떴다! 22nm 3세대 코어 프로세서 아이비브릿지 1부

2012년은 변화가 주도하는 분위기다. 특히 공정 전환에 대한 이슈가 크다. 그래픽 프로세서 업계는 이미 40

2012년은 변화가 주도하는 분위기다. 특히 공정 전환에 대한 이슈가 크다. 그래픽 프로세서 업계는 이미 40nm에서 28nm로의 전환을 마치고 제품이 속속 모습을 드러내고 있으며 모바일 AP 업계 역시 미세공정으로 전환하면서 분위기를 이끌고 있는 상황이다. PC에 장착되는 프로세서도 이런 분위기를 피할 수 없었고 지난해부터 미세공정이 적용된 차세대 프로세서에 대한 루머가 끊이지 않았다. 그리고 5월을 앞두고 베일에 가려졌던 인텔의 차세대 미세공정 프로세서가 모습을 드러냈다.

우리에게 흔히 아이비브릿지(Ivy Bridge)로 알려진 3세대 코어 프로세서가 오랜 기다림 끝에 공식 발표되면서 우리 앞에 나타났다. 인텔이 새로 개발한 22nm 기반의 3D Tri-Gate 미세공정 기술이 적용되면서 기존 샌디브릿지(Sandy Bridge) 대비 낮은 발열과 전력소모, 성능 향상에 많은 기대를 가져왔던 것이 사실이다.

한편, 인텔의 틱-톡(Tick-Tock) 전략에 따르면 3세대 코어 프로세서는 틱에 속하는 제품이다. 톡은 아키텍처의 변화를 틱은 공정의 변화를 뜻한다.

사진에 대해 굳이 설명하자면, 2009년에 코어 마이크로 아키텍처에서 새로 개발된 네할렘(Nehalem) 아키텍처가 적용된 1세대 코어 프로세서는 톡이다. 그 다음해인 2010년에 출시된 웨스트미어(Westmere)는 32nm가 적용되면서 코어가 늘었지만 네할렘 아키텍처를 그대로 적용해 틱이 된다. 당연히 아키텍처가 변화한 샌디브릿지는 톡이고 그 다음인 아이비브릿지는 틱으로 분류된다.

22nm 미세공정이 적용된 아이비브릿지. 당연한 얘기겠지만 동일한 아키텍처에서 공정이 미세해지면 장점이 발생한다. 누설 전류가 줄어들면서 전력 소모량이 감소하고 발열 또한 적어지는 것이다. 게다가 3D Tri-Gate 기술은 트랜지스터 수요 전력이 32nm의 절반 수준이라고 하니 아이비브릿지가 샌디브릿지 대비 성능 향상에 대한 잠재력은 높다고 할 수 있다.

때문에 아이비브릿지는 샌디브릿지 대비 개선된 기능이 여럿 있다. 우선 PCI-Express 3.0을 공식 지원하게 됐다. 이건 공정의 문제라고 볼 수 없지만 이전 프로세서 대비 새로 추가된 사항이다. 이 외에 SATA 6Gbps를 공식 지원하고 Native USB 3.0이나 내장 그래픽의 성능 향상 등 미세공정이 적용되면서 추가되거나 개선된 사항이 많다.

샌디브릿지와 마찬가지로 아이비브릿지 역시 코어 프로세서의 이름을 달고 시장에 출시되는데 우선 데스크톱에서는 코어 i5와 코어 i7가 각각 2~3개가 포진할 예정이다. 뛰어난 성능을 보일 3세대 코어 i7은 3770과 3770K 두 제품이 출시되고 가격대 성능이 좋을 것으로 예상되는 3세대 코어 i5 프로세서는 3450, 3550, 3570K 세 제품이 출시 준비 중이다. 저전력 프로세서도 출시되지만 조립 PC 시장에서는 논외로 하자.

그 중에서 시장에 많은 판매가 이뤄질 것으로 보이는 프로세서는 단연 중급형, 3세대 코어 i5 3550 프로세서가 주력이 될 전망이다. 2세대 코어 i5 2500 프로세서를 대체할 예정인 이 제품은 앞서 언급했듯이 가격대 성능을 무기로 인기몰이 할 것으로 전망된다. 아이비브릿지, 3세대 코어 i5 3550 프로세서의 가능성을 점쳐보자.

