인텔은 12세대 코어 프로세서 코드명 앨더 레이크(Alder Lake)를 출시하며 프로세서 시장의 전환을 알렸다. 

새로 출시한 12세대 코어 프로세서는 고성능 퍼포먼스 코어(P-Core)와 고효율 에피션트 코어(E-Core)와 인텔 스레드 디렉터(Intel Thread Director)를 통합한 하이브리드 아키텍처를 데스크탑에 적용하며 이전 세대 보다 향상된 성능과 효율을 높였다.

인텔 7 공정(인텔 10nm 제조 공정, intel 10 nm Enhanced Super Fin) 기술과 함께 기존 DDR4 SDRAM을  전환할 DDR5 SDRAM과 PCIe 5.0 등과 같은 새로운 기술을 추가하고 신형 Z690 메인보드를 통해 플랫폼의 전환도 진행했다.

새로운 하이브리드 아키텍처와 DDR5 도입, 인텔 12세대 코어 프로세서

이처럼 인텔의 12세대 코어 프로세서는 플랫폼의 전환을 통해 시스템 전반의 변화를 가져왔고 그 중에서도 새롭게 도입한 DDR5 메모리는 그동안 향상해온 메모리 성능을 다시 한번 도약할 수 있게 해줬다.

하지만 DDR5는 인텔이 데스크탑에 처음으로 도입하면서 성능 향상을 이루어냈으나 여러 가지 아쉬움도 존재하며 DDR4와 DDR5 두 가지 중 선택해야 한다면 혼란스럽고 공존하는 시기이다 보니 시점에 따라 과도기적으로 보이기도 하므로 현명한 선택을 하기란 쉽지 않다. 이에 기존 DDR4와 DDR5의 비교를 통해 12세대 코어 프로세서에 어떤 메모리 조합을 선택하는 것이 유리한지 살펴보고자 한다.

하이브리드 아키텍처와 DDR5 도입, 인텔 12세대 코어 프로세서

인텔 데스크탑용 차세대 12세대 코어 프로세서 코드명 앨더 레이크-S(Alder Lake-S)는 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 통합한 인텔 최초의 퍼포먼스 하이브리드 아키텍처를 적용했다.

이들은 새로운 두 개의 x86 코어 아키텍처와 작업을 효율적으로 처리하는 스케쥴러인 인텔 스레드 디렉터(Intel Thread Director) 탑재로 성능과 처리 효율성을 높였으며 인텔 12세대 코어 프로세서와 MS 윈도우 11(Windows 1!)에서 역량을 최대로 활용할 수 있도록 최적화됐다. 이를 통해 데스크탑부터 모바일 노트북, 울트라 모바일 노트북 등 다양한 플랫폼에 모두 적용 가능하다.

2개의 x86 코어와 작업을 효율적으로 처리하는 스케쥴러, 인텔 스레드 디렉터

IPC는 인텔 11세대 로켓 레이크-S(Rocket Lake-S)의 사이프레스 코브 대비 19% 향상, 일부 응용 프로그램은 최대 40%, 일부는 10-15%의 개선이 이루어진 것으로 발표됐다. 퍼포먼스 코어와 에피션트 코어, 프로세서와 그래픽 사이 최대 30MB 공유되는 인텔 스마트 캐시(L3, LLC) 최대 30MB, 퍼포먼스 코어 당 증가된 L2 캐시, 에피션트 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. 내장 그래픽(iGPU)을 포함하는 일반 및 K 시리즈와 내장 GPU를 제거한 KF 및 F 시리즈는 이전 세대와 같은 라인업이다. 소프트웨어 명령어 셋은 AVX와 AVX2를 지원하며 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.

또한 엘더 레이크-S 데스크탑 프로세서는 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.

