그렇다면 실제 게임에서는 어느 정도의 성능을 발휘할지 테스트해 보았다.

일단, 가장 많은 게이머들이 즐기는 Full HD 해상도에서 코어 i9-9900K의 게임 성능은 코어 i7-8700K와 비교해 약 5% 정도 높은 반면, 4K에서는 약 2~3프레임 차이로 약간 낮거나 거의 동급인 것을 알 수 있다.

Full HD와 4K에서 성능 차이는 비율면에서는 약 5% 전후의 성능을 보여주는데, Full HD에서의 실제 프레임 차이는 최대 6프레임까지 더 높은 성능을 보여주며, 4K에서는 프레임 차이가 약 2프레임 수준으로 일정하게 나타난다.

이에 따라 Full HD 급에서 코어 i9-9900K의 게임 성능 개선을 기대할 수 있지만, 4K 같은 고해상도/ 고품질 조합에서는 i7-8700K와 비교해 확실한 성능 우위를 보이지 못하고 있다. 이는 게임 성능이 단순히 CPU뿐 아니라 그래픽 카드 성능에도 영향을 받기 때문으로 판단된다.

참가로, DX12 API와 GPU 기반 테스트를 진행한 AotS ES 결과는 일반적인 게임 성능(GPU)과 해당 테스트에서 CPU 성능을 별도 표시하는데, 이 중 CPU 테스트 결과는 4K에서도 코어 i9-9900K가 약 10프레임 정도의 성능 우위를 보이며, 이에 따라 게임 성능 자체는 확실한 개선이 이뤄진 것으로 볼 수 있다.

4코어에서 적용된 14nm가 8코어까지, 코어 i9-9900K의 발열은?

인텔은 2015년 5세대 코어 프로세서인 브로드웰의 쿼드 코어 시절 처음 14nm 공정을 적용하며 2018년 옥타 코어 시대를 열었다. 14nm 공정 최적화가 이뤄졌다지만 두 배 가까이 늘어난 코어로 인해 발열과 소비전력에 대한 우려를 피할 수 없다. 그때문인지 3세대 아이브릿지부터 CPU 코어와 IHS 사이의 열전달 물질(TIM)로 사용해온 서멀 그리스 대신 솔더링 방식을 사용했다.

서멀그리스보다 더 높은 열전달 효과를 기대할 수 있는 솔더링 방식이 사용된 9세대 코어 프로세서의 최상위 모델인 코어 i9-9900K의 발열은 어떤지 알아본다. 앞서 이야기한 것처럼 발열 테스트를 위해 제로섬 ZT-10D 프리미엄 쿨러에 잘만 ZM-SF3 120mm 쿨링팬(RPM 100%) 조합의 쿨링 시스템을 적용하였으며, CPU 부하는 프라임95 2.94b8 버전을 이용했다.

온도와 시스템 소비전력은 부팅 이후 5분 시점을 Idle로, 프라임95의 부하 테스트 이후 10분 시점의 자료를 Full Load로 측정했는데, 이때 바이오스 설정은 기본값을, 시스템 소비전력 측정은 MWTEX M-3860M 멀티미터를 이용했다.

네티즌들의 우려처럼 코어 i9-9900K는 솔더링을 했음에도 여전히 14nm 기반 공정, 여섯 개에서 여덟 개로 늘어난 코어, 300MHz 높아진 올 코어 부스트 클럭 처럼, 온도와 소비전력 증가 요인을 해결하지 못한 모습을 보인다.

코어 i9-9900K는 솔더링을 적용했음에도 풀 로드시 코어 i7-8700K보다 풀로드시 온도는 15℃나 높은데다 소비전력도 70W 가까이 높아져, 소비전력은 둘째 치더라도 장시간 멀티 스레드 작업 활성화시 CPU 혹은 전원부 발열에 의한 스로틀링이 우려된다.

실제로 테스트 시간이 15분을 넘어가는 시점에서 코어 i9-9900K의 온도 100℃와 순간 소비 전력이 약 260W에 도달하는 현상이 관측되었으며, 이후 테스트를 이어갈 경우 스로틀링이 발생했다. 같은 조건에서 코어 i7-8700K를 다시 테스트 했을 때는 최대 온도 75℃와 소비전력 176W를 기록하면서도 스로틀링을 일으키지 않은 것과 대비된다.

