지난 2017년 3월, 거의 인텔 독주체제가 수년째 이어지던 PC 시장에 다시 한 번 '경쟁'을 통해 활력을 불어 넣어준 AMD의 라이젠 시리즈가 출시되었다. 시간이 흘러 기억은 확실치 않지만 당시 AMD는 라이젠의 AM4 플랫폼 호환 기간에 대해 최소 4년 혹은 4세대를 이야기했다. 그 약속은 지켜져고, 라이젠이 등장한지도 횟수로 6년째에 접어들었다.

그동안 데스크탑만 따져도 기념비적인 Zen 아키텍처의 서밋 릿지(라이젠 1000 시리즈)와 Zen+ 피나클 릿지(라이젠 2000 시리즈), Zen2 마티스(라이젠 3000 시리즈)와 Zen3 버미어(라이젠 5000 시리즈)까지 나왔다. 모바일까지 더하면 0.5 성격의 르누아르에 램브란트도 있고, 레이븐 릿지와 피카소 등 다양한 소비자 층을 겨냥한 제품들이 쏟아져 나왔다.

시간이 흐른만큼 시장에서 철수 혹은 단종된 제품이 있지만 그만큼 다양한 모델이 동일한 플랫폼 호환되므로, 비교하는데 시간이 들어도 자신의 환경에 맞춰 필요한 제품을 조화롭게 선택할 수 있다.

플랫폼 호환 정책 덕에 1세대 라이젠을 위한 300 시리즈 메인보드에도 최신 라이젠 5000 시리즈를 쓸 수 있고, 그만큼 가격도 안정되어 차세대 플랫폼 전환 이야기가 나오고 있는 상황임에도 장기간 충분히 현역으로 쓸만한 잠재력을 갖춘 것이 바로 AMD 라이젠 플랫폼이다.

아무튼, AMD가 AM4 플랫폼 기반 라이젠을 내놓은지 횟수로 6년째에 접어들며 마무리를 지을 순간이 오고 있는데, 그동안 라이젠이 경쟁력 확보를 위해 어떤 기술적 시도를 했는지 정리해 보는 기사를 마련했다.

메인스트림 최초의 제대로된 8코어, 16코어 CPU

AMD 라이젠을 이야기할 때 빼놓을 수 없는 부분이 바로 멀티 코어다. 상황이 처참했던 FX 시절에도 CPU 코어만은 더 많이 제공, 멀티 코어 지원 어플리케이션이나 멀티 태스킹 작업에서는 쓸만한 성능을 발휘했다.

하지만 AMD 라이젠은 2017년 처음부터 쓸만한 8코어 CPU를 내놨고, 2019년에는 무려 그보다 두 배나 많은 16코어 모델을 내놨다. 같은 기간 인텔 메인스트림 CPU는 4코어와 8코어에 불과하던 것과 비교하면 AMD 자신들의 강점을 살려 멀티 코어 시대를 선도해왔다.

게다가, FX 시대에서는 포기할 수 밖에 없던 하이엔드 데스크탑 시장 복귀작인 라이젠 스레드리퍼는 처음부터 16코어로 시작해 3세대에서는 64코어 모델을 내놓으면서, 2022년 7월 현재도 18코어에 머물고 있는 인텔의 HEDT CPU와 격차를 벌렸다.

라이젠이라는 쓸만한 메인스트림 멀티 코어 CPU가 등장하면서 응용 프로그램들 또한 멀티 코어 지원에 적극 나섰고, 특히 멀티 코어 지원에 미적대던 PC 게임들도 이제는 메인스트림 급인 라이젠 5 시리즈의 6코어 이상을 지원하는 타이틀을 어렵지 않게 접하게 되었다.

AMD 라이젠. 한동안 정체되었던 PC 시장에 본격적인 다코어 시대를 열었다고 해도 과언이 아니다.

더 쉽게, 더 많이, 더 싸게, CCX 기반 칩렛 구조

이처럼 AMD 라이젠이 다코어 시대를 연대는 CCX 기반 칩렛, MCM 구조가 크게 작용했다.

일정 수의 CPU 코어가 통합된 CCX(CPU Complex)라 불리는 기본 칩을 결합해 제품을 만들어내는 것이다. CCX는 1세대와 3세대까지는 4개의 코어가, 4세대(Zen3)에서는 8개의 코어가 기본 단위로 만들어졌다.

1세대(Zen)와 2세대(Zen+)는 CCX를 기반으로하지만 각종 I/O 기능을 원칩으로 묶었던 것과 달리, 3세대(Zen2) 부터는 CCX와 I/O 기능을 따로 빼내 별도의 칩렛 다이로 빼낸 MCM(Multi Chip Module) 방식도 적용했다.

데스크탑 CPU의 MCM 방식 적용 시기를 따지면 2005년 인텔의 펜티엄D에서 처음 적용되었지만 그때나 지금이나 흑역사급 물건이라는 평가를 피하기 어려운 제품이었고, 역시나 MCM 방식이었던 코어 i3 클락데일은 1세대에 그친 시험작 성격이 강하다.

라이젠 3세대는 데스크탑 CPU에 진지하게 MCM 방식을 성공적으로 도입했다는 점을 평가할 수 있겠다.

칩렛 기반의 MCM 방식은 불량율이 동일하다면 원칩형 보다 더 많은 칩을 생산할 수 있다. 생산 중인 웨이퍼의 같은 공간에서 불량이 발생하면 칩렛 방식은 해당 부분의 칩렛만 포기하면 되지만, 원칩 방식은 더 많은 공간을 차지하는 전체 칩을 못쓰게 된다는 점을 떠올려보자.

