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전송 2018-09-10 13:00
[테크닉]

인텔 메인스트림 CPU 8코어 시대 임박
하이엔드 데스크탑 PC가 필요한 이유는?

조만간 인텔이 메인스트림 8코어 프로세서가 포함된 9000 시리즈 제품을 출시한다

인텔의 길었던 메인스트림 쿼드 코어 CPU 시절이 끝나고 지난해 6코어 커피레이크 프로세서를 출시한 지 일 년 만에 8코어 프로세서가 출시되는 것이다. 메인스트림 사용자로서는 이렇게 급격한 변화를 받아들이기 힘들 수 있고, 슬슬 하이엔드 데스크탑 CPU 무용론도 이야기될 분위기다.

상황이 이렇게 되면 일반 소비자 입장에서는 메인스트림 사용자 대응을 위한 CPU와 하이엔드 데스크탑인 스카이레이크 X 간에 무슨 차이가 있는지 의문을 가질 수 있고, 8코어 모델은 7세대 카비 레이크와 8세대 커피 레이크를 거쳐 9세대에 해당하므로 하이엔드 데스크탑(HEDT, High-End DeskTop) CPU 보다 오히려 더 좋은거 아니냐고 생각하기 쉽다. 게다가 메인보드 가격도 메인스트림쪽이 훨씬 싸다.

 

단순히 눈에 보이는 것만 본다면 충분히 그렇게 판단할 수 있다. 하지만 실제 시스템 성능은 CPU 코어와 클럭으로만 정해지지 않는다. 대표적으로 보드나라에서 자주 이야기했던 CPU와 그래픽 카드의 성능 균형을 들 수 있는데, CPU와 그래픽 카드의 성능이 불균형하면 기대했던 수준의 게임 성능을 발휘하지 못하게 된다.

그렇다면 메인스트림 CPU의 코어가 확대되면서 하이엔드 데스크탑의 엔트리급 모델과 겹치는 상황까지 오게된 지금, 하이엔드 데스크탑 CPU는 어떤 사용자들에게 의미가 있을까? 하이엔드 데스크탑은 메인스트림 데스크탑에 비해 어떤 메리트를 제공할 수 있을까?

 

코어만 많지 않다, 효율 높이기 위한 새로운 아키텍처와 명령어 지원

하이엔드 데스크탑 CPU가 다수의 코어를 앞세우고 있지만, 컨텐츠를 '소비'하는 일반 메인스트림 사용자 입장에서는 돈 낭비에 가까운 제품이다.

일단 운영체제와 응용 프로그램이 제대로 지원해줘야 하는데, 지난 10여년 간 최대 4코어 8스레드 구성이 메인스트림 시스템의 기본 구성이다 보니 그 이상의 코어를 갖춘 하이엔드 데스크탑 CPU의 성능을 체감하기 쉽지 않다. 

 

한 가지 예를 들자면 CPU뿐 아니라 그래픽 카드의 성능도 영향을 받는 게임에서 이러한 성향이 두드러지는데, CPU 가격만 200만원이 넘는 코어 i9-7980XE 의 게임 성능은 40만원 수준의 코어 i7-8700K에 비해 특별히 낫다고 보기 어렵고, 기껏해야 비슷한 수준에서 그친다.

 

반면 CPU의 멀티 스레드 성능을 제대로 쓸 수 있는 CG 렌더링이나 사운드 믹싱, 시뮬레이션, 과학 분석 등 다량의 데이터 처리가 필요하고 멀티 스레드 지원이 충분히 이뤄진 응용 프로그램에서는 확실히 뛰어난 성능을 체감할 수 있다.

 

당초 하이엔드 데스크탑 CPU는 이러한 '작업용' CPU로 기획된 만큼 갈수록 코어가 늘어나면서 메인스트림 CPU에서 적용된 링버스 대신 메쉬 아키텍처를 채택했다. 코어가 늘어나면 링버스 구조에서는 다수의 링버스 구조 결합 때문에 레이턴시가 길어지고 구조가 복잡해 지는데, 코어 X(스카이레이크 X) 시리즈에 도입된 메쉬 구조는 이러한 문제에 쉽게 대응할 수 있는데다 레이턴시 향상, 캐시 정책 변경을 통해 효율을 높인 것이 특징이다.

 

인텔 코어 X 같은 하이엔드 데스크탑 CPU는 메인스트림과 달리 전문화된 명령어를 지원한다. 예를 들자면 제온과 제온 파이에 추가된 AVX512 명령어를 들 수 있다. AVX512는 SIMD(Single Instruction Multiple Data) 명령어의 일종으로, 명령어 하나로 다수의 자료를 처리해 효율을 높여준다.

코어 X에서 지원하는 AVX512는 메인스트림 CPU에서 지원되는 AVX2 대비 사이클 당 처리 성능이 두 배 향상되었고, 전력 및 클럭당 성능 역시 대폭 개선되어, 부동소수점 집약적인 과학 시뮬레이션, 금융 분석, 인공 지능(AI) 딥 러닝, 3D 모델링 및 분석, 이미지 및 오디오/비디오 프로세싱, 암호화, 데이터 압축 등의 워크로드 성능을 가속화한다.

단지, 이렇게 다수의 코어와 추가 명령어셋을 통해 CPU 자체의 처리 능력이 높아짐에 따라 성능을 뒷받침하기 위한 플랫폼 차원의 지원이 필요하지만, 그만큼 메인스트림 플랫폼과 차별화된 기능을 제공한다.

