PC 사용자라면 11월 4일 정식 출시된 인텔 엘더 레이크에 대한 내용을 한 번쯤 들어봤을 것이다. 데스크탑 CPU 최초의 빅-리트 하이브리드 구조에 대대적으로 성능이 업그레이드되었고, PCIe 5.0, DDR5, 썬더볼트 4등 새로운 기술을 도입하면서 플랫폼 면에서도 많은 발전이 있었다.

엘더 레이크는 지난해 모바일 플랫폼에서 처음 등장했던 빅-리틀 CPU인 레이크필드에 이어 등장한 2세대 빅-리틀이지만, 빅-리틀 CPU에 적절한 작업 분배를 위한 하드웨어 스케줄러인 스레드 디렉터(Thread Director)가 통합되어 OS의 영향을 최소화할 수 있는, 제대로된 첫번째 빅-리틀 CPU로 분류할 수 있겠다.

한편, 초기 레이크필드에서 이슈가 되었던 빅-리틀간 스케줄링 문제가 당시 시장의 주류 OS인 윈도우 10에서 업데이트를 통해 해결되면서, 아무리 엘더 레이크에 최적화된 스케줄러를 지원한다지만 귀찮게 윈도우 11로 전환할 필요가 있을까? 라는 의문은 자연스럽게 떠오르게 된다.

그래서 준비한 이번 기사는, 과연 윈도우 10과 윈도우 11에서 엘더 레이크의 성능이 얼마나 차이를 보일지 하는 내용을 다룬다.

엘더 레이크의 스레드 디렉터, 최종 조율은 OS 스케줄러에서

엘더 레이크 아키텍처 정리 기사에서 언급한 바 있지만, 스레드 디렉터는 엘더 레이크의 P-코어와 E-코어 상태를 나노초 단위로 모니터링하며 각 코어에 적절한 작업을 분배하는 역할을 수행하지만, 최종적으로 이를 조율하는 역할은 OS의 스케줄러다.

레이크필드 초기에 스케쥴링 이슈에서 보듯, 서로 다른 구조의 코어가 혼재된 CPU에서는 얼마나 OS 스케줄러가 해당 CPU를 제대로 지원하는지가 성능에 무시할 수 없는 영향을 끼친다.

그래서, 실제로 윈도우 10과 윈도우 11에서 얼마나 성능 차이가 나는지 체크했다. 코어 i9-12900KF 기사와 동일한 시스템에서 윈도우 10을 설치해 윈도우 11일 때의 결과와 비교했는데, 테스트 배드로 쓰인 기가바이트 Z690 UD 제이씨현 메인보드의 메인보드 바이오스 설정은 기본값을 유지했다.

우선, 성능을 간단히 점검할 수 있는 CPU-Z 1.98 64bit 버전의 내장 벤치마크를 보면, 윈도우 11과 윈도우 10의 성능 차이는 거의 오차 수준에 불과한 모습을 보인다. 위 결과만 보면 윈도우 10과 윈도우 11에서 엘더 레이크의 성능 차이가 없는 것으로 판단할 수 있지만, 아래 결과는 전혀 다른 모습을 보인다.

위 차트는 대표적인 CPU 성능 측정 툴인 시네벤치와 PCMark10의 결과다.

PCMark10은 에센셜과 생산성 성능은 거의 동일하지만 멀티 스레드 활용도가 높은 DCC 테스트에서는 윈도우 10에서의 성능이 큰 폭으로 하락했고, 시네벤치 테스트도 R23버전은 거의 비슷하지만 R20 버전에서는 멀티 코어와 싱글 코어 테스트 양쪽 모두 큰 폭으로 하락했다.

윈도우 10에서 코어 i9-12900KF 성능이 대폭 하락한 테스트에서의 CPU 이용율을 보면, 시네벤치 R20은 모든 작업이 E-코어에 할당되었고, PCMark 10의 DCC 테스트 구간에서의 CPU 이용율을 보면 윈도우 10에서는 30% 초반에 불과했다.

시네벤치 R20의 경우 타 매체의 테스트 결과를 보면 윈도우 10과 윈도우 11의 결과가 거의 비슷한 수준으로 나오기도 했는데, 테스트 PC에 설치된 드라이버나 테스트 프로그램, 테스트 시점의 윈도우 업데이트 수준 등 다양한 요인 차이에 따른 영향으로 판단된다.

