인텔은 12세대 코어 프로세서인 코드명 엘더레이크(Alder Lake)를 출시하며 10년 만의 큰 변화를 예고했다. 

새롭게 출시한 엘더레이크 즉, 12세대 코어 프로세서는 물리 코어를 단순히 늘리는데에서 벗어나 고성능 퍼포먼스 코어(P-Core)와 고효율 에피션트 코어(E-Core)를 기반으로 고성능 하이브리드 아키텍처를 도입하면서 그동안 정체한 것으로 보였던 인텔 프로세서의 큰 변화를 가져왔다.

새로운 공정인 인텔 7 공정(인텔 10nm 제조 공정, intel 10 nm Enhanced Super Fin)으로 기존 11세대 대비 발열과 성능을 개선했으며 데스크탑부터 모바일에 이르는 플랫폼을 두루 아우를 수 있게 됐다.

차세대 고성능 하이브리드 아키텍처, 인텔 12세대 코어 프로세서 

이러한 성능과 효율 개선으로 인한 변화는 일반 작업부터 게이밍 등 데스크탑 환경 전반에 대응하는 성능과 지원이 가능해졌으며 주목되고 있는 인공지능(AI) 가속 등 최신 기술에 대응해 컴퓨팅 성능을 요구하는 분야에서의 가능성을 제시하고 있다.

인텔 12세대 코어 프로세서는 11세대 코어 프로세서의 시장 전환을 목표로 다양한 라인업을 구성해 데스크탑 사용자의 요구를 고려하고 있는 만큼 이들 12세대 코어 프로세서가 가진 경쟁력을 기대해볼 수 있다.

10년 만의 가장 큰 재편, 인텔 12세대 코어 프로세서

인텔 데스크탑용 11세대 코어 프로세서는 14nm 공정과 새로운 사이프레스 코브(Cypress Cove) 아키텍처를 적용해 전력과 성능 효율을 개선했는데 이를 이어받는 차세대 12세대 코어 프로세서 코드명 엘더 레이크-S(Alder Lake-S)는 인텔 아키텍처 데이 2021(Intel Architecture Day 2021)를 통해 새로운 아키텍처와 최신 기술 및 다양한 지원을 적용할 것을 알렸다.

12세대 코어 프로세서는 확장 가능한 클라이언트 아키텍처를 통해 데스크탑부터 모바일 노트북, 울트라 모바일 노트북 등 데스크탑부터 모바일에 이르는 다양한 플랫폼에 적용 가능한 설계가 적용됐다.

새로 출시한 12세대 코어 프로세서는 인텔 7 공정(인텔 10nm 제조 공정, intel 10 nm Enhanced Super Fin) 기반으로 새로운 두 개의 x86 코어 아키텍처와 작업을 효율적으로 처리하는 스케쥴러인 인텔 스레드 디렉터(Intel Thread Director)를 탑재한 인텔 최초의 퍼포먼스 하이브리드 아키텍처다. 최대 8개의 고성능 퍼포먼스 코어(P-Core, Performance Core)인 골든 코브(Golden Cove)와 최대 8개의 고효율 코어(E-Core, Efficient Core)인 그레이스몬트(Gracemont)를 통합했다. 인텔 스레드 디렉터는 코어에 내장된 것으로 각 스레드의 명령을 나노초 수준의 정밀한 모니터링을 통해 OS에 피드백을 제공하고 작업을 위한 최적화된 스케쥴링 결정, 열 설계 지점과 작동 조건, 전원 설정 등을 효율적으로 처리해준다. 인텔 12세대 코어 프로세서와 MS 윈도우 11(Windows 1!)에서 역량을 최대로 활용할 수 있도록 최적화됐다.

