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인텔 12세대 코어 프로세서 ‘변화의 시작을 알리는 하이브리드 아키텍처’

다나와
2021.12.09. 20:06:07
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지난 11월 '인텔 12세대 코어 프로세서'가 출시되면서 PC 시장에 변화의 바람이 불고 있다. 엘더레이크라는 코드명으로 불리는 12세대 코어 프로세서는 인텔의 새로운 7공정을 기반으로 인텔 스레드 디렉터(Thread Director) 하이브리드 아키텍처가 적용돼 이전 세대와 확연히 다른 모습을 보여준다.


무엇보다 많은 이들이 기대를 모았던 DDR5 메모리의 시대를 본격적으로 여는 도화선의 역할은 물론 PCIe 5.0 인터페이스를 채용한 첫 플랫폼이라는 점에서 인텔의 역사에 있어 기념비적인 제품으로 평가받고 있다.



참고로 인텔 12세대 코어 프로세서는 최상위 라인업에 해당하는 '인텔 코어 i9 12900K'와 '코어 i9 12900KF'를 필두로 고사양의 게이밍PC에 적합한 '코어 i7 12700K' 및 '코어 i7 12700KF', 중급형 라인업인 '코어 i5 12600K'와 '코어 i5 12600KF' 등 총 6종 모델이 출시돼 판매 중이다.



그 중에서도 '인텔 코어i9-12세대 12900K'의 경우 최상위 라인업으로 상당한 고가에 판매되고 있음에도 불구하고, PC 유저들 사이에서 큰 인기를 얻고 있는 만큼 하이엔드 시장에도 변화를 몰고 올 것으로 기대된다.



비약적인 성능 향상 이루어낸 인텔 하이브리드 아키텍처


앞서 말했듯 인텔 12세대 코어 프로세서는 11세대 프로세서에 비해 많은 부분이 바뀌었다. 새로운 공정을 비롯해 다이의 크기도 커져 새로운 소켓인 LGA1700을 지원하는 Z690 메인보드와 함께 사용해야 한다.



여기에 최대 초당 4800MT의 높은 성능을 제공하는 DDR5 메모리를 지원하는 최초의 CPU라는 점을 비롯해 PCIe 5.0 인터페이스 채용과 인텔 킬러 와이파이 6E 무선 네트워크 지원, 높아진 캐시 메모리와 향상된 내장 그래픽 성능 등 다양한 특징을 갖췄다.



무엇보다 아키텍처의 변화가 가장 눈에 띈다. 비약적인 성능 향상을 이루게 된 것도 이전 제품에 비해 완전히 새로운 코어 설계가 적용됐기에 가능한 일이라 할 수 있다.



12세대 코어 프로세서는 인텔 스레드 디렉터(Thread Director) 하이브리드 아키텍처가 적용됐다. 퍼포먼스 코어(Performance-cores)와 확장 가능한 멀티 스레드 워크로드용으로 설계된 에피션트 코어(Efficient-cores)를 결합한 인텔의 고성능 하이브리드 아키텍처를 기반으로 한 최초의 프로세서인 셈이다.



퍼포먼스 코어는 크게 Wider(넓은)와 Deeper(깊은), smarter(스마트하게)라는 3가지 특징을 가진다. Wider는 다수의 디코더와 실행 포트를 통해 복잡한 연산을 빠르게 처리할 수 있음을 뜻하고, Deeper는 더욱 커진 버퍼로 스케줄링 효율을 높인 것을 말한다. 아울러 smarter는 향상된 프리페처와 분기 예측 기능을 통해 효과적인 데이터 전송을 가능케 하는 것을 말한다.



퍼포먼스 코어는 싱글 및 적은 수의 스레드를 필요로 하는 성능에 최적화됐고, 게임 및 생산성 워크로드를 향상시킨다. 좀더 세부적으로 살펴본다면, 퍼포먼스 코어는 골든 코브(Golden Cove) 코어를 기반으로 한다.


