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전송 2017-08-21 12:00
[테크닉]

새로운 HEDT CPU Intel 스카이레이크-X
주목할 점은 무엇인가

Intel은 데카코어로 많은 주목을 받았던 브로드웰-E를 잇는 새로운 HEDT CPU 코어-X시리즈를 발표했다.

이번 HEDT CPU는 i9이라는 새로운 네이밍을 가지고 출시되었으며, X299의 새로운 소켓형식을 지원한다.

코어-X 제품군은 스카이레이크-X와 카비레이크-X로 구성되었는데, 실질적으로 현재 출시된 카비레이크-X는 코어개수가 4개이며, 메모리 또한 최대 듀얼채널까지만 지원해 HEDT 제품으로 불리기엔 한계가 없지 않다.

그렇기 때문에 코어-X의 실질적 주인공 스카이레이크-X에 대해서 알아보려한다.

 

새로운 i 시리즈 i9, 최대 18개의 넉넉한 코어

기존 인텔의 HEDT 하이엔드 CPU의 모델명은 I7의 네이밍을 가지고 출시되는게 일반적이였다.

브로드웰-E의 최고 높은 CPU인 I7-6950X는 10코어 20쓰레드로 인텔의 익스트림 제품군은 발표될 때마다 코어가 2개씩 늘어 이번 스카이레이크-X의 최상위 CPU는 12코어일 것이라고 예상하는 사람들이 적지 않았다.

2017년 7월 코어-X라는 이름으로 스카이레이크-X 및 카비레이크-X를 발표했는데, i9이라는 새로운 네이밍을 가지고 출시해 전세계 컴퓨터 덕후들을 두근거리게 만들었다. 7월에 공개된 i9의 막내 i9-7900X는 10코어 20쓰레드로 전 세대의 최고 CPU였던 i7-6950X와 코어 개수가 같아 한번 더 놀라게 만들었다.

마침내 몇일 전 스카이레이크-X의 모든 CPU 스펙이 공개되었고, 이번 세대의 최종 보스 i9-7890XE는 18코어 36쓰레드로 거의 제온 수준의 괴물 CPU가 탄생되었다.

 

현재까지 공개된 코어-X 시리즈는 총 9개로 카비레이크-X인 i7-7740X와 i5-7640X를 제외하면 총 7개의 스카이레이크-X의 CPU가 공개되었다.

다만 i9-7900X 아래의 그래픽카드의 PCI 레인은 28개 이하로 44 레인을 사용하는 i9 CPU와 써야되기 때문에X299 보드에서 레인 개수 부족으로 기능 제한이 생길 수 있다.

 

스카이레이크-X의 주인공이라 할 수 있는 i9 CPU들은 총 5개로 각각 10/12/14/16/18 코어, 20/24/28/32/36의 쓰레드를 가지고 있으며 테라플롭(1초에 1조회 연산) 성능을 지녔다.

또한 새로운 AVX-512 명령어가 탑재되었는데, 기존의 AVX2 명령어보다 이론적으로 사이클 당 두 배 이상의 연산 성능을 얻을 수 있다. Turbo Boost Max Technology 3.0기능도 탑재되었는데, CPU 코어 중 프로그램에 따른 베스트 코어를 최대 2개까지 감지해 가변적으로 속도를 올리는 기능이다.

이외에도 인텔 옵테인 메모리가 정식 지원되며, 4채널 2666MHz DDR4메모리가 기본 지원된다. 14nm로 공정은 바뀌지 않았지만, 세대가 바뀐만큼 소켓또한 바뀌어 기존의 LGA 2011-v3 소켓에서 새로운 LGA 2066 소켓으로 변화됐다.

 

강력해진 Turbo Boost MAX 3.0 및 옵테인 메모리

이번 스카이레이크-X CPU에서 개선된 Intel Turbo Boost Max 3.0을 살펴보면, CPU의 코어들 중 상황에 따라 최고의 성능을 낼 수 있는 2개의 코어를 파악해 필요에 따라 가변적으로 속도를 높이는 기능으로, 모든 프로그램이 다중 CPU를 지원하면 좋지만 1개나 멀티코어만 지원을 할 경우 2개의 코어 속도를 올려 최상의 성능을 내 줄 수 있는 기능이다.

기존의 Turbo Boost는 싱글코어의 성능을 향상시켰지만 이번 Turbo Boost Max 3.0을 통해 듀얼코어를 활용해 다중코어의 약점이라 할 수 있는 싱글스레드의 능력을 한단계 높여 다중코어를 지원하지 못하는 프로그램도 높은 성능으로 실행시킬 수 있다.

 

인텔의 차세대 기술은 옵테인 메모리또한 이번 스카이레이크-X에서 지원된다. 인텔의 옵테인 메모리는 카비레이크 전용 칩셋이였던 200번대의 칩셋에서만 적용되었으며, 이번이 두번 째 적용 모델이다.

HDD를 SSD의 속도만큼 올려준다 해서 사람들에게 많은 관심을 이끌었다. 실제로 HDD의 읽기 속도 및 쓰기 속도를 올려주었지만, 초기버전인만큼 옵테인 메모리의 시스템 캐시를 초과했을때 나타나는 불안전성 및 HDD와 옵테인 메모리간의 병목현상이 일어나는 만큼 아직은 시기상조라는 말이 일반적이다.

하지만 옵테인 메모리 기술은 점점 개선되고 있으며, 좀 더 발전했을시 스카이레이크-X는 옵테인 메모리를 지원한다는 점에서 긍정적인 부분이라고 볼 수 있다. 

