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12세대 인텔 코어 i9-12900K 프로세서 : 성능

2021.11.08. 16:24:18
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인텔이 12세대 인텔 코어 프로세서에서 선보이는 변화는 지금까지 인텔이 코어 프로세서 브랜드 이후 10여년 간 보여준 변화 중에서도 손꼽힐 정도로 큰 변화이자 도전이다. 새로운 코어 마이크로아키텍처와 공정은 물론이고, 상이한 성격을 가진 두 가지 유형의 코어를 함께 구성한 ‘퍼포먼스 하이브리드’ 아키텍처는 x86 프로세서의 역사에서도 새로운 변화의 방향성을 제시한다. 공정 또한 12세대 코어 프로세서는 ‘인텔 7; 공정이 처음 적용되는 프로세서로, 아키텍처 뿐 아니라 공정의 경쟁력 또한 증명해야 하는 위치에 있으며, 플랫폼 측면에서도 DDR5, PCIe 5.0이 처음 적용되는 플랫폼으로, 새로운 규격으로의 본격적인 전환을 이끌어야 한다. 이렇게, 12세대 코어 프로세서는 여러 가지로 여느 때의 ‘세대 교체’ 이상의 의미를 가지고 등장했다.

▲ 여러 모로 인상적인 변화를 선보인 12세대 인텔 코어 i9-12900K 프로세서


▲ 테스트 시스템 구성


테스트 시스템은 12세대 인텔 코어 i9-12900K 프로세서와 기가바이트 Z690 AORUS PRO 메인보드, 그리고 SK 하이닉스의 DDR5-4800 16GB 메모리 두 개로 32GB의 듀얼 채널 구성을 사용했다. 그래픽카드는 기가바이트의 AORUS GeForce RTX 3090 Master 모델을 사용했으며, 테스트 환경의 모니터는 1080p 를 기준으로 했다. 스토리지는 PCIe 3.0 기반의 웨스턴디지털 SN700 500GB 모델을 사용했고, 프로세서에서 제공되는 PCIe 4.0 x4 레인에 연결했고, VMD는 사용하지 않았다. 파워 서플라이는 슈퍼플라워의 650W 급 SF650P12SP 모델을 사용했는데, 테스트 과정에서 파워 관련 문제는 발생하지 않았다. 한편, 메인보드의 제조사 특성상 프로세서 전원 공급 제한 설정은 무제한 설정을 기본으로 했다.

테스트 환경의 운영체제는 최근 발표된 윈도우 11(Windows 11)을 사용했으며, 테스트 시점까지의 모든 패치를 적용했고, 가상화 기반 보안(VBS) 관련 기능은 비활성화 상태로, 장치 드라이버는 그래픽카드 이외에는 메인보드 제조사의 제공 버전들을 이용했다. 테스트는 프로세서의 기본 성능, 모델명이 바뀐 프로세서 내장 그래픽의 성능, 주요 사용 환경에서 하이브리드 아키텍처가 제공하는 장점 등을 확인했다. 비교 대상은 이전 세대의 코어 i9-11900K 프로세서와 ASUS ROG Maximus XIII Hero 메인보드, DDR4-3200 16GB 두 개의 32GB 듀얼 채널 구성으로, 이 구성 또한 전원 공급 제한 설정은 무제한으로 설정했다.

▲ Geekbench 5.4.2 테스트 결과, 높을수록 좋다


▲ Cinebench R23 테스트 결과, 높을수록 좋다


▲ Handbrake (1.4.2)/7-Zip (19.0) 테스트 결과, Handbrake 테스트는 낮을수록, 7-Zip 테스트는 높을수록 좋다


프로세서의 연산 성능을 확인할 수 있는 Geekbench 5.4.2에서, 코어 i9-12900K는 이전 세대 대비 모든 면에서 상당한 성능 향상을 보여 준다. 먼저, 퍼포먼스 코어의 성능이 반영되는 싱글 코어 테스트에서, 코어 i9-12900K는 이전 세대의 i9-11900K 대비 9% 정도 높은 성능을 보인다. 모든 코어의 성능을 활용하는 멀티 코어 테스트에서는 그 차이가 더 벌어지는 모습인데, 임의로 퍼포먼스 코어만 활성화한 코어 i9-12900K도 11900K 대비 20% 높은 멀티쓰레드 성능을 보였으며, 모든 코어를 활성화한 12900K는 11900K 대비 57% 가량 높은 멀티코어 성능을 보였다. 이는 에피션트 코어의 면적이나 전력 소비를 생각하면 고무적인 결과일 것인데, 퍼포먼스 코어 두 개 정도의 면적에 에피션트 코어 8개를 넣어, 더욱 효과적으로 멀티코어 성능 향상을 얻은 셈이다.