강력한 분기 예측 기능을 제공할 뿐만 아니라 전력을 제어하는 컨트롤러를 각각의 코어에 내장함으로써 더 높은 클럭과 능동적인 전력 관리가 가능하다.



코어 당 캐시의 크기가 L2 캐시를 기준으로 512KB에서 1.25MB로 2배 이상 커졌고, L3 캐시 역시 약 25% 가량 높아져 실질적인 컴퓨팅 성능의 향상에 적잖은 영향을 미치게 됐다.


또한 비순차적 실행 엔진을 기존 5개에서 6개로 늘려 단일 스레드의 성능을 향상시켰으며, 실행 유닛의 포트도 10개에서 12개로 늘려 다수의 유닛을 동시에 활용할 수 있다.


반면 에피션트 코어는 많은 수의 스레드 확장이 필요한 워크로드에 최적화됐으며, 백그라운드 태스크 관리로 발생하는 중단을 최소화한다.


에피션트 코어는 그레이스몬트(Gracemont) 코어를 기반으로 하는데, 앞서 소개한 퍼포먼스 코어가 높은 성능에 주안점을 두었다면 에피션트 코어는 전력대비 성능을 향상시키는 역할을 한다.



4개의 에피션트 코어가 하나의 모듈로 결합된 형태로 설계됐고, 이는 기존 11세대와 비교했을 때 80% 가량 향상된 전력대비 성능을 보여준다.



에피션트 코어의 L1 명령어 캐시의 크기가 64KB인데, 퍼포먼스 코어의 32KB에 비해 2배 높은 수준으로 유연한 전력 관리가 가능하다. 또한 전용 듀얼 로드 파이프라인과 듀얼 스토어 파이프라인 등 AGU 파이프 라인의 수를 두 배로 늘려 메모리 효율성을 높였다.



이렇듯 인텔 12세대 코어 프로세서는 다른 역할을 하는 2종류의 코어를 탑재해 성능과 전력의 균형을 맞추고자 했다. 이들 코어를 제어하는 역할을 하는 것이 바로 인텔 스레드 디렉터이다.


인텔 스레드 디렉터(Intel Thread Director)는 코어에 직접 내장된 인텔리전스를 통해 운영 체제(OS)가 적합한 스레드를 시간에 맞춰 적절한 코어에 배치하도록 안내해 이를 통해 두 개의 새로운 마이크로아키텍처가 원활하게 함께 작동할 수 있도록 한다.


특히 인텔 스레드 디렉터는 각 스레드의 런타임 명령 혼합을 나노초 수준의 정밀도로 모니터링하는 것은 물론 OS에 런타임 피드백을 제공해 워크로드 및 워크 플로우를 위한 최적화된 스케줄링 결정을 내릴 수 있게 해준다.


참고로 새 아키텍처는 모든 12세대 코어 i9 / i7 프로세서에서 지원하며, i5 데스크톱 프로세서에서는 일부만 지원하는 것으로 알려졌다.



새 시대를 여는 개척자 '인텔 12세대 코어 프로세서'

인텔 12세대 코어 프로세서는 많은 PC 유저들이 기대했던 대로 11세대 제품에 비해 큰 폭의 성능 향상을 보여주었다. 무엇보다 퍼포먼스 코어와 에피션트 코어로 이루어진 하이브리드 아키텍처를 통해 성능과 전력 효율이라는 두 마리 토끼를 모두 잡았다는 점은 소비자의 입장에서는 큰 혜택이라 할 수 있다.


물론 아직까지 K 모델만 출시됐고, 메인보드 또한 상위 라인업인 Z690만 나온 상황이기에 대중화까지는 다소 시간이 필요할 것으로 보인다. 하지만 새로운 아키텍처의 우수성이 검증됐고, 여기에 DDR5 메모리와 PCIe 5.0 인터페이스 지원 등 신기술이 다소 적용됐다는 점을 감안한다면 성공적인 세대 교체가 가능할 것으로 보인다.


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