10년 만의 가장 큰 아키텍처의 변화가 이루어졌으며 인텔 11세대 로켓 레이크-S(Rocket Lake-S)의 사이프레스 코브 대비 IPC는 19% 향상, 일부 응용 프로그램은 최대 40%, 일부는 10-15%의 IPC의 개선이 이루어진 것으로 발표돼 성능 측면에서도 한발 더 나아갔다. 퍼포먼스 코어와 에피션트 코어, 프로세서와 그래픽 사이 최대 30MB 공유되는 인텔 스마트 캐시(L3, LLC) 최대 30MB, 퍼포먼스 코어 당 증가된 L2 캐시, 에프션트 코어 클러스터 상에 공유되는 L2 캐시를 통해 빠른 게임 로딩과 원활한 프레임 제공, 대용량 메모리 제공 및 지연 시간 단축으로 성능 향상과 효율성을 개선한다. 내장 그래픽은 10세대의 인텔 9세대(9Gn)에서 11세대에서 인텔 Xe(Intel Xe) 그래픽 아키텍처(12세대)를 적용했고 최대 50% 향상이 이루어진 것으로 알려졌는데 12세대 코어 프로세서도 이를 이어받는다.

인텔 12세대 코어 프로세서와 조합하는 인텔 600 시리즈 칩셋(Z690 Chipset)

인텔 데스크탑용 12세대 코어 프로세서는 고성능 하이브리드 아키텍처를 기반으로 새로운 소켓과 최신 기술 지원을 위해 새로운 칩셋인 인텔 600 시리즈 칩셋(Intel 600 Series Chipset)과 조합된다.

차세대 칩셋답게 인텔 600 시리즈 칩셋은 가장 먼저 출시하는 Z690 칩셋에서 12개의 PCIe Gen 4 (또는 16개의 Gen 3) 레인을 제공하며 CPU에서 16개의 PCIe Gen 5.0 레인 제공을 통해 더 많은 장치와 고속의 NVMe SSD를 이용할 수 있다. CPU 대 칩셋 대역폭을 위한 DMI도 DMI 4.0으로 두 배로 증가했으며 무선랜은 와이파이 6E(WiFi 6E, Gig+) 지원, 썬더볼트 4(Thunderbolt 4), USB 3.2 Gen 2x2 20Gbps, 옵테인 메모리 with Solid Storage Storage 지원도 추가됐다. 4K 컨텐츠를 위한 미디어 및 디스플레이 지원 향상, 인텔 래피드 스토리지 기술(Intel Rapid Storage Technology), 오디오 향상관 개선된 전력 관리 기술 등을 제공한다.

이번 12세대 코어 프로세서에서 가장 큰 변화로 아키텍처의 전환 외에도 최신 플랫폼 도입에 따른 차세대 PCIe 5.0 지원과 DDR5 SDRAM 지원이 추가됐다. PCIe 5.0 도입으로 향상된 I/O 처리량과 스토리지 성능 향상을 가능하게 해준다. PCIe 5.0은 이를 지원하는 그래픽카드나 저장장치는 찾아보기 어려워 바로 적용은 어렵지만 미래 지행적인 기술로 최신 제품에서 적용이 확대될 것으로 전망된다.

인텔 12세대 코어 프로세서는 메인스트림으로 사용되는 기존 DDR4 SDRAM 외에도 새로운 DDR5 SDRAM 지원을 추가했다. DDR5 초기 도입인 만큼 기존 DDR4를 지원하는 인텔 600 시리즈 메인보드도 함께 출시한다. DDR4는 3200MT/s에 머물렀다면 DDR5는 4800MT/s로 확장되며 더 빠른 속도와 높은 대역폭을 확보해 일반 작업 생상선과 게이밍 성능 향상을 기대할 수 있다. 물론 기존 DDR4와 같이 오버클럭(OC)을 통해 더 높은 클럭의 동작도 가능하다.

DDR5 SDRAM(상)/ DDR4 SDRAM(중)/ DDR3 SDRAM(하)

최신 기술이 도입되는 출시 초기에는 항상 높은 가격과 제품 공급 문제가 발생하는데 DDR5 메모리 역시 이를 피해가기 어려워 보인다. 등장 초기에는 메인스트림으로 사용하는 DDR5 메모리가 우세할 것으로 예상된다. 이에 DDR5 지원 600 시리즈 메인보드와 함께 DDR4 지원 600 시리즈 메인보드도 함께 출시하고 안정화되면 점차 확장될 것으로 보인다.