프로세서 기반의 3D 렌더링 성능을 확인하는 Cinebench R23에서는 아키텍처 변화로 인한 성능 차이가 더욱 크게 보인다. 이 테스트에서, i9-12900K와 11900K간 성능 차이는 퍼포먼스 코어의 싱글 코어 테스트에서부터 20%에 달할 정도다. 이는 이전 세대 대비 프로세서의 마이크로아키텍처와 캐시 구조 등의 변화가 크게 작용한 것으로 볼 수 있겠고, 12세대 코어 프로세서가 달성한 ‘이전 세대 대비 19% IPC 향상’에도 부합하는 결과다. 그리고 이를 기반으로 코어 i9-12900K는 퍼포먼스 코어 만으로도 멀티코어 성능은 이전 세대 대비 22% 높은 성능을 보였으며, 에피션트 코어까지 모두 활용하면 세대간 성능 차이는 70%에 달한다. 이는 분명 비슷한 면적에서 구현할 수 있을 퍼포먼스 코어의 10코어 구성보다는 더 효과적인 결과임에 분명하다.

이 외에, 프로세서의 멀티쓰레드 성능이 중요한 작업으로는 동영상 인코딩이나 대용량 파일 압축 등이 있을 것이며, 이 부분에서도 코어 i9-12900K의 하이브리드 아키텍처는 기대 이상의 효과를 보인다. 7-Zip 19.0의 벤치마크 모드에서, i9-12900K의 퍼포먼스 코어만으로는 11900K 대비 3% 정도 향상된 성능을 보이지만, 에피션트 코어까지 모두 활용할 경우 34% 높은 성능을 보이며, 이는 비슷한 면적에서 기대할 수 있는 10개 퍼포먼스 코어 구성에서의 20~25% 성능 향상보다 상당히 높은 수준이 될 것이다. Handbrake 1.4.2를 이용한 4K 영상의 FHD 인코딩 작업에서도, 코어 i9-12900K는 퍼포먼스 코어 만으로도 11900K 대비 13% 높은 성능을, 에피션트 코어까지 활용할 때는 35% 높은 성능을 보여, 성능 효율성 면에서도 뛰어난 모습을 보였다. 한편, 프로세서 내장 그래픽의 퀵싱크 인코더를 활용할 때는 두 프로세서 모두 동등한 성능이 나왔다.

▲ 3DMark 테스트 결과, 높을수록 좋다


▲ 3DMark (CPU Profile) 테스트 결과, 높을수록 좋다


▲ Hitman 2/PUBG: BATTLEGROUNDS 테스트 결과, 단위 fps, 높을수록 좋다


게이밍 환경에서의 성능을 확인할 수 있는 3DMark 에서도 코어 i9-12900K의 성능은 상당히 인상적이다. 테스트에 사용된 그래픽카드가 현존 최고 수준의 게이밍 성능을 갖춘 GeForce RTX 3090 모델인 만큼, 이 그래픽카드의 성능을 제대로 발휘하기 위해서는 그만큼 높은 프로세서 성능이 요구되는데, 기존의 i9-11900K도 게이밍 성능에서는 최고 수준이었지만 i9-12900K는 이를 상당한 차이로 넘어선다. 먼저, Fire Strike 테스트에서부터 코어 i9-12900K의 물리연산 성능은 25% 가량 높으며, 프로세서를 더 적극적으로 활용하는 Fire Strike Ultra에서는 이 차이가 35%까지 벌어진다. 그리고 퍼포먼스 코어만을 활성화시킨 경우에도 i9-12900K는 11900K보다 13%~15% 높은 성능을 보인다. 그래픽카드의 성능에 좌우되는 전체 스코어 또한 프로세서에 따라 크게는 11%까지 높아지는 모습을 보였다.

