Zen 3 아키텍처로 게임도 최고 수준 도달, AMD 라이젠 5000 시리즈 데스크탑 프로세서

2020.10.13. 09:19:14

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AMD가 새로운 'Zen 3' 아키텍처 기반 AMD 라이젠(Ryzen) 5000 시리즈 데스크탑 프로세서를 공식 발표했다.

AMD는 10월 9일 오전 1시(한국시간) 전세계 온라인 스트리밍 행사를 통해 최대 16코어 32스레드 구성에 IPC 성능 19% 향상을 포함해 2017년 Zen 프로세서 도입 이후 최대의 광범위한 개선을 포함한 AMD 라이젠 5000 시리즈 데스크탑 프로세서를 공개했다.

특히, 그 동안은 낮은 CPU 클럭 및 싱글 스레드 성능으로 멀티코어 및 멀티스레드 작업 환경에서는 경쟁사 인텔(Intel)보다 빠르지만 게임 환경에서는 인텔에 뒤쳐진다는 지적을 받았던 AMD는 라이젠 5000 시리즈에 이전 세대 대비 IPC(클럭당 명령어 처리 횟수)를 19%나 끌어올리는 아키텍처 개선을 통해 게임 성능을 최대 26% 향상시켰다고 밝혔다.

행사 말미에는 이달 28일 별도 공개 행사를 가지게 될 AMD 차세대 라데온 RX 6000 시리즈 그래픽 카드에 대한 일부 성능 테스트 결과를 보여주기도 했다.

데스크탑 16코어 시대, 차세대 게임기에 탑재되는 라이젠

이번 Zen 3 기반 AMD 라이젠 5000 시리즈 데스크탑 프로세서 발표회는 전세계 코로나19 바이러스 확산으로 예전과 달리 미디어나 유저들이 참석하지 않은 온라인 행사로 진행됐다.

AMD CEO 리사 수(Lisa Su) 박사는 'Where Gaming Begins'라는 주제로 Zen 아키텍처 기반 AMD 프로세서가 현재 데스크탑 PC는 물론 노트북 PC와 마이크로소프트 및 소니의 차세대 콘솔 게임기에도 탑재되고 있다고 밝혔다.

또한 데스크탑 PC 시장에서 2017년 1세대 라이젠 데스크탑 프로세서를 출시한 후 2018년 2세대 라이젠, 그리고 지난 해 3세대 라이젠 데스크탑 프로세서를 출시하면서 그 동안 데스크탑 PC 시장의 멀티코어 성능 기준이었던 8코어 16스레드를 넘어 16코어 32스레드 모델을 출시하며 멀티스레드 성능을 대폭 향상시켰음을 소개했다.

8코어 CCX 통합 32MB 캐시로 IPC 성능 19% 향상

새로운 Zen 3 아키텍처에 대해 소개한 AMD 최고 기술 책임자(CTO)인 마크 페이퍼마스터(Mark Papermaster)는 14nm Zen 및 12nm Zen+ 아키텍처에서 7nm Zen 2 아키텍처를 거쳐 이번 Zen 3 아키텍처는 이전보다 높은 부스트 클럭과 IPC 성능 향상, 새로운 코어 레이아웃 및 캐시 구조를 적용했다고 밝혔다.

Zen 3 아키텍처는 7nm 공정 및 칩렛(Chiplet) 디자인 등 이전 세대와 유사한 구조를 가지고 있으며 IO 다이도 이전 세대와 같고 3세대 라이젠과 동일한 24 레인 PCIe 4.0을 지원한다.

인텔의 경우 내년 1분기 출시되는 새로운 11세대 인텔 코어 데스크탑 프로세서(코드명 로켓 레이크)에서 PCIe 4.0을 공식 지원하며 이를 위해 메인보드도 새로운 인텔 500 시리즈 칩셋으로 바뀔 예정이나 AMD는 기존 소켓 AM4 기반 3세대 라이젠 지원 500 시리즈 및 400 시리즈에서 바이오스 업데이트를 통해 사용 가능한 것으로 알려졌다.

Zen 3 아키텍처의 가장 큰 변화는 Zen 2까지 이어진 4코어 CCX(4-core complex) 구조를 통합 8코어 CCX로 바꾼 것이다. 이전에는 4코어당 16MB L3 캐시가 배분되는 구조여서 인접한 코어가 아닌 다른 쪽 L3 캐시에 접근할 때 메모리 지연 시간이 발생해 게이밍 성능이 떨어졌는데, Zen 3는 이것을 8코어가 동시에 접근하는 32MB L3 캐시로 통합해서 게임시 코어와 캐시 사이 지연 시간을 줄이고 효율성을 높인 것이다.

이전 세대 Zen 2 아키텍처에서도 IPC 15% 성능 향상을 가져왔지만 여전히 싱글 스레드 성능으로는 인텔보다 뒤쳐진다는 평가가 있었는데, Zen 3 아키텍처는 이전 Zen 2 아키텍처 IPC 성능 향상보다도 높은 19% 성능 향상(4GHz, 8코어 기준)을 가져왔다.

