올해는 인텔(Intel)이 PC 시대를 이끌던 틱톡(Tick-Tock) 전략을 버리고 새로운 3단계 공정 기술로 본격 전환하는 첫 해다. 지난 2006년 P6 넷버스트 아키텍처를 시작으로 인텔은 한 해는 CPU 제조 공정을 미세화하고 다른 한 해는 CPU 아키텍처를 개선하는 방법으로 매년 새로운 프로세서를 발표하면서 경쟁사를 따돌리고 PC 시대를 이끌어 왔다. 그러나 공정 기술 미세화가 점점 어려워지고 본격적인 모바일 시대가 열리면서 PC 시장이 정체되자 '공정 - 아키텍처' 다음에 '최적화(Optimization)'라는 새로운 단계를 추가하는 방식으로 전략 변화를 선언한 것이다.

물론 인텔이 최적화 공정을 꺼내든 것은 처음이 아니다. 첫 14nm 공정 브로드웰 프로세서가 나와야 할 타이밍은 2014년이었지만 인텔은 이 때 하스웰 리프레시를 선보이면서 브로드웰 출시를 미뤘고, 본격적인 브로드웰 기반 5세대 코어 프로세서 발표 2015년 1월, 그리고 6세대 스카이레이크가 2015년 8월에 발표되면서 인텔 로드맵은 물론 제조사들의 신제품 출시 일정과 재고 관리가 완전히 꼬여 버렸다. 14nm 공정 세 번째이자 7세대 인텔 코어 프로세서에 해당하는 카비레이크(Kaby Lake)는 과연 인텔 틱톡 전략을 보완하는데 도움이 될 수 있을까?

14nm 카비레이크 기반 7세대 코어 i5-7200U

인텔이 14nm 카비레이크 기반 7세대 코어 프로세서를 아직 공식 발표하지 않은 상태라 정확한 스펙과 라인업 등 관련 정보를 확실히 정리하긴 어렵지만, 해외에서 유출되고 있는 자료를 통해 어느 정도 특징은 짐작할 수 있다. 또한 공식 발표만 없을 뿐이지 파트너 제조사들은 이미 카비레이크 샘플을 가지고 있으면서도 출시가 계속 미뤄지면서 하반기 신제품을 내놓지 못하고 있다.

보드나라에서도 인텔 카비레이크 샘플을 어렵게 구할 수 있었는데, 인텔 코어 i5-7200U는 데스크탑 프로세서가 아닌 모바일(노트북, 미니PC) 플랫폼용으로 출시되는 저전력 모델이다. 카비레이크는 LGA 1151 소켓을 사용하고 새로운 200 시리즈 외에 기존 100 시리즈 메인보드 칩셋과도 호환되는데, 보드나라가 입수한 샘플도 기존 100 시리즈 플랫폼에 카비레이크 프로세서를 얹은 것으로 나온다.

7세대 코어 i5-7200U 프로세서는 최신 버전의 CPU-Z에서도 인텔 카비레이크라는 이름만 나올 뿐 코드네임이나 TDP, 패키지, 제조 공정 같은 부분은 공란으로 표시되고 있다. 다만 6세대 스카이레이크 아키텍처를 최적화한 모델이라 6세대 제품군(Family)에 명령어 세트, 캐시 구성, 코어 및 스레드 구조는 스카이레이크와 차이가 없는 것으로 나온다.

GPU 관련 정보는 더욱 찾아보기 힘들어 GPU-Z에서는 인텔 HD 그래픽스 620 (Intel HD Graphics 620)이라는 이름을 빼면 아무 정보도 나오지 않는다. 해외에서 유출된 기사를 통해 모바일 버전은 GPU 동작 클럭과 실행유닛(EUs) 수가 기존 스카이레이크 내장 GPU(인텔 HD 그래픽스 520)와 동일하다는 정도만 알려졌다. 다만 GPU가 아닌 미디어 처리 엔진에서 큰 개선이 이뤄진 것으로 나오는데 이 부분은 뒤에서 자세히 살펴볼 것이다.

스카이레이크 vs 카비레이크, 프로세서 성능은 클럭 차이?