인텔 12세대 코어 프로세서가 지원하는 DDR5 메모리

인텔 12세대 코어 프로세서는 Z690 칩셋 조합을 통해 차세대 PCIe 5.0 지원과 함께 새로운 DDR5 SDRAM 지원도 추가됐다. PCIe 5.0 도입은 향상된 I/O 처리량과 스토리지 성능 향상을 가능하게 해주며 이를 지원하는 그래픽카드나 저장장치는 찾아보기 어려워 바로 적용은 어렵지만 미래 지향적인 기술로 차세대 제품에서 적용이 확대될 전망이다.

DDR5는 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 생산성과 게이밍 성능 향상을 기대할 수 있다. 다만 최신 기술이 도입되는 출시 초기에는 항상 높은 가격과 제품 공급 문제가 발생하는데 DDR5 메모리 역시 이를 피해가기 어려우며 등장 초기는 튜닝 DDR5 메모리보다는 메인스트림 DDR5 메모리가 우세할 것으로 예상된다. 이에 DDR5 지원 600 시리즈 메인보드와 DDR4 지원 600 시리즈 메인보드도 함께 출시한다.

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. 메모리 동작은 DDR4가 1:1인 반면 DDR5는 1:2로 동작, DDR5는 에러정정코드(ECC)를 내장해 데이터 전송 오류를 최소화한다.

DDR5로의 본격적인 교체 시기는 2023년에서 2024년으로 예상되고 있어 현재는 시기 상조이나 인텔 12세대 코어 프로세서가 등장한 이상 최적의 성능을 위해서는 DDR5로의 전환이 차후를 고려하면 유리할 것으로 예상된다. PC 메모리도 512GB에서 1024GB까지 용량 확대가 가능해질 예정이다. DDR5 가격은 DDR4 대비 현재 출시 기준 같은 용량을 구성하면 2배 가량으로 초기 PC 시스템 구축 비용이 증가한다. 또 코로나19(COVID-19) 팬데믹으로 인해 원자재와 부품 가격 인상, 주머니 사정도 넉넉하지 않은 시점에서 DDR5 기반의 시스템 비용은 부담이 되는 것도 사실이다.

인텔 12세대 코어 프로세서 테스트 시스템

인텔 12세대 코어 프로세서 3종/ ASUS ROG MAXIMUS Z690 APEX 인텍앤컴퍼니/ Z690 D4

인텔 데스크탑용 12세대 코어 프로세서 테스트에는 코어 i9 12900K(3.2GHz)와 코어 i7 12700KF(3.6GHz), 코어 i5 12600KF(3.7GHz)의 3종 CPU를 이용했다. 메인보드는 ASUS ROG MAXIMUS Z690 APEX(Z690), Z690 D4 메인보드, 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(CL22-22-22-52-347-2T, 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.

DDR4 vs DDR5, 12세대 코어 프로세서 성능

인텔 12세대 코어 프로세서는 고성능 P 코어(P-Core)와 고효율 E 코어(E-Core)의 조합과 DDR5-4800MHz 클럭을 지원해 향상된 CPU와 게임 성능을 기대할 수 있다. 최신 CPU에 최적화된 MS 윈도우 11(Windows 11) OS에서 벤치마크 소프트웨어 및 게임을 통해 DDR4와 DDR5 조합에 따른 성능을 살펴봤다.

인텔 12세대 코어 프로세서는 새로운 고성능 하이브리드 아키텍처를 통해 연산 유닛 증가와 데이터 저장 공간 확장, L1/ L2와 L3 캐시 향상, 인텔 스레드 디렉터, DDR5-4800MHz 메모리 조합을 통해 DDR4-3200MHz 메모리 조합 대비 높은 동작 클럭으로 대역폭이 증가하며 AIDA64 Extreme 메모리 벤치마크에서 메모리 읽기와 쓰기, 복사 모든 부분에서 향상이 이루어졌다.

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

최신 소프트웨어와 게임은 멀티 코어와 멀티 스레드에 최적화되면서 이들의 요구가 높아지고 있는데 압축 소프트웨어 반디집(Bandzip)과 렌더링 소프트웨어 블렌더(Blender)는 모두 멀티 코어와 멀티 스레드 활용이 잘되는 프로그램이다.