Anandtech에서는 AMD가 주장한 19%의 IPC 성능 향상이 캐시 프리페치(Cache Prefetching)에서 2.7%, 실행 엔진(Excution Engine)에서 3.3%, 분기 예측(Branch Predictor)에서 1.3%, 마이크로-옵 캐시(Micro-op Cache)에서 2.7%, 프론트 엔드(Front End)에서 4.6%, 로드/스토어(Load/Store)에서 4.6%가 이뤄진 것으로 분석하고 있다.

7nm 공정의 Zen 3 아키텍처 AMD 라이젠 5000 시리즈 데스크탑 프로세서는 성능 향상에도 불구하고 TDP는 이전 세대와 같은 105W다. CPU의 소비 전력 대비 성능을 평가할 때 언급되는 와트당 성능(Performance per Watt) 기준으로는 1세대 Zen 아키텍처 라이젠 7 1800X과 비교해 3세대 Zen 2 라이젠 9 3900X가 2배였다면 Zen 3 아키텍처 라이젠 9 프로세서는 2.4배까지 향상되었다. 또한 TDP 125W인 인텔 10세대 코어 i9-10900K 프로세서(10C/20T)보다는 2.8배 에너지 효율성이 높다고 주장했다.

그 밖에 마크 페이퍼마스터 CTO는 Zen 3 아키텍처 기반 AMD 라이젠 5000 시리즈 데스크탑 프로세서가 현재 출하 준비 중이며 AMD는 5nm 공정으로 만들어질 차세대 Zen 4 아키텍처 설계에 들어갔다고 언급했다.

2022년까지 나온 AMD 로드맵 상에서 Zen 4 아키텍처는 차세대 DDR5 메모리와 새로운 소켓 규격의 메인보드와 함께 등장할 것으로 예상된다.

AMD 라이젠 5000 시리즈 데스크탑 프로세서 라인업

이어서 AMD 리사 수 CEO는 Zen 3 아키텍처를 기반으로 출시되는 AMD 라이젠 5000 시리즈 데스크탑 프로세서 실물과 제품 라인업을 공개했다.

사실 AMD 데스크탑 프로세서 넘버링은 약간 복잡하다. 아키텍처 기준으로는 1세대 14nm Zen 다음으로 나온 Zen+가 제조 공정만 12nm로 바꾼 것이지만 2세대 라이젠이 되었고, Zen 2 아키텍처는 3세대 라이젠, 이번에 공개된 Zen 3 아키텍처 기반 AMD 라이젠 데스크탑 프로세서는 세대 기준으로는 4세대, 넘버링으로는 3세대 3000 시리즈 다음에 해당하는 4000 시리즈가 되어야 했다.

그러나 AMD는 라이젠 CPU에 내장 그래픽 기능이 들어간 APU를 데스크탑 CPU와 별도로 발표하면서 세대와 넘버링 구분이 복잡해졌다. 라이젠 4000 시리즈는 이미 Zen 2 아키텍처 CPU에 Radeon VEGA 그래픽이 탑재된 라이젠 4000 모바일/데스크탑 APU가 선점한 상황에서 CPU 성능이 크게 향상된 Zen 3 CPU에 4000 이름을 붙일 수 없었다.

그래서 Zen 3 기반 4세대 라이젠 데스크탑 프로세서에는 다시 라이젠 5000 시리즈가 되었고, 라이젠 4000 시리즈 데스크탑 프로세서 이름은 내장 그래픽이 탑재된 르누아르 APU 계열만 사용하게 됐다.

AMD가 공개한 라이젠 5000 시리즈 라인업은 일단 4종으로 12코어 24스레드 라이젠 9 5900X, 8코어 16스레드 라이젠 7 5800X, 6코어 12스레드 라이젠 5 5600X, 그리고 16코어 32스레드 라이젠 9 5950X다.

싱글스레드와 게임 성능, 인텔 10세대 코어보다 높다

AMD가 이번 발표회에서 메인으로 소개한 라이젠 5000 시리즈 데스크탑 프로세서는 AMD 라이젠 9 5900X 모델이다. 12코어 24스레드 구조와 최대 4.8GHz 부스트 클럭, 70MB L2+L3 캐시, TDP 105W를 지원한다.

Zen 3 아키텍처 핵심이 8 CCX 구조와 통합 32MB L3 캐시라는 점을 고려하면 8코어 16스레드, 36MB 캐시를 가진 라이젠 7 5800X가 가격대비 성능에서 대표 모델이라고 생각된다.

하지만 일부 게임에서 8코어 이상의 멀티 코어 환경을 요구하기 시작했다는 점을 생각했을 때 차세대 게이밍 시스템 요구 사항을 고려해 라이젠 9 5900X를 선정했다고 추측된다. 또한 인텔이 10세대 데스크탑 게이밍 프로세서 최고 성능 모델이 10코어 제품이라는 점도 감안했을 것으로 보인다.