이미 유출된 자료를 통해 7세대 카비레이크는 기존 스카이레이크 프로세서에서 동작 클럭을 높여 성능을 10% 이상 향상시킨 것으로 알려지고 있다. 보드나라에서는 카비레이크 코어 i5-7200U와 동급의 이전 세대 모델인 스카이레이크 기반 6세대 코어 i5-6200U 프로세서가 들어가는 시스템을 구해 두 프로세서의 성능을 비교해보았다. 테스트에 사용한 메모리와 스토리지(SSD), 메인보드 칩셋, 운영체제 등은 동일하지만, 카비레이크 쪽은 정식 출시되지 않은 테스트 시스템에 베타 드라이버를 사용했으므로 실제 성능은 이와 차이가 날 수 있음을 미리 밝혀둔다.

프로세서 성능 비교에 자주 사용하는 CineBench R15 테스트 결과를 보면 카비레이크 코어 i5-7200U와 스카이레이크 코어 i5-6200U는 CPU 동작 클럭에 따른 정도의 성능 차이를 보여주는 것을 확인할 수 있다. GPU(OpenGL) 성능에서도 10% 정도의 향상을 보였는데 CPU 클럭 상승 및 드라이버 차이에 의한 것일 가능성이 높다.

Sandra 2016으로 코어 i5-7200U의 성능을 살펴봐도 CPU 클럭 증가에 따른 수준의 성능 향상을 보여주고 있는 것으로 나온다. 메모리 대역폭은 두 테스트 시스템 모두 듀얼채널 DDR4-2133MHz로 구성해 차이가 거의 없는 것으로 나타났다.

실제 PC 사용 환경을 고려한 PCMark 8 Home 테스트 결과에서도 OpenCL 가속을 사용했을 때와 하지 않았을 때 모두 프로세서 클럭이 올라간 코어 i5-7200U의 점수가 높아진 것으로 나온다. 6세대 스카이레이크를 기준으로 보면 한 등급 위의 제품(코어 i5-6300U, 2.4@3GHz)가 되었다고 생각해도 무방하지 않을까?

내부 스토리지 성능은 SATA 6Gbps 인터페이스를 사용하는 Crucial MX 300 750GB SATA 2.5" SSD를 사용했는데 두 테스트 시스템에서 연속 읽기 성능은 거의 스펙 최대치를 보여주었다.

베타 드라이버로 정확한 그래픽 성능 테스트는 불가

7세대 카비레이크 기반 코어 i5-7200U의 CPU 성능은 클럭 변화에 의한 것으로 생각되는 반면 내장 그래픽(인텔 HD 그래픽스 620)의 변화는 아쉽게도 인텔 베타 드라이버로 인해 확실한 테스트가 어려웠다. 3DMark 테스트 결과 CPU 클럭 향상으로 인한 Physics 점수와 그래픽 점수가 합쳐져 전체 점수에서는 코어 i7-7200U의 결과가 높지만 실제 그래픽 테스트 초당 평균 프레임(FPS) 기준으로 보면 낮은 프레임에서 1프레임 안팎의 차이여서 실제 게임에서는 체감하기 어려울 것으로 생각된다.

실제 게임 플레이 성능도 비교하고 싶었지만 베타 드라이버를 설치한 테스트 시스템은 게임에서 해상도나 옵션에 따른(그래픽 부하에 따른 것으로 추정되는) 프레임 제한이 걸려있는데 게임이나 드라이버 제어판에서 이를 변경해도 제한이 풀리지 않아 테스트가 어려웠다. 내장 그래픽으로도 잘 돌아가는 인기 온라인 게임 리그 오브 레전드(League of Legends, LoL)도 최대 60프레임 제한으로 정확한 성능 측정은 어려웠지만 테스트 모니터 최대 해상도에 최대 옵션으로 설정해도 50프레임대로 게임 플레이에 문제가 없었다.

다른 그래픽 드라이버가 없어 게임 성능은 제대로 측정하지 못했지만 3DMark와 LoL 결과로 미루어 볼 때 기존 스카이레이크 코어 i5-6200U에 들어갔던 인텔 HD 그래픽스 520에서 소폭 증가한 성능을 보여줄 것으로 예상된다.

최적화 공정의 성과, 4K HEVC 재생 능력 향상

(이미지 출처: BenchLife.info)

인텔 카비레이크에 들어가는 내장 그래픽은 스카이레이크에 사용된 9세대 그래픽 아키텍처를 그대로 가져온 것으로 알려져 GPU 성능 향상은 크게 기대하기 어려운 것은 사실이다. 그러나 내장 그래픽에 인텔 HD 그래픽스 6xx라는 바뀐 숫자를 붙일 수 있는 이유는 새로운 미디어 엔진이 탑재되었기 때문이다. 얼마 전 BenchLife 사이트를 통해 유출된 인텔 카비레이크 정보에 따르면 새로운 미디어 엔진은 9세대 그래픽 아키텍처를 기반으로 구축되었지만, 전용 미디어 엔진에 더 높은 병렬 처리량 및 전력 효율을 제공하는 설계와 HEVC 10-bit와 VP9 미디어 경험을 개선한 것으로 나온다.