DDR5 메모리는 기존 DDR4 메모리는 국제 반도체 표준협의기구인 JEDEC의 표준 규격을 바탕으로 규격이 적용되며 그에 따르면 DDR5는 최대 용량 64GB, 대역폭은 4800-6400Mbps, 동작 전압은 1.1v로 DDR4의 최대 용량 16GB, 대역폭 3200Mbps, 동작 전압 1.2v로 차이를 보이며 소켓 핀의 수도 달라져 장착의 호환성은 보장되지 않는다. DDR5로의 본격적인 교체 시기는 2023년에서 2024년으로 보고 있으며 PC 메모리도 512GB에서 1024GB까지 용량 확대가 가능해질 예정이다. 대신 DDR5 가격은 DDR4 대비 30% 가량 높아질 것으로 알려져 초기 PC 시스템 구축 비용이 증가한다.

인텔 12세대 코어 i9 12900K(좌)/ 11세대 코어 i9 11900K(중)/ 10세대 코어 i9 10900K(우)

인텔 코어 i9 12900K와 DDR5-4800MHz 메모리 클럭

인텔 12세대 코어 프로세서의 대표적인 CPU인 코어  i9 12900K는 14nm 공정과 LGA1200 소켓, 400 시리즈 메인보드와 조합된 11세대 코어 프로세서와 다르게 새로운 인텔 7 공정(인텔 10nm, intel 10 nm Enhanced Super Fin)과 LGA 1700, 600 시리즈 메인보드와 조합되어 소켓은 서로 호환되지 않는다. 이에 따라 새로운 600 시리즈 메인보드 외에도 새로운 쿨링 솔루션도 필요하다. 

코어 i9 12900K는 16코어(16C, 8P Core와 8E Core, 8+8), 하이퍼스레딩(Hyper-Threading) 지원으로 24스레드(24T), L2 14MB, L3 30MB, P 코어(P-Core) 베이스 클럭 3.2GHz와 P 코어 맥스 부스트 최대 5.1GHz, E 코어(E-Core) 베이스 클럭 2.4GHz와 E 코어 맥스 부스트 최대 5.1GHz, 인텔 터보 부스트 맥스 기술 3.0 최대 5.2GHz, 내장 GPU(iGPU) 인텔 UHD 그래픽스 770(Intel UHD Graphics 770), PCIe 20 레인(Lane), 듀얼 채널 DDR4-3200MHz/ DDR5-4800MHz, 최대 128GB 메모리 용량, TDP 125W와 최대 터보 파워 241W 스펙을 제공한다. 내장 그래픽(iGPU)는 Xe 아키텍처 기반의 인텔 UHD Graphics 770(Intel UHD Graphics 770)을 탑재한다. 

소프트웨어 명령어 셋은 11세대 코어 프로세서가 AVX와 AVX2에 AVX 512를 추가했다. 하지만 12세대 코어 프로세서에서는 AVX와 AVX2를 지원하고 AVX 512 명령어는 지원하지 않아 이를 활용하지 못한다. 참고로 AVX-512는 하이엔드 데스크탑(HEDT) 코어 X 시리즈 및 서버용 프로세서에서 지원을 시작해 부동소수점 연산 강화 등 보다 전문적인 영역에서 활용되고 있다. 다만 AVX-512는 연산 성능 개선과 함께 온도와 전력 소모량도 그만큼 증가하는 만큼 보다 향상된 쿨링 솔루션이 뒷받침되어야 한다.

또 11세대 코어 프로세서는 인공지능(AI) 가속을 위한 VNNI & GNA 2.0으로 인공지능 처리를 위한 환경을 향상했는데 12세대 코어 프로세서는 인텔 딥 러닝 부스트(Intel Deep Leafning Boost) 외에도 향상된 인텔 가우시안 및 뉴럴 액셀러레이터 3.0(Intel Gaussian & Neural Accelerator 3.0(GNA))로 인공지능과 딥러닝 처리 성능과 효율을 높였다.

엘더 레이크-S 데스크탑 프로세서는 기존 10세대 및 11세대 코어 프로세서 대비 소켓 핀수가 증가하며 PCB 증가 외에도 이전 세대 대비 IHS(Integrated Heat Spreader)의 두께가 더 두꺼워졌으며 다이/ STIM은 더 얇아져 효율적인 발열 전달과 이를 통한 오버클럭 가능성을 높여줄 수 있을 것으로 예상된다. 