 

캐시구조의 변화, 약인가 독인가

스카이레이크-X는 기존의 HEDT CPU들과 캐시구조가 바뀌었는데, 기존의 브로드웰-E CPU에서는 코어당 256KB의 MLC(L2)를 탑재하고 있었는데, 이번 HEDT CPU에서는 코어당 1MB(1024KB)로 증가했다. 하지만 증가한만큼 코어에 할당되던 LLC(L3)는 2.5MB에서 1.375MB로 줄어들었다.

또한 모든 캐시가 Non-Inclusive형태로 동작하게 되어 각 계층의 캐시를 한번에 묶어 캐시 용량의 증가라는 효과를 보였지만, 그 만큼 L1/L2 캐시 보다 L3 캐시의 데이터를 많이 참조해 레이턴시가 늘어진다는 문제점을 지니고 있다.

이번 캐시 구조로 인해 스카이레이크-X의 성능에 어떤 영향을 미칠지 좀 더 검증이 필요한 부분이다.

 

새로운 구조, 매쉬 아키텍쳐(MESH ARCHITECTURE)

인텔은 Core 2세대 부터 지금까지 링버스 아키텍쳐를 사용해 왔다. 링버스 방식을 그대로 사용하면서 세대를 거듭할수록, 내장그래픽 및 코어 간 통신방식 등을 업그레이드 해왔다. 링버스 방식의 큰 단점은 구조상으로 다중코어에 불리한 면을 보이는데, 링버스 방식은 말 그대로 원형구조의 이중 순환 정보 교환 체계로 코어 수가 늘어나다 보니 이를 처리하는 모듈이 많아져 코어가 점점 비대해지는 결과를 낳았다.

결국 기존의 메인스트림에는 계속 링버스 아키텍쳐를 유지함과 동시에 HEDT CPU에는 매쉬 아키텍쳐를 적용해 많은 코어와 쓰레드 구조에 적합하게 변화했다.

 


▲ 링 버스 구조

링버스 구조는 일차선 도로라고 생각하면 쉽다. 어떤 데이터를 전달하기 위해서는 1차선 도로를 지나가야되며 지름길은 없는 구조로 코어 수가 많아질 수록 지연시간이 길어진다는 단점이 있다. 또한 이를 처리해야되는 모듈의 개수도 늘어나 CPU의 크기가 커질 뿐만 아니라 프로그래밍 또한 복잡해진다.

그로 인해 일부 제온프로세서에 사용되던 매쉬 구조를 이번 스카이레이크-X에 적용하게 되었다.

 

매쉬(Mesh)는 '그물망'이라는 뜻을 가지고 있다. 기존의 순차적 양방향 구조에서 벗어나 코어 및 캐쉬, 모듈 사이를 꼼꼼히 연결되어 있다. 이로 인해 코어간에 응답속도가 빨라졌으며, 낮은 클럭에서도 높은 대역폭을 얻을 수 있다.

이로 인해 Intel은 CPU 속에 더 많은 코어를 탑재할 수 있게 되었으며, 기존의 링버스 구조 보다 다중 코어 설계 난이도가 낮아져 앞으로 더 코어 개수가 많은 CPU가 나올 가능성이 높아졌다.

 

인텔 스카이레이크 - X, 이젠 단순히 전문가용이 아니다.


기존의 HEDT CPU들은 소위 전문가들이 쓰는 고성능 CPU로 인식이 있었다. 이번 스카이레이크-X CPU를 통하여 2코어와 4코어로 정리해논 CPU시장에서 이제는 전문가들이 아니라도, 일반 소비자들에게 HEDT CPU의 인식변화를 위해 노력하는 모습이 보인다.

또한 기존의 10코어 CPU였던 i7-6950X가 200만원대 였던 것을 생각해보면, 같은 코어 개수를 가진 i9-7900X의 999달러라는 가격은 데카코어 이상의 HEDT CPU를 일반 소비자들이 입문하기에 진입장벽이 낮아져 긍정적으로 평가된다.

기존의 아키텍쳐에서 새롭게 바뀐 매쉬 아키텍쳐와 캐시 구조의 변화를 통해 태어난 코어-X 시리즈는 최대 18개의 코어로 멀티태스킹을 필요로 하는 사용자들에게 좋은 선택이 될 것이다.

  태그(Tag)  : 스카이레이크-X, 인텔, X299
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  강원영 기자 / 필명 레이첼 / 레이첼님에게 문의하기 kwyoung96@bodnara.co.kr
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2014년부터 어려운 이야기를 쉽게 하는 것으로 편집방침을 바꿉니다.
heaye / 17-08-22 8:01/ 자국/ 신고/ 이댓글에댓글달기
메쉬아키텍쳐가 설계난이도는 더 높을텐데?
die size도 더 커지고, 제조비용도 더 늘어나고.
링버스대신 메쉬를 택한 이유는, 28코어까지 단일NUMA로 지원하기위해서 아니던가?

사상빨간사춘기 / 2017-08-22 9:56/ 자국/ 신고/
지적 감사합니다. 본문에서 의도한 말은 멀티 코어 확장성에 대한 설계 난이도로 글을 썼는데 의도가 달리 해석될 수 있어서 수정하였습니다.
heaye / 17-08-31 14:57/ 자국/ 신고/ 이댓글에댓글달기
링버스도 뛰어난 성능인데,
세대가 바뀐 이넘은 더 대단할거 같습니다. ㄷㄷ
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