3DMark의 Time Spy 테스트에서는 프로세서 간 성능 차이가 더욱 커지며, 특히 Time Spy Extreme의 CPU 테스트 결과에서 i9-12900K와 11900K 사이의 차이는 퍼포먼스 코어만으로도 13%, 에피션트 코어까지 사용하는 경우에는 48%가 넘는데, 이 또한 에피션트 코어의 면적이나 전력 대비 성능 효율을 잘 보여주는 부분이 될 것이다. 한편, 프로세서의 연산 성능을 집중적으로 확인하는 3DMark의 CPU Profile 테스트에서, 코어 i9-12900K는 11900K 대비 8 쓰레드 이상 테스트에서부터 본격적인 성능 차이를 보이기 시작하는데, 이는 기존에 퍼포먼스 코어에 있던 백그라운드 작업의 오버헤드 부분을 에피션트 코어에서 처리함으로써 얻을 수 있는 성능 향상으로 볼 수 있을 것이다. 이에 세대간 성능 차이는 퍼포먼스 코어만 사용하는 경우 8% 정도지만, 에피션트 코어를 활용한 경우는 16쓰레드 수준에서 19%, 최대 쓰레드에서는 35%에 이른다.

이러한 프로세서의 성능 차이는 실제 게이밍 성능에서도 상당한 수준의 차이를 만들어 냈다. Hitman 2의 DirectX 12 모드 테스트에서, 코어 i9-12900K는 11900K 대비 프로세서 이외에는 모두 동등한 조건에서 9~12% 높은 성능을 냈다. 이는 고성능 그래픽카드에는 고성능 프로세서가 필요하다는 좋은 예가 될 수 있을 것이다. 그리고 PUBG(PUBG: BATTLEGROUNDS)의 1080p 울트라, 하이 옵션에서도 코어 i9-12900K는 11900K 대비 10~12% 높은 성능을 보였으며, 특이점으로는 옵션에 따른 성능 차이가 크지 않았다. 이는 여전히 프로세서 성능 대비 그래픽카드의 성능에 여유가 남아 있다는 정도로 해석할 수도 있을 것이다. 한편, Hitman 2에서는 에피션트 코어의 존재가 성능에 영향을 거의 미치지 않았지만, PUBG에서는 에피션트 코어의 사용 유무에 따라 성능 차이가 존재한다는 점도 눈여겨 볼 부분이다.

▲ PCMark 10 / UL Procyon 테스트 결과, 높을수록 좋다


▲ BAPCo CrossMark 테스트 결과, 높을수록 좋다


다양한 실제 PC 사용 시나리오에서의 성능을 가늠하는 ‘PCMark 10’ 테스트 결과에서는, 코어 i9-12900K 프로세서는 이전 세대 대비 분명히 향상된 성능을 보이기는 하지만 그 차이는 여타 테스트들보다 적은 편이다. 그리고, 퍼포먼스 코어만 활성화했을 때와 전체 코어 활성화 사이의 성능 차이가 거의 없다는 것은, 기존 프로세서들의 8코어 16쓰레드도 대부분의 일반적인 사용 시나리오에서는 충분히 여유롭기 때문으로 해석할 수 있을 것이다. 하지만 12세대 코어 프로세서의 퍼포먼스 코어가 기존 세대 대비 상당한 수준의 IPC 성능 향상을 제공하는 것을 바탕으로, 코어 i9-12900K 프로세서는 모든 상황에서 기존 11900K 대비 차별화되는 성능을 제공함을 확인할 수 있다.