테스트 당시 여건상 Z370 칩셋 메인보드 2종과 Z390 칩셋 메인보드 1종을 변경해 테스트했지만 정도의 차이는 있을 뿐 여전히 스로틀링이 발생하였으며, 정확한 과열 원인을 파악하기 전에 샘플 대여 기간이 종료되었다.

확보한 코어 i9-9900K가 엔지니어링 샘플인 때문에 실제 판매 제품보다 성능 유지를 위해 발열 제한이 높게 설정되었거나, 같은 이유로 메인보드 바이오스의 CPU 전력 제한이나 전압 설정이 높게 책정되었을 가능성을 생각해볼 수 있을 것이다.

하지만 기가바이트의 유출된 오버클럭 가이드에 따르면, 코어 i9-9900K의 발열이 높은 것은 보드나라에서 받은 테스트 샘플만의 특성은 아닌 것으로 판단되므로, 사용자는 제품 쿨링에 조금 더 신경 써야할 것이다.

목표는 마지막 14nm CPU, 선택의 기로에 놓인 코어 i9-9900K

인텔 최초의 메인스트림 8코어 프로세서가 포함된 인텔 9세대 코어 프로세서는 2015년부터 등장한 14nm 공정 기반 마지막 프로세서를 목표로 하고 있으며, 이번 기사에서는 그 중 최고 성능 모델인 코어 i9-9900K이 8세대 최고 모델인 코어 i7-8700K와 비교해 어떤지 살펴보았다.

테스트 결과 게임 성능은 그다지 큰 변화를 기대하기 어렵지만, 물리 코어가 두 개 더해짐에 따라 작업에 따라 최대 45%까지 높은 성능을 제공하면서 매우 만족스런 성능을 발휘한다.

하지만 공랭 쿨러로는 감당을 자신하기 어려운 수준으로 높아진 발열, 눈에 띄는 소비전력 증가, 130달러나 높아져 500달러에 가까워진 가격은 메인스트림 사용자의 실 수요자보다는 차세대 10nm 공정 기반 제품의 성능을 예고하는 상징성이 짙은 것으로 판단된다.

문제가 된 소비전력과 발열은 10nm 공정을 통해 안정화될 것으로 기대되며, 미세 공정 도입에 따른 웨이퍼당 생산량 증가를 감안하면 가격도 코어 i9-9900K보다 개선될 것으로 기대된다.

연이은 10nm 양산 연기에 따른 인텔에 대한 불신, 메인스트림 사용자 입장에서는 CPU 쿨러 뿐 아니라 제품 자체의 높은 가격, 메인보드 전원부 설계 및 발열까지 고려해야 하는 코어 i9-9900K에 대해 긍정적인 평가를 내리기는 쉽지 않을 것으로 보인다. 게다가 8세대 코어 프로세서 출시때와 같이 1차 수입 물량이 극소수라는 유통업계 관계자의 귀뜸을 감안할 때, 희귀성에 기반한 가격 폭등은 예정된 것이나 다름없다.

실제로 코어 i9-9900K를 비롯한 9세대 코어 프로세서가 일반 소비자들에게 제대로 평가받기 위해서는 추가 모델들의 출시가 예정된 2019년 이후, 현재의 14nm 생산량 부족 현상 해소를 위해 발표한 10억 달러 투자의 결과가 나올 때 까지 기다려야할 것이다.

단지, 그때쯤 되면 당초 예정보다 생산 시점이 앞당겨질 것이라는 소식이 전해진 10nm 아이스 레이크 관련 내용이 서서히 퍼지기 시작하면서 9세대에 대한 주목도가 낮아질 가능성이 높기 때문에, 9세대 코어 프로세서는 시장에서 호응을 이끌어 내기 어려울 가능성도 배제할 수 없다.

10nm 아이스 레이크를 앞둔 마지막 14nm CPU인 9세대 코어 프로세서에 대한 시장의 평가는 시간이 말해 줄 것이다.