12세대 코어 프로세서는 DDR5-4800MHz과 조합하면 DDR4-3200MHz 조합 대비 반디집에서는 느린 처리 속도를 보여줬으나 블렌더 렌더링에서는 코어 i9(Core i9) 12900K는 DDR5가 코어 i7(Core i7) 12700KF는 DDR4, 코어 i5 12600KF와 DDR4 조합은 DDR5 조합 대비 12% 가량 더 느린 처리 속도를 보여 앞서의 2종 프로세서와 차이를 보였다.

인코딩 프로그램에서도 멀티 코어와 멀티 스레드 최적화가 빠르게 이루어지고 있으며 핸드브레이크(HandBrake)와 다빈치 리졸브 17(Davinchi Resolve 17)는 멀티코어를 지원해 코어와 스레드 수 차이에 따라 성능 차이가 발생한다. CPU를 이용한 렌더링이나 압축 프로그램 대비 상대적으로 격차가 적었으나 상황과 조건에 따라 멀티미디어 및 스트리밍, 영상 편집이나 렌더링 등 다양한 환경에서 개선된 성능을 제공할 것으로 예상된다.

인코딩 프로그램에서는 코어 i9 12900K와 코어 i7 12700KF, 코어 i5 12600KF 3종 모두 DDR5 조합에서 처리 속도가 빨랐으며 다빈치 리졸브 17에서는 2배 가량 빠른 처리, 핸드브레이크에서도 최대 4초 가량 빠른 처리 속도를 제공했다.

인코딩과 압축, 렌더링 등 소프트웨어에 따라 차이를 보였으나 12세대 코어 프로세서는 더 높은 대역폭과 처리 속도를 요구하는 인코딩과 렌더링 소프트웨어에서 전반적으로 고클럭을 통해 향상된 대역폭을 제공하는 DDR5와 조합되면 처리 성능의 향상이 이루어지는 것으로 확인된다. 이를 통해 컨텐츠와 미디어 등 생산성을 요구하는 분야라면 12세대 코어 프로세서는 DDR4 보다 DDR5와 조합하는 편이 유리해 보인다.

이번에는 그래픽카드의 기본 성능을 살펴볼 수 있는 3DMark에 새로 추가된 CPU 스레드 테스트 3DMark CPU Profile를 이용해 각 프로세서의 성능을 살펴봤다.

3DMark는 멀티 코어를 지원하는 벤치마크로 더 많은 코어와 스레드를 제공하면 성능이 우수하다. CPU Profile 테스트는 CPU 코어와 스레드 수, IPC, 아키텍처 등의 구성에 따라 차이를 보이는 만큼 DDR4와 DDR5 메모리에 따른 영향이 크지 않은 것으로 나타났다.

12세대 코어 프로세서는 아키텍처와 IPC 개선, DDR5 메모리로 클럭 향상 등이 더해지고 코어 수와 스레드도 증가한 만큼 CPU 스코어가 향상되며 이는 CPU의 영향이 큰 게임들에서 향상된 성능을 기대할 수 있을 것으로 예상된다.

최신 게임일수록 멀티코어 활용도가 높아지는 추세이며 인텔 프로세서와 최적화가 잘 이루어졌다. 윈도우 11 환경에서 12세대 코어 프로세서는 DDR5 메모리와 조합에서 DDR4 메모리 조합보다 근소하지만 전반적으로 프레임 향상이 나타났다. 어쌔신 크리드 발할라, 쉐도우 오브 더 툼레이더, 스타크래프트 2와 같은 게임은 12세대 코어 프로세서와 DDR4 조합이 역전하며 더 높은 프레임을 제공하는 것으로 확인되었는데 최신 CPU와 게임의 최적화가 중요해 보인다.