실제 사용자 환경에서의 성능을 가늠하는 BAPCo의 CrossMark 테스트에서도 코어 i9-12900K 프로세서는 기존의 11900K 대비 모든 시나리오에서 높은 성능을 보임을 확인할 수 있다. 종합 스코어에서는 i9-12900K가 11900K 대비 14% 가량 높은 성능을 보이며, 특히 ‘Creativity’ 영역에서는 에피션트 코어의 영향으로 성능 차이가 20%까지 벌어진다. 한편, i9-12900K의 에피션트 코어 활용 유무에 따른 성능 차이도 확인할 수 있는데, 에피션트 코어 없이 퍼포먼스 코어만 사용하는 경우에도 퍼포먼스 코어의 아키텍처 변화는 작게는 5%, 크게는 12%까지, 종합적으로는 9% 정도의 성능 차이를 만들어 내고 있다. 전반적으로는, 모든 시나리오에서 에피션트 코어의 존재가 성능 향상에 도움이 되고 있는 모습이다.

마이크로소프트 오피스와 어도비 크리에이티브 클라우드 애플리케이션에서의 성능을 확인할 수 있는 UL Procyon 테스트에서도 코어 i9-12900K는 11900K 대비 모든 시나리오에서 10~12% 높은 성능을 보임을 확인할 수 있다. 이 테스트에서 흥미로운 점이라면, 에피션트 코어의 활용 유무가 전체 성능에 미치는 영향이 1~2% 정도로 그리 크지 않았다는 것이다. 이는 테스트에 활용된 마이크로소프트 오피스 애플리케이션이나 어도비 크리에이티브 클라우드 애플리케이션들이 모두 8코어 16쓰레드 구성에서도 사용자 애플리케이션에 퍼포먼스 코어를 우선 할당해도 충분히 여유 있는 상황이었다는 것으로 볼 수 있다. 예상 이상으로, 현재의 일반적인 PC 활용 환경에서 가장 이상적인 퍼포먼스 코어 수는 8개 정도라고도 볼 수 있을 것이다.

▲ 3DMark (UHD Graphics) 테스트 결과, 높을수록 좋다


▲ PCMark 10 (UHD Graphics)/BAPCo CrossMark (UHD Graphics) 테스트 결과, 높을수록 좋다


12세대 코어 프로세서의 프로세서 내장 그래픽은 11세대 대비 모델 번호가 소폭 올라간 정도인데, 동일한 Xe 아키텍처를 기반으로 EU 수도 같지만, 새로운 공정을 기반으로 상당히 높아진 동작 속도, 그리고 더 늘어난 LLC나 프로세서 내부 연결 대역폭, 기존 DDR4-3200 메모리보다 1.5배 이상의 대역폭을 사용할 수 있는 새로운 DDR5-4800 메모리 지원 등 성능 향상을 기대할 수 있는 긍정적 요소도 충분히 있다. 또한 ‘UHD Graphics 770’은 이전 세대 대비, 4대 멀티 디스플레이 출력이나 8K 출력 지원 등 기능 측면에서 향상된 점도 긍정적으로 볼 수 있을 부분이다. 이에, 고성능 게이밍 환경이 아니라면, 12세대 코어 프로세서의 내장 그래픽은 엔트리급 GPU 시장에서 상당한 경쟁력을 갖추고 있다고 평가할 수 있을 것이다.

게이밍에서의 그래픽 성능을 가늠할 수 있는 3DMark 테스트에서, 코어 i9-12900K 프로세서의 내장 그래픽 UHD Graphics 770은 이전 세대의 UHD Graphics 750 대비 20% 가량 높은 성능을 보였다. 이는 내장 그래픽 코어의 구성 자체는 대동소이하지만 더 높아진 동작속도, 더 늘어난 LLC, 더 높은 성능의 DDR5-4800메모리가 조합되어 이러한 성능 향상을 만들어낸 것으로 볼 수 있겠다. 또한 UHD Graphics 770은 절대 성능 측면에서도 이제 엔트리급 외장 그래픽카드에 뒤지지 않는 수준에 이르러, 그래픽카드 구입이 여의치 않은 최근 상황에서 더 각별한 의미를 부여할 수 있을 것이다. 한편, 11세대 코어 프로세서의 UHD Graphics 750도 지금까지 드라이버 업데이트로 성능이 다소 높아진 만큼, 12세대 코어 프로세서 역시 드라이버 업데이트를 통한 성능 향상을 기대할 수 있을 것으로 보인다.