▲ 샌디브릿지에서 아이비브릿지로 달라진 점은?

샌디브릿지 출시가 1년 가량 흐른 시점에 출시되는 아이비브릿지. 인텔은 1년 주기로 꾸준히 신제품을 선보이고 있으며 앞서 언급했듯이 틱-톡 전략에 따라 움직이고 있다. 그렇다면 아이비브릿지가 샌디브릿지와 비교해 무엇이 다른걸까?

우선 큰 틀에서 보자면 공정의 차이다. 32nm에서 22nm로 변하면서 전력 소모나 발열 등에 이점을 갖게 됐다는 점이다. 인텔의 자료에 따르면, 22nm가 적용되면서 트랜지스터의 수요 전력이 32nm의 절반 수준으로 낮아졌다. 이는 아이비브릿지의 열 설계 전력(TDP)가 77W로 95W인 샌디브릿지보다 20% 정도 낮아진 이유이기도 하다.

프로세서가 제공하는 기능에도 변화가 있었다. 인텔 익스트림 메모리 프로파일이 1.2에서 1.3으로 업그레이드 되면서 오버클럭 환경에 적극적으로 대응 가능하다. PCI-Express도 3.0을 공식 지원하는데, 이는 샌디브릿지-E에 이어 두 번째로 지포스 GTX 680이나 라데온 HD 7000 시리즈와 제대로 호흡을 맞출 수 있게 된 것이다. USB 3.0과 SATA 6Gbps도 프로세서 내장 컨트롤러 자체에서 제대로 쓸 수 있다는 점도 눈여겨 볼 부분이다.

이 외에도 오버클러킹에 대한 부분에서 DDR 배수/주파수(Ratio/Frequency) 설정이 최대 2,133MHz에서 최대 2,667MHz로 늘었고 DDR 입상 단계(Granularity Step)도 266MHz만 되던 것이 200/266MHz을 지원하게 된다. 코어 배수 설정(Core Ratio)도 100MHz 스텝 기준으로 최대 63까지 지원한다. 59까지 지원하는 샌디브릿지보다 높다. 이는 오버클럭 헤드룸이 샌디브릿지 보다 높다는 것을 말한다.

내장 그래픽도 바꿨다. 2세대 코어 프로세서는 제품에 따라 HD Graphics 2000, 3000을 썼지만 이번에 와서는 성능이 더 개선된 HD Graphics HD 2500, 4000을 쓴다. 코어 수가 늘었고 작동 속도 또한 빨라졌다. 이 외에도 메인보드 출력 기능에 따라 최대 3개의 모니터를 연결해 쓸 수 있다는 점과 울트라북이나 몇몇 노트북에 쓰인 무선 디스플레이 기술 와이다이(WiDi)도 지원한다.

아이비브릿지 3세대 코어 프로세서의 라인업. 자세히 보면 꽤 다양한 기능이 제공된다.

부가적으로는 메인보드 칩셋에서 울트라북이 지원하는 특별한 기능들도 쓸 수 있다. 인텔 Rapid Start, Smart Response, Smart Connect 등이 대표적인 기술인데, Rapid Start 기술은 5~7초 이내에 절전모드에서 운영체제 전환을 가능하게 해준다. SSD를 쓰거나 7 시리즈 일부 메인보드에 장착되는 m-SATA 포트에 SSD를 연결하면 쓸 수 있다.

Smart Response 기술은 SSD를 캐시로 활용해 자주 쓰는 애플리케이션의 실행 속도를 높여준다. 자주 쓰는 애플리케이션 위주로 실행되기 때문에 복잡한 작업이나 게임을 즐기는 사람에게 유용한 기술이라 하겠다. Smart Connect는 절전모드 상태에서도 PC가 알아서 업데이트에 필요한 자료를 내려받아 불필요한 작업을 하지 않도록 하는 기술이다. 효율성이 증가하기 때문에 작업에 민감한 사용자에게 안성맞춤이 될 듯 하다.