4K UHD (3840x2160) 동영상의 경우 H.264 포맷으로 인코딩 된 것은 인텔 저가형 아톰 프로세서에서도 CPU를 거의 사용하지 않고 돌아가는데, 윈도우 10 기본 미디어 플레이어(영화 및 TV 앱)에서 재생할 때 스카이레이크나 카비레이크에서도 CPU 사용률의 차이는 거의 없었다.

반면 H.265(HEVC) 포맷으로 만들어진 4K UHD 동영상은 기존 스카이레이크 코어 i5-6200U 시스템에서는 CPU 사용률도 높을 뿐만 아니라 프레임이 중간에 끊기거나 밀리는 등 정상적인 재생이 힘들었는데, 새로운 7세대 카비레이크 코어 i5-7200U 시스템에서는 H.264 포맷을 재생할 때처럼 낮은 CPU 사용률로 정상적인 재생이 가능했다. 이는 카비레이크에 들어간 새로운 미디어 엔진의 HEVC 하드웨어 디코딩 성능이 개선된 것을 확인할 수 있는 부분이다.

또한 4K HEVC 영상이라고 해도 최신 HDR 콘텐츠(BT.2020, HDR, 10-bit)의 경우 스카이레이크 테스트 시스템은 하드웨어 가속은 물론 HDR 콘텐츠에 맞는 색표현이 이뤄지지 않았는데, 카비레이크 시스템은 낮은 CPU 사용률, 원활한 영상 재생과 더불어 10-bit HDR 콘텐츠에 맞는 색변화를 보여주었다. 다만 테스트 시스템 모니터가 4K HDR 출력을 지원하지 않기 때문에 정확한 10-bit HDR 출력 여부를 확인할 순 없었다. 하지만 알려진 스펙과 테스트 결과로 미루어 카비레이크의 4K 콘텐츠 재생 능력은 스카이레이크보다 향상된 것이 분명하다.

 시스템 소비 전력 비교는 두 테스트 시스템의 스펙과 부품 구성에 차이가 있기 때문에 정확한 비교는 어렵고 대략적인 참고 용도로만 봐주기 바란다. 가장 눈에 띄는 것은 인텔이 약속한 것처럼 새로운 미디어 엔진의 개선된 전력 효율성이 HEVC 10-bit HDR 동영상 재생에서 그 효과를 보이고 있다는 점이다. 반면 3DMark에서는 카비레이크 시스템의 소비 전력이 훨씬 높았는데, 프로세서 클럭이 증가함에 따라 최대 클럭(최대 부하 성능)에서의 소비 전력은 증가했을 가능성도 있다.

7세대 카비레이크, 4K 멀티미디어 PC 구현에 적합

(이미지 출처: BenchLife.info)

인텔 7세대 카비레이크, 그것도 노트북과 미니PC를 위한 저전력 플랫폼 모델인 코어 i5-7200U는 기존 스카이레이크 프로세서에 비해 성능은 향상되었지만 그 효과는 아키텍처 개선이나 최적화보다 동작 클럭 증가에 의한 것으로 보인다. 물론 데스크탑 버전이나 별도 그래픽 카드가 들어가는 게이밍 노트북에서는 프로세서 변화로 인한 성능 향상보다는 엔비디아 파스칼이나 AMD 폴라리스 같은 최신 그래픽 카드의 교체로 인한 성능 향상 효과가 더욱 크다. 4K HDR (HEVC 10-bit) 영상 재생도 최신 그래픽 카드가 있으면 해결된다.

그러나 외장 그래픽 카드를 사용할 수 없는 울트라씬 노트북이나 2-in-1 기기, 태블릿, 미니PC 같은 제품들은 인텔 프로세서에서 미디어 엔진을 개선시켜야 원활한 4K 콘텐츠 감상이 가능해진다. 그런 면에서 카비레이크의 등장은 데스크탑/게이밍노트북보다 인텔 내장 그래픽을 사용하는 시스템에서 더 반가운 일이 아닐 수 없다.

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