인텔 익스트림 튜닝 유틸리티도 12세대 코어 프로세서에 맞춰 고효율 E-코어의 그래이스몬트 코어와 DDR5 메모리 지원 등이 추가되어 오버클럭 지원을 개선하며 CPU 자동 오버클럭도 인텔 ISO(Intel Speed Optimizer)로 쉬운 오버클럭킹을 지원한다. 인텔 ISO는 P-코어와 E-코어의 주파수, 전압, 다른 설정을 자동으로 조정해 최적의 오버클럭(OC) 결과를 제공한다. XMP 3.0 지원과 메모리 오버클럭 개선, 프로필 2개에서 5개로 증가, UI 개선 외에도 PMIC를 이용해 On-DIMM 전압을 조정, CPU/ GPU 터보 부스트와 유사한 동적 주파수 프로필도 채택하며 메모리가 유휴 상태일 때 기본 JEDEC 사양에서 실행되며 부하가 걸리면 XMP 부스트 주파수로 전환된다. 이와 같은 지원을 통해 오버클럭 지원과 설정도 향상되며 오버클럭을 위해 이전과 같이 3열 수냉 쿨링 솔루션 등 보다 향상된 냉각 솔루션을 필요로 할 것으로 보인다.

인텔 데스크탑용 11세대 코어 프로세서는 로켓레이크-S 발표 기사, 인텔 12세대 코어 프로세서는 인텔 12세대 코어 프로세서, 데스크탑용 차세대 엘더 레이크-S 발표와 인텔 12세대 코어 프로세서 공개, 세계 최고의 게이밍 CPU 코어 i9 12900K 출시 기사를 참고하자.

12세대 코어 프로세서 라인업은 8코어 P-코어(P-Core)와 8코어 E-코어(E-Core)를 통합한 퍼포먼스 라인업의 16코어 기반 코어 i9(Core i9) 12900K부터 8코어 P-코어와 4코어 E-코어 조합의 코어 i7(Core i7) 12700K, 미드레인지 라인업의 6코어 P-코어와 4코어 E-코어 조합의 코어 i5(Core i5) 12600K, 내장 GPU(iGPU)를 제거한 12900KF/ 12700KF/ 12600KF 등 6종의 데스크탑용 프로세서 라인업이 먼저 출시된다.

인텔 12세대 코어 프로세서의 공식 가격은 264달러($246)부터 589($589)까지로 기존 11세대 코어 프로세서 대비 제품에 따라 50달러($50, 5만 9천원 선)에서  65달러($65, 7만 7천원 선) 전후의 가격 인상이 이루어졌다. 국내 출시한 가격은 코어 i9 12900K는 792,000원, 코어 i7 12700K는 558,000원, 코어 i5 12600K는 384,000원 등이다.

인텔 12세대 코어 프로세서 테스트 시스템

인텔 12세대 코어 i9 12900K/ ASUS ROG MAXIMUS Z690 APEX 인텍앤컴퍼니

인텔 데스크탑용 12세대 코어 프로세서 테스트에는 코어 i9 12900K(3.2GHz)와 코어 i7 12700KF(3.6GHz), 코어 i9 11900K(3.5GHz), 코어 i9 10900K(3.7GHz)의 4종 CPU를 이용했다. 메인보드는 ASUS ROG MAXIMUS Z690 APEX(Z690), ASUS MAXIMUS XIII Hero(Z590), SK하이닉스 DDR5-4800 16GB x 2, 삼성 DDR4-3200MHz 8GB X 4, 메모리 클럭은 DDR5-4800MHz(CL40-39-39-76-115-2T, 1.25v), DDR4-3200MHz(CL16-18-18-38-347-1T, 1.350v), 그래픽카드는 엔비디아(NVIDIA) 지포스 RTX 3090 FE(Founders Edition) 24GB, ASUS Thor 850W Platinum, 쿨러는 NZXT Kraken Z73 일체형 수냉 쿨러, Intel 칩셋 드라이버 v10.1.18838.8284, 지포스 게임 레디(GeForce Game Ready) 496.61 Hotfix 드라이버, MS 윈도우 11 Pro K 64bit 21H2(빌드 22000.282)를 이용했다.