주요 기술 뿐 아니라, 보안에도 신경 쓴 흔적이 보인다. 역시 울트라북에 쓰였던 기술인데 Identify Protection이나 Anti-Theft, Small Business Advantage 등 고급 기능이 추가된다. 이들은 대부분 3세대 코어 프로세서에 와서 새로 추가되거나 개선된 것들이다.

3세대 코어 프로세서는 2세대 프로세서를 대체하면서 시장을 이끌 예정이다. 우선 시장에는 상위 제품은 코어 i7, 퍼포먼스급인 코어 i5를 포함해 5종 가량이 출시된다. 코어 i7은 높은 작동 속도에 가상 스레드 처리 기술인 하이퍼스레딩(Hyper-Threading) 기술이 더해지면서 게임이나 다양한 작업 등에서 만족감을 느낄 수 있다. 그러나 실질적인 측면을 고려한다면 퍼포먼스급 프로세서를 선택하고 잔여 비용으로 SSD 같은 것에 투자하는 것이 나을 수 있다.

퍼포먼스급 프로세서로는 코어 i5 3550이 있다. 작동 속도나 스마트 캐시 용량은 차이가 없지만 낮은 전력 소모와 PCI-Express 3.0, 새로 추가된 기술 등 차별화를 통해 2세대 코어 i5 2500 시리즈를 대체할 것이다.

쿼드코어인 코어 i5 3550 프로세서는 작동 속도 3.3GHz, 배수는 33으로 설정돼 있다. 6MB 용량의 스마트 캐시를 얹었고 코어 i7과는 달리 하이퍼스레딩 기술은 포함되지 않는다. 때문에 4코어 4스레드 처리를 지원한다. DMI는 5GT/s로 여기까지 2세대 코어 i5 2500과 차이는 없어 보인다. 그러나 공정이 32nm에서 22nm로 바뀌면서 95W TDP는 77W로 줄어 효율적인 제품으로 거듭났다.

메모리 지원은 더 강화돼 코어 i5 3550 프로세서는 DDR3 1,333/1,600MHz를 지원한다. 빠른 메모리를 지원하기 때문에 메모리 대역폭도 25.6GB/s로 이전 제품대비 20% 가까이 증가했다. 메모리를 빠르게 주고 받기 때문에 성능 향상도 기대할 수 있다.

▲ 3세대 코어 i5 3550 프로세서의 성능은?


퍼포먼스급 프로세서의 실력? 물론 이전 세대의 동급 CPU보다 떨어지는 성능을 가지고 나오지는 않았을 것이다. 그렇다면 어느정도의 성능을 품고 나타났을지 궁금하다. 간단한 테스트를 통해 실력을 가늠해보자. 당연히 비교 제품으로 2세대 코어 i5 2500 프로세서가 빠질 수 없다.

PCMark 7 총 점수

2세대 코어 i5 2500, 3세대 코어 i5 3550. 작동 속도부터 캐시 용량 등 대부분 동일하기 때문에 테스트는 결국 아키텍처의 변화가 어느정도인지 가늠하는 척도가 될 가능성이 높다. 성능에 영향을 주는 부분에서 굳이 차이점을 찾는다면 내장 그래픽 정도. HD Graphics 2000 이냐 2500 이냐의 차이 뿐이다. 여기서는 순수하게 CPU 성능에 초점을 맞추기 위해 그래픽 프로세서는 별도로 장착하지 않았다.

결과적으로는 3세대 코어 i5 3550 프로세서가 약 10% 정도 앞서는 모습이다. 테스트에 따라 편차는 있었지만 평균을 가산하면 10% 가량의 차이다. 테스트는 3회 반복 실시해 평균을 나눴다. 매번 제품이 출시될 때마다 약 10~15% 가량의 성능 향상이 최소한 보장된 점을 보면 어느정도 수긍이 가는 수준이라고 볼 수 있겠다.