윈도우 10에서 PCMark10의 DCC 성능과 시네벤치 R20 성능을 윈도우 11 수준으로 끌어올릴 수 있는 조건이 따로 있을 수 있지만, 윈도우 11은 그런 복잡한 고민없이도 엘더 레이크의 성능을 그대로 끌어낼 수 있다는 점에서 윈도우 11이 엘더 레이크에 최적화되었음을 한 눈에 알 수 있는 결과다.

한편, 레이 트레이싱 테스트인 V-Ray 5.00.00은 윈도우 10과 윈도우 11이 동일한 수준의 성능을 경험할 수 있지만, 코로나 1.3 버전 역시 시네벤치 R20과 깉이 모든 작업이 E-코어에만 할당되면서 엘더 레이크 코어 i9-12900KF의 성능을 정확히 사용할 수 없는 문제가 확인되었다.

테스트 프로그램의 최신 버전에서는 문제가 관찰되지 않았다는 점을 감안할 때, 엘더 레이크의 하이브리드를 상정하지 않은 프로그램들의 경우 윈도우 10에서 스케줄러 관련 이슈가 발생할 것으로 판단된다.

한편, HWBOT x265 동영상 변환과 블랜더 2.93.5 Classroom 데모 파일 랜더링 테스트는 윈도우 10과  윈도우 11에서 거의 차이없는 결과가 나왔다. 단지, HWBot은 테스트 시간이 짧은 탓에 테스트 결과로는 스레드 분배 이슈가 두드러지지 않았지만, 4K 테스트 동안 작업 관리자의 CPU 이용율을 보면, 초기에는 전체 스레드가 활용되지만 이후 E-코어로만 작업이 진행되는 스케줄러 문제를 확인할 수 있었다.

윈도우 10과 윈도우 11, 거의 차이없는 게임 성능

그렇다면 게임 성능은 어떨까? 실제 게임 성능을 비교해보면 윈도우 10과 윈도우 11 환경에서 엘더 레이크 코어 i9-12900KF는 거의 오차 수준의 성능을 보여준다.

레인보우식스 시즈와 레지던트이블 빌리지의 경우 약 10프레임과 7프레임 차이로 윈도우 11에서 더 높은 성능을 발휘하지만, 쉐도우 오브 더 툼 레이더는 8프레임, 디비전 2는 7프레임 가량 윈도우 10 환경의 성능이 좋게 나왔다.

윈도우 10 환경에서 ANNO 1800은 다른 게임들과 달리 실행 실패가 계속되어 성능을 측정할 수 없었다.

게임은 CPU보다 GPU 의존적인 작업인만큼 CPU의 멀티 코어 활용 및 이용율이 앞서 테스트한 작업 중 시네벤치 R20과 코로나 1.3 벤치마크와 달리, OS에 따른 성능 차이가 발생하지만 그 차이는 상대적으로 미미하다.

게임에서의 CPU 멀티 스레드 성능을 측정 비교하는 3DMark CPU 프로파일 테스트 결과를 보면, 윈도우 10과 윈도우 11에서는 거의 차이가 없는 것으로 나타난다.

인텔 엘더 레이크, 스레드 디렉터 최적화된 윈도우 11 사용 권장

이번 테스트는 윈도우 버전 차이를 제외하면, 윈도우 설정 중 전원 설정을 '고성능'으로 통일한 것외에는 추가적인 세팅 변화없이, 설치된 드라이버와 테스트 프로그램도 동일한 환경에서 진행되었다.

결과는 보는 것과 같이 윈도우 11 환경이 인텔 엘더 레이크에 확실히 유리하다. 윈도우 10 환경에서는 엘더 레이크의 빅-리틀 하이브리드 아키텍처 스케줄링 문제가 발생하였고, 일부 게임은 실행조차 이뤄지지 않았다.

기사 본문에도 언급된 내용이지만, 일부 매체의 윈도우 10 테스트에서 정상적인 성능을 발휘한 시네벤치 R20 결과가 본 테스트에서는 E-코어에 쏠리며 터무니없이 낮게 측정되었고, 이는 테스트 환경에서 따라 극단적인 성능 하락이 발생할 수 있다는 점에서, 윈도우 10이 엘더 레이크에 적합한 운영체제라고 말할 수 없는 이유가 된다.

운영체제에 따라 게임 성능은 조금씩 차이를 보이지만 윈도우 10과 윈도우 11이 엎치락 뒤치락하지만 ANNO 1800같이 실행되지 않는 경우도 있어, 작업과 게임면에서 윈도우 11이 엘더 레이크에 적합하다.

인텔 엘더 레이크와 같이 윈도우 11로의 업그레이드를 미뤄왔다면, 이번 기사로 망설일 이유가 없다는 것을 확인할 수 있다.