 게다가 레고 블록 조립하듯 필요에 따라 쉽게 구성을 변경할 수 있다는 것도 특징인데, 서버용 에픽 CPU와 HEDT CPU인 '라이젠 스레드리퍼' 등에도 같은 웨이퍼에서 생산된 칩을 쓸 수 있는 것. 이렇게 데스크탑 CPU와 서버 CPU의 핵심 디자인이 공유되므로 비용이나 물량 확보 및 제품 공급 등 여러 면에서 유리하다.

단지, MCM 방식은 아무래도 각 칩간 통신에 원칩보다 지연시간이 늘어나지만 강력해진 CPU 성능과 더 많아진 코어, 연결 기술(인터커넥트) 향상으로 상쇄할 수 있다.

잠재력을 더 쉽게 끌어쓰는 자동 오버클럭, XFR & PBO

라이젠 이전의 CPU 성능을 높이려면 고성능 모델로 바꾸거나 오버클럭해야 했다.

고성능 모델로의 업그레이드야 별다를  것이 아니지만, 오버클럭은 사용자들이 신경 쓸 부분이 많았다. 전압과 클럭을 잘못 만지면 혹시 고장나지 않을까 하는 걱정, 발열과 전력 대응을 위한 고가의 고성능 부품 사용에 따른 비용 증가.

상황에 맞춰 자동으로 오버 클럭해주는 유틸리티도 나오고 있지만, AMD 라이젠은 CPU 차원에서 자동 오버클럭을 지원한 것이 특징이다. 라이젠 1000 시리즈와 2000 시리즈는 XFR(Extended Frequency Range), 라이젠 3000 시리즈 부터 지원한 PBO(Precision Boost Overdrive)가 그것이다.

XFR은 라이젠 CPU에 탑재된 센서를 통해 상태에 여유가 있을 경우 부스트 클럭 이상으로 끌어 올려주는 기술이다. 별도 소프트웨어나 사용자 개입없이 바이오스에서 On/ Off 하는 정도로 쉽게 사용할 수 있고, 'X' 모델과 'Non-X' 모델을 포함한 전체 라이젠 CPU에서 지원한다. 차이가 있다면 'X' 모델의 XFR 클럭이 더 높다는 정도.

라이젠 3000 시리즈부터는 XFR에 PBO라는 기술이 더해졌는데, 쉽게 말하면 메인보드의 전원부 발열이나 전력 공급 한계 등을 고려해 자동으로 부스트 클럭 이상으로 클럭을 높여주는 기능이다.

AMD의 XFR과 PBO는 이후 등장한 인텔의 TVB(Thermal Velocity Boost)와 ABT(Adaptive Boost Technology)에 아이디어를 제공했다고 보는 시각도 있다.

소비자 친화 정책, AM4 소켓은 AM4 CPU로 통한다

AMD는 약속을 지켰다. 최소 4년 간 AM4 플랫폼의 호환성을 제공한다는 약속 말이다.

라이젠 1000 시리즈를 위해 나온 300 시리즈 칩셋 메인보드에서도 라이젠 7 5800X3D를 포함한 최신 CPU 지원이 이뤄지고 있다. 300 시리즈 칩셋의 CPU 지원은 공식적으로는 제조사 재량에 맞기지만, 공식적으로는 지원 예외대상인 A320 칩셋 보드의 라이젠 5000 시리즈 지원도 이뤄지고 있다.

비록 500 시리즈 칩셋에서 라이젠 2000 시리즈 및 1000 시리즈를 지원하지 않는 것은 아쉽지만, 굳이 최신 보드에 구형 CPU를 쓰는 경우가 얼마나 있을까 고민해보면 예외적인 경우로 납득할 수 있을 것이다.

AMD 라이젠 = 소비자가 원하는 것만 골라 만든 CPU

AMD 라이젠은 모듈화를 베이스로 더 많은 코어, 더 싼 가격에 FX보다 극적으로 향상된 IPC를 바탕으로 그동안 FX 시리즈로 처참한 수준이었던 성능에 대한 불안을 불식 시켰고, 메인스트림 PC 시장에 다코어 시대를 열었다.

중간에 잠시 삐걱이긴 했지만 처음부터 마지막까지 AM4 플랫폼 호환성을 유지해 라이젠 1000 시리즈부터 5000 시리즈까지의 CPU를 쓸 수 있어 보통 CPU와 메인보드까지 함께 교체해야하는 인텔과 달리 업그레이드 부담을 줄여주었고, CPU 가격도 공격적으로 조정했다.

매각 루머가 진지하게 거론될 정도로 상황이 좋지 않던 AMD인 만큼 새로운 시도가 필요했고, 다행히 소비자들의 가려운 곳을 제대로 긁어주면서 호응을 받아 시장 점유율도 꾸준히 증가하는 중이다.

시장 조사기관인 머큐리 리서치 자료에 따르면 2022년 1분기 기준 전체 x86 시장에서 AMD의 점유율은 라이젠 출시 이후 꾸준히 증가세를 이어오며 거의 28%에 가까운 수치로 역대 최고치를 달성했다.

여전히 경쟁사인 인텔보다 시장 점유율 면에서는 뒤쳐진 상황이지만 꾸준한 성장세를 보이며 잠재력을 보이는 AMD. 앞으로 또 어떤 방식으로 소비자들의 가려운 곳을 긁어줄지 기대된다.