다시 향상된 성능, 12세대 코어 프로세서 성능

인텔 코어 i9 12900K는 고성능 하이브리드 아키텍처를 기반으로 고성능 P 코어(P-Core)와 고효율 E 코어(E-Core)의 조합으로 12세대 코어 프로세서를 대표하는 고성능 프로세서다. DDR5-4800MHz 클럭을 지원해 향상된 CPU와 게임 성능을 기대할 수 있을 것으로 예상되는 만큼 최신 CPU에 최적화된 MS 윈도우 11(Windows 11) OS에서 벤치마크 소프트웨어 및 게임을 통해 성능을 살펴봤다.

인텔 코어 i9 12900K는 새로운 고성능 하이브리드 아키텍처를 통해 연산 유닛 증가와 데이터 저장 공간 확장, L1/ L2와 L3 캐시 향상, 인텔 스레드 디렉터, DDR5-4800MHz 지원을 통해 11세대 코어 프로세서의 DDR4-3200MHz 기반 대비 높은 동작 클럭과 대역폭 확대를 통해 AIDA64 Extreme의 메모리 읽기와 쓰기, 복사 성능 모두 향상이 이루어졌다. 

메모리 레이턴시(Memory Latency)는 DDR3에서 DDR4, DDR4에서 DDR5로의 전환과 같이 높은 동작 클럭 대비 메모리 타이밍이 느려졌다. 하지만 DDR5 메모리는 느려진 메모리 타이밍을 고클럭으로 보완해 시스템 성능을 향상한다.

최신 소프트웨어와 게임은 멀티 코어와 멀티 스레드에 최적화되면서 이들의 요구가 높아지고 있다. 멀티 코어와 멀티 스레드 활용이 잘되는 렌더링 소프트웨어 블렌더(Blender)에서 16코어 24스레드(16C/ 24T, 8+8) 코어 i9 12900K와 12코어 20스레드(12C/ 20T, 8+4) 코어 i7 12700KF는 개선된 아키텍처와 IPC, 코어와 스레드 증가, DDR5-4800MHz 조합을 통해 기존 10세대와 11세대 코어 프로세서인 8코어 16스레드(8C/ 16T) 코어 i9 11900K와 10코어 20스레드(10C/ 20T) 코어 i9 10900K 대비 향상된 처리 속도와 효율을 제공한다.

반디집(Bandzip)은 멀티 코어를 지원해 코어 수가 더 많은 프로세서의 성능이 유리한데 코어 i9 12900K/ 코어 i7 12700KF는 더 많은 코어와 스레드, DDR5-4800MHz 등 기반으로 기존 10세대와 11세대 코어 프로세서 빠른 처리 성능을 보였다.

인코딩 프로그램인 핸드브레이크(HandBrake)와 다빈치 리졸브 17(Davinchi Resolve 17)에서는 멀티코어를 지원해 코어와 스레드 수 차이에 따른 성능을 보여준다. 앞서의 CPU를 이용한 렌더링이나 압축 프로그램 대비 성능 격차가 적은 것으로 나타났지만 상황과 조건에 따라 멀티미디어 및 스트리밍, 영상 편집이나 렌더링 등 다양한 환경에서 개선된 성능을 제공할 것으로 예상된다.

이번에는 그래픽카드의 기본 성능을 살펴볼 수 있는 3DMark 파이어 스트라이크(Fire Strike)와 3DMark 타임 스파이(Time Spy, DX12)를 이용했다. 테스트 중 프로세서의 연산 성능을 보여주는 Physics 스코어와 CPU 스코어를 통해 각 프로세서의 성능을 살펴봤다.

멀티 코어를 지원하는 벤치마크인 만큼 더 많은 코어와 스레드를 제공하면 성능이 우수하다. 코어 i9 12900K와 코어 i7 12700KF는 아키텍처와 IPC 개선, DDR5 적용으로 메모리 클럭 향상을 바탕으로 기존 10세대와 11세대 코어 프로세서 대비 향상돼 CPU의 영향이 큰 게임들에서 향상된 성능이 예상된다.

최신 게임일수록 멀티코어 활용도가 높아지는 추세이며 인텔 프로세서 최적화가 잘 이루어졌다. 윈도우 11 환경에서 코어 i9 12900K와 코어 i7 12700K의 12세대 코어 프로세서는 일부 게임을 제외하고 대부분의 게임들에서 유의미한 게임 성능의 향상이 이루어진 것으로 나타났다. 아키텍처부터 IPC 향상, 고클럭 DDR5 메모리 도입은 게임 성능 전반의 향상을 가져왔으며 이들의 영향을 받는 게임에서의 향상을 기대할 수 있을 것으로 예상된다.