AMD 기술 마케팅 디렉터 로버트 할록(Robert Hallock)은 12코어 24스레드 라이젠 9 5900X가 쉐도우 오브 더 툼레이더(Shadow of the Tomb Raider)에서 이전 세대 라이젠 9 3900XT와 비교해 CPU 성능 차이를 잘 보여주는 1920x1080 해상도 DX12 기준 28%의 평균 프레임 향상을 가져왔다고 밝혔다.

또한 리그 오브 레전드(League of Legends)에서 최대 50% 성능 향상을 비롯해 다양한 게임에서 평균 26%의 성능 향상을 제공한다고 언급했다.

10세대 인텔 코어 i9-10900K 대비 성능 우위도 주장했다. 시네벤치 R20에서 데스크탑 프로세서 가운데 처음으로 싱글 스레드 점수 600점을 넘었으며, 인텔 프로세서와의 게임 성능 비교에서도 1920x1080 해상도 기준 테스트 게임 대부분에서 성능이 더 높았다고 주장했다.

16코어 라이젠 9 5950X는 최대 4.9GHz 부스트 클럭과 72MB L2+L3 캐시, TDP 105W이며, 이전 세대 라이젠 9 3950X 대비 성능 향상은 물론 인텔의 10코어 20스레드 코어 i9-10900K와 비교해서도 콘텐츠 작업 성능과 게이밍 성능이 더 높다고 한다.

AMD 500 시리즈 메인보드에서 바이오스 업데이트로 지원

새로 출시된 AMD 라이젠 5000 시리즈 데스크탑 프로세서는 기존 소켓 AM4 기반 AMD 500 시리즈 메인보드에서 간단한 바이오스 업데이트를 통해 사용할 수 있다.

AMD는 3세대 라이젠 데스크탑 프로세서 및 라이젠 프로 4000 데스크탑 APU 출시에 맞춰 이를 지원하는 소켓 AM4 규격의 AMD X570, B550, 그리고 A520 메인보드 구성을 완료했다.

1세대 라이젠 프로세서와 함께 나온 300 시리즈 칩셋 메인보드는 3세대 이후 라이젠 지원이 사실상 종료됐기 때문에 라이젠 5000 시리즈 데스크탑 프로세서를 신규 구매하는 사람은 최신 500 시리즈 메인보드를 선택하는 것이 좋다.

AMD 500 시리즈 메인보드는 새로운 CPU 지원이 포함된 AGESA 1.0.8.0 이후 바이오스가 필요하며, AMD는 11월 5일 라이젠 5000 시리즈 출시에 맞춰 AGESA 1.1.0.0이 적용된 바이오스 업데이트가 가능할 거라고 밝혔다.

AMD 400 시리즈 메인보드의 경우 라이젠 5000 시리즈 프로세서를 사용하기 위해서는 메인보드 파트너사들을 통해 개별적인 바이오스 업데이트 지원이 필요하며, 400 시리즈용 베타 바이오스가 내년 1월에나 제공될 예정이어서 기존 400 시리즈 메인보드 유저들의 업그레이드는 좀더 시간이 걸릴 것으로 예상된다.

11월 5일 전세계 출시, Far Cry 6 게임 번들 제공

AMD가 발표한 라이젠 9 5900X 가격은 549달러, 라이젠 7 5800X는 449달러, 라이젠 5 5600X는 299달러, 16코어 라이젠 9 5950X는 799달러로 공식 출시일은 오는 11월 5일로 정해졌다.

8코어 16스레드 라이젠 7 5800X 이상급 제품에는 별도의 쿨러가 포함되지 않으며, TDP 65W인 6코어 12스레드 라이젠 5 5600X에만 레이스 스텔스(Wraith Stealth) 쿨러를 번들로 제공한다.

온라인 발표회에서는 언급되지 않았으나 AMD는 보도자료를 통해 라이젠 게임 번들 프로그램(The AMD Ryzen Equipped to Win Game Bundle Program)이 파크라이6 (FarCry 6)로 돌아왔으며, 11월 5일부터 12월 31일까지 신제품 가운데 6코어 라이젠 5 5600X(299달러)를 제외한 라이젠 7 5800X, 라이젠 9 5900X, 라이젠 9 5950X 구매 고객은 파크라이6 스탠다드 에디션 PC 디지털 버전을 받을 수 있을 거라고 밝혔다.

또한 10월 20일부터 12월 31일까지 라이젠 9 3950X, 라이젠 9 3900XT, 라이젠 7 3800XT를 구매하는 고객에게도 같은 게임을 증정한다고 덧붙였다.

유비소프트에서 만드는 파크라이6는 열대 지역 야라의 독재자에 맞서 국가를 해방하기 위한 싸움을 벌이게 되며 2021년 2월 19일 출시 예정이다.