또한 12세대 코어 프로세서의 ‘UHD Graphics 770’은 대부분의 일상적인 PC 활용 환경에서 충분히 만족스러운 기능과 성능을 제공한다. 일상적인 PC 활용 시나리오를 반영하는 PCMark 10 테스트에서, UHD Graphics 770을 사용한 코어 i9-12900K는 이전 세대인 11900K 대비, 프로세서와 그래픽 양쪽에서의 성능 향상과 함께 전체 항목에서 제법 향상된 성능을 제공하는 것을 볼 수 있다. 또한 CrossMark 테스트에서는, 프로세서 내장 그래픽 사용시에도 세대간에 분명한 성능 차이와 함께, 프로세서 내장 그래픽과 고성능의 GeForce RTX 3090 사용 조합간의 차이가 그리 크지 않음도 확인할 수 있었다.

▲ 12세대 인텔 코어 i9-12900K 프로세서 주요 제원


인텔은 12세대 코어 프로세서에서 여느 때의 세대 교체 이상으로, 프로세서와 플랫폼, 생태계 전반에 걸쳐 새로운 ‘시대’를 위한 다양한 변화를 선보였다. 특히 ‘퍼포먼스 하이브리드’ 아카텍처를 앞세운 새로운 프로세서 구성은 새로운 운영체제와 함께, 지금 바로 누릴 수 있는 충분한 성능적 가치는 물론 앞으로의 프로세서와 PC 성능 향상에 대한 새로운 방향을 제시했다. 그리고 12세대 코어 프로세서 제품군 중 가장 고성능 제품이 될 코어 i9-12900K가 선보인 ‘퍼포먼스 하이브리드’의 성과는, 지금까지의 멀티 코어 프로세서에서 양립시키기 어려웠던 싱글 코어 성능과 멀티 코어 성능 모두에서의 가장 효과적인 극대화를 달성하며, 향후 등장할 제품들에서의 퍼포먼스 코어와 에피션트 코어의 구성 변화에 따른 세그먼트 별 ‘워크로드 최적화’ 에 대한 기대를 더욱 높인다.

물론, 이번 세대의 변화가 첫 시도임에도 상당히 성공적으로 보이지만, 약간의 아쉬운 점도 남는다. 가장 큰 아쉬움은 이전 세대에는 지원되었던 AVX-512 명령어 셋이 이번 세대에서는 공식적으로 완전히 제외되었다는 것인데, 이는 에피션트 코어의 명령어 지원 수준 제약에 따른 것으로 알려져 있으며, 궁극적으로는 하이브리드 코어 구성을 효과적으로 제어하기 위한 ‘쓰레드 디렉터’ 기술이 아직 좀 더 발전하면서 해결해야 할 부분이 될 것이다. 또한 이 하이브리드 코어 구성을 효율적으로 활용하기 위해서는 ‘윈도우 11’ 운영체제를 사용하는 것이 권장되는데, 윈도우 11 또한 출시 직후인 현재 시점에서는 안정화나 최적화 등에서 이미 충분히 검증된 윈도우 10 환경보다는 다소 불안정한 부분들이 남아 있어, 이런 문제들의 해결에는 아직 시간이 좀 더 필요할 것이다.

하지만, 12세대 코어 프로세서와 플랫폼의 등장은 새로운 운영체제와 함께 ‘차세대 PC 환경’으로의 전환을 본격화하는 강력한 계기가 될 것으로 기대된다. 12세대 코어 프로세서와 플랫폼은 프로세서의 변화 뿐 아니라, 차세대 메모리와 PCIe 버스 규격이 새로운 플랫폼을 통해 도입되면서, 최신 운영체제에서 뛰어난 사용자 경험을 보장하는 가장 확실한 선택이다. 이에, 지금까지의 윈도우 7, 10 시대를 마무리하고 윈도우 11의 시대로 넘어감에 있어, 12세대 코어 프로세서와 플랫폼은 높은 만족감을 기대할 수 있을 것이다. 지금까지 윈도우 11 업그레이드가 여의치 않은 구형 세대의 PC를 사용하고 있었다면, 이제는 새로운 PC와 플랫폼, 운영체제와 함께 새로운 ‘시대’로 전환할 때가 왔다.



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