인텔 12세대 코어 프로세서 온도와 소비전력

이번에는 코어 i9 12900K와 코어 i7 12700KF CPU의 온도와 소비전력을 확인했다. 2종 CPU의 TDP 스펙은 125W로 동일하나 맥스 터보 파워(W)는 241W와 190W로 차이가 있다. 기존 125W의 10세대와 11세대 코어 프로세서 대비 늘어난 코어 수와 스레드는 온도와 전력 향상으로 이어졌다. 새로운 인텔 7 공정(인텔 10nm, intel 10 nm Enhanced Super Fin)과 새로운 아키텍처로 인한 변화는 성능 증가와 전력 효율 향상이 이루어졌으나 그만큼 온도와 전력 소모량도 늘어난 편이다.

고성능 PC를 위한 선택, 인텔 12세대 코어 프로세서

인텔 12세대 코어 프로세서는 퍼포먼스 코어와 에피션트 코어를 기반으로 고성능 하이브리드 아키텍처를 구성해 유의미한 변화를 가져왔다. 이들 두 코어는 게임과 영상 처리 등 고성능이 필요하면 퍼포먼스 코어, 유지를 필요로 하는 작업에는 에피션트 코어, 그리고 Ai 기반으로 작업을 효율적으로 처리하는 스케쥴러 인텔 스레드 디렉터(Intel Thread Director)를 더해 PC 성능과 효율을 향상한다.

또한 12세대 코어 프로세서는 최신 MS 윈도우 11과의 최적화와 그동안 축적해온 노하우를 바탕으로 우수한 게이밍 성능을 비롯하여 영상 편집과 처리, 스트리밍 등 다양한 분야에서 최적의 성능과 효율을 내줄 수 있다.

여기에 배수락 해제된 K 시리즈와 내장 그래픽을 제거한 KF 시리즈를 처음부터 함께 출시해 사용자는 환경에 따라 이를 선택하고 사용할 수 있도록 했다. 이를 바탕으로 고성능 PC를 구축하려는 사용자라면 고려해볼 만한 CPU 라인업으로 자리잡을 예정이다.

새로운 아키텍처의 인텔 12세대 코어 프로세서

이와 같은 전반적인 아키텍처의 변화와 성능 향상은 인텔 12세대 코어 프로세서가 PC 시장에서 다방면의 활약이 가능할 것으로 보여 기대감을 높이고 있다.

이러한 기대감에도 불구하고 전체 시스템 구성으로 보면 이제 막 출시한 인텔 12세대 코어 프로세서는 감내해야 할 부분이 있다. 기존 세대 대비 늘어난 온도와 소비전력, 새로운 LGA 1700 소켓으로 이를 지원하는 고성능 쿨링 솔루션, DDR5 메모리와 600 시리즈 메인보드 등의 조합은 부담이 되는 부분이다. 최상의 성능을 위해 MS 윈도우 11, DDR5 메모리와 600 시리즈 메인보드 조합이 필요해 그만큼 높은 시스템 구성 비용이 필요하다.

출시 초기인 인텔 12세대 코어 프로세서는 이제 막 출시된 만큼 이러한 부분은 DDR5 안정화와 시장 경쟁을 통해 상당 부분 조정이 가능해 보인다. DDR4 메모리와 이를 지원하는 600 시리즈 메인보드도 함께 출시하는 만큼 DDR5 기반 PC 구성이 부담이 된다면 이들을 선택해 가격적인 부담을 조금이나마 줄일 수도 있다.

한편 인텔은 12세대 코어 프로세서의 출시를 통해 프로세서 시장에서 경쟁사와 본격적인 경쟁을 알렸다. 비록 PC 시장은 그래픽카드와 각종 부품 가격 인상 등으로 많은 걸림돌이 존재하고 있지만 새로운 CPU 출시에 대한 기대감과 위드 코로나의 시작으로 PC 업그레이드 수요를 조금이나마 이끌어낼 수 있을 것으로 예상된다.