PCMark Vantage 테스트에서는 약 100여 점 차이로 두 프로세서간 성능에 큰 차이가 없는 오차범위 내에 있다. PCMark 7 테스트 결과에 비춰보면 다소 의아한 부분이기는 하지만 결과적으로 속도나 캐시가 같고 그래픽 코어의 차이만 있어 그에 따른 결과라고 볼 수도 있다.

온라인 게임 아이온(AION)의 프레임 성능을 알아봤다. 테스트를 위해 지포스 GTX 560 그래픽카드를 장착해 진행했다. 테스트는 게임 내에 용계라는 곳에 위치한 거점에서 고정 시점으로 30분간 변화를 지켜봤으며, 그 시간 내의 평균 프레임을 측정했다. 온라인 게임 특성상 접속 환경에 따라 차이가 발생할 수 있다는 점 염두에 두자. 게임 접속은 접속자가 가장 많은 휴일 오후 시간대로 정해 최대한 혹독한 환경을 만들었다.

테스트 결과, 3세대 코어 i5 3550 프로세서가 약 42 프레임으로 40 프레임을 기록한 2세대 코어 i5 2500 프로세서보다 조금 빠른 것으로 나타났다. 이는 평균치로 최대와 최소 프레임은 약 10% 가량 차이나는 때도 있었다. 많은 데이터 처리 환경에서는 조금 더 빠른 메모리와 호흡을 맞추는 3세대 코어 프로세서가 조금 더 유리할 가능성이 높다.

3세대 프로세서는 22nm 공정을 통해 전력 소모를 낮췄다. 이번에는 전력 소모 환경에 대해 테스트를 해봤다. 전원을 인가한 다음, 아무것도 하지 않은 상태인 유휴 상태와 CPU에 부하를 주는 프라임 유틸을 가지고 풀로드 상태를 만들어 각각 테스트 했다. 이 때, 그래픽카드는 제거한 상태로 최대한 CPU에 초점을 맞췄음을 알린다.

테스트 결과는 긍정적이다. 3세대 코어 프로세서가 2세대 대비 10% 가량 낮은 전력 소모를 보인 것. 풀로드 테스트에서는 20% 이상 차이가 벌어지는 모습도 보였다. 동일한 작동 속도를 가진 두 프로세서는 결국 와트당 성능비에서 희비가 갈리게 됐다.

▲ 성능과 저전력... 2012년 트렌드 잘 보여주는 차세대 프로세서

3세대 코어 i5 3550 프로세서, 린필드(코어 i5 750)와 샌디브릿지(코어 i5 2500)에 이은 차세대 퍼포먼스급 프로세서로 충분한 성능과 기능을 제공한다. 세대를 거듭하면서 추가되는 기능은 국내에서 100% 활용은 어렵지만 차차 분위기가 형성되고 있으며 빠른 시일 내로 사용 가능할 것으로 예상된다.

이번 제품에서 주목해야 할 부분은 바로, 와트당 성능비에 있다. 성능은 이전 세대 동급 프로세서 대비 향상되면서도 전력 소모가 오히려 줄었기 때문이다. 22nm 미세공정 적용으로 인해 사용자들이 몸으로 직접 체감할 수 있는 부분이 크게 개선됐다는 점은 긍정적으로 평가될 사항이다.

국내는 일정 사용량을 초과하면 요금 가산이 되는 누진세라는 개념이 있어 상대적으로 전력 소모에 대한 관심이 큰 편이다. 물론 개의치 않는 사람도 있겠으나 단 1kW 차이로 누진세 적용률이 달라지기에 신중히 따지는 분위기가 점차 확산되고 있다. 이 같은 상황에서 미세 공정이 적용된 신제품은 반가울 따름이다. 그래픽카드도 이와 같은 분위기가 이어질 전망이다.

성능과 전력, 상충할 수 없을 것 같던 두 요소를 잘 버무려 낸 차세대 코어 프로세서 아이비브릿지. 최근 트렌드를 잘 대변하는 것 외에 시장을 이끌 힘까지 갖춘 제품임에는 틀림 없다. 이번 제품은 계속 업그레이드를 미뤄왔던 소비자에게 어느정도 어필이 될 것으로 예상되고 PC를 새로 갖추려는 소비자에게는 매력적인 라인업이다.