인텔 12세대 코어 프로세서는 일부 게임을 제외하고 대부분의 게임들에서 11세대 코어 프로세서 대비 유의미한 게임 성능의 향상이 이루어졌으며 아키텍처부터 IPC 향상, 고클럭 DDR5 메모리 도입은 게임 성능 전반의 향상을 가져왔고 이들의 영향을 받는 게임에서의 향상을 기대할 수 있을 것으로 예상된다.

인텔 12세대 코어 프로세서, DDR4 vs DDR5 온도와 소비전력

이번에는 12세대 코어 프로세서 3종인 코어 i9 12900K와 코어 i7 12700KF, 코어 i5 12600KF CPU의 온도와 소비전력을 확인했다. 12600KF의 TDP 스펙은 125W, 맥스 터보 파워(W)는 150W, 코어 i7 12700K의 TDP 125W와 맥스 터보 파워(W) 190W, 코어 i9 12900K는 TDP 125W와 맥스 터보 파워(W) 241W다.

12세대 코어 프로세서 3종은 DDR4와 DDR5 조합에서 DDR4 조합의 전력 소모량이 감소하는 모습이지만 낮아진 동작 전압보다 향상된 클럭 등의 영향으로 DDR5 메모리의 이점이 크게 나타나지는 않은 것으로 보인다.

전반적으로 12세대 코어 프로세서는 10세대와 11세대 코어 프로세서 대비 늘어난 코어 수와 스레드는 온도와 전력이 증가로 이어졌다. 인텔 7 공정(인텔 10nm, intel 10 nm Enhanced Super Fin)과 새로운 아키텍처로 인한 변화는 성능 증가와 전력 효율 향상을 가능하게 해주었으나 그만큼 온도와 전력 소모량도 늘어난 편이다.

12세대 코어 프로세서, DDR4 vs DDR5 메모리 선택은?

인텔은 12세대 코어 프로세서 엘더 레이크를 출시하고 새로 지원하는 DDR5 메모리를 통해 PC 플랫폼의 전환을 이끌어내고 있으나 코로나19 팬데믹 등이 겹치는 현재 상황에서는 큰 효과를 내지 못하고 있다. 

DDR5는 출시 초기 공급량이 부족하고 같은 용량의 DDR4 대비 3배 가량의 가격 차이를 보이는 등 시스템 구성에서 메모리가 차지하는 비중이 높아져 이전보다 시스템 구성에 더 높은 비용이 필요하다. 

새로 출시한 Z690 메인보드 역시 기존 500 시리즈 메인보드 대비 가격이 인상되면서 시스템 구성 비용은 더 높아져 12세대 코어 프로세서 확대에 걸림돌로 작용하고 있다. 하지만 DDR4의 지원도 동시에 이루어지는 만큼 아직은 고가인 DDR5보다 합리적인 PC 시스템 구성을 위한 선택지도 있다.

최고의 성능을 위한 조합, 12세대 코어 프로세서와 DDR5

DDR5가 현실적인 문제로 세대 교체가 이루어지지 못하고 있는 상황이지만 시간이 지나면서 메인스트림의 자리를 점유해 나갈 것으로 예상된다. 따라서 DDR5가 부담이라면 조금은 여유를 두고 시장을 지켜보면서 필요에 따라 업그레이드 하는 것이 현명하다.

또한 12세대 코어 프로세서와 DDR5 조합은 게임에서는 그 향상이 예상보다 크지 않아 게임 성능 향상을 위해 선택하는 것은 업그레이드 체감이 크지 않아 보이나 조금이나마 더 높은 프레임에 목말라 있다면 DDR5를 미리 선택하는 것도 한 가지 방법이다. 반면 인코딩과 렌더링 등 미디어 및 컨텐츠 제작 등 생산성 향상을 위한 분야에서는 메모리의 영향력이 높은 편이므로 DDR5 메모리를 선택하는 것이 유리하다.

물론 현실적인 조합으로는 12세대 코어 프로세서와 DDR4를 선택하는 것이지만 최고의 성능을 위한 조합은 12세대 코어 프로세서와 DDR5 조합이라는 점은 변함 없어 보인다.