 

늘어난 코어에 맞춘 쿼드 채널 메모리로 효율 최대로

2008년 발표된 미국 Sandia 국가 실험실의 연구 결과에 따르면, CPU 코어수가 늘어날수록 성능이 떨어지는 원인은 메모리 대역폭의 향상이 코어 수의 증가를 따라가지 못하기 때문인 것으로 분석됐다. 여기서 일반적인 아키텍처 환경에서는 8코어까지는 성능이 높아지거나 비슷한 수준을 유지하지만, 그 이상일의 코어에서는 급격히 하락하는 것으로 조사되었다.

인텔은 이러한 문제를 해결하기 위해 본격적인 첫 하이엔드 데스크탑 CPU인 블룸필드에서 트리플 채널 메모리를 지원했으며, 그 다음 세대인 샌디브릿지-E 부터는 쿼드 채널 메모리를 지원해왔다.

 

코어 X 전 세대 HEDT CPU인 브로드웰-E의 10코어 20스레드 모델인 코어 i7-6950X 듀얼 채널과 쿼드 채널의 성능을 비교해봤다. 게임처럼 메모리 성능 의존도가 높지 않은 작업에서는 성능 차이가 거의 없지만, 트랜스코딩이나 대량의 데이터 분석 및 변환 과정같이 높은 메모리 성능이 요구되는 작업에서는 상당한 차이를 보여준다.

인공지능과 머신 러닝, 빅 데이터, 자율 주행 자동차, 드론처럼 대용량의 데이터 처리가 필요한 작업 환경에서 하이엔드 데스크탑 CPU가 요구되는 이유는, 이처럼 메인스트림과 비교 불가능한 다수의 코어/ 스레드를 갖춘 동시에 쿼드 채널 메모리로 대량의 데이터 처리에 유연한 환경을 제공하기 때문이다.

 

한편, 인텔은 스카이레이크-X 기반의 코어 X 시리즈까지 쿼드 채널 메모리를 지원하지만 올 하반기 최대 28코어를 갖춘 '코어 A' 시리즈에서는 헥사(6) 채널 메모리를 지원할 것으로 알려졌다. 그에 비해 메인스트림 CPU가 트리플 채널이나 쿼드 채널을 지원하리란 소식은 들리지 않고 있다.

그에 따라 코어 X의 뒤를 이어 등장할 코어 A  시리즈는 인공 지능이나 자율 주행 자동차의 사물 인식, 과학 분야의 시뮬레이션과 기상 관측 등 수많은 테스트 결과와 관측-수집 자료의 비교 분석이 필요한 작업에서 메인스트림 보다 훨씬 뛰어난 성능이 기대되며, AVX512나 코어 A 시리즈에 추가될 것으로 예상되는 인공지능/ 딥러닝 대응 VNNI 명령어 활용에도 대응할 수 있을 것으로 예상된다.

 

더욱 많은 PCIe Lane으로 코프로세서 활용도 업

하이엔드 데스크탑 CPU가 아무리 발전했다 해도 범용 프로세서인 만큼 작업별 성능은 천차만별이고, 부족한 성능을 개선하기 위해 등장한 것이 AVX512같은 SIMD 명령어나 코프로세서를 들 수 있다.

메인스트림 사용자에게는 특별히 별도의 코프로세서가 필요없을 정도로 CPU가 발전했지만, 하이엔드 데스크탑 CPU는 그보다 훨씬 많은 대량의 데이터 흐름과 연관된 만큼 작업에 따라 코프로세서가 요구되기도 한다.

 

대표적으로 그래픽 카드를 이용한 GPGPU 개념을 들 수 있는데, 이 분야에서는 NVIDIA가 시장을 확고히 하고 있으며, 인텔도 제온파이라는 제품명으로 다수의 코어를 제공하는 확장카드형 코프로세서를 출시 중으로, 이들을 쓰면 인공 지능 추론과 이미지 인식 등 보다 높은 연산 능력이 필요한 전문작업에서 성능을 끌어올릴 수 있다.

최신 코프로세서는 거의 대부분 그래픽 카드같은 확장카드 방식으로 설계되었기 때문에 메인보드의 PCIe x16 슬롯에 연결해 사용한다. 메인스트림 CPU를 꽂을 수 있는 메인보드는 보통 많아야 세 개의 PCIe x16 슬롯이 제공되고, 이 경우에도 CPU의 PCIe Lane 제한 때문에 실제 속도는 PCIe x8 + x4 + x4로 떨어져 제성능을 내기 어렵다.

반면, 코어 X 시리즈 CPU는 최대 44Lane이 제공되므로 x8 *4 구성이 가능하고, CPU 자체의 성능과 쿼드 채널 메모리 대역폭을 기반으로 코프로세서의 성능을 보다 효과적으로 끌어올려 작업 효율을 높일 수 있고, X299 칩셋 혹은 PCIe 스위치를 추가해 PCIe x16 슬롯만 7개에 달하는 워크스테이션 메인보드도 쉽게 접할 수 있다.

 

빅데이터 대응을 위한 VROC와 다수의 SATA 포트 지원

코어 X 시리즈의 또 다른 특징이라면 VROC(Virtual Raid On CPU)를 꼽을 수 있다. CPU의 PCIe Lane에 직접 NVMe SSD를 연결해 RAID를 구성, 스토리지 성능을 극대화하는 기술로, 비행기나 자동차의 풍동 실험처럼 실시간으로 쏟아지는 대용량 데이터의 기록과 이후 분석 및 개량, 머신 러닝과 인공 지능등 대용량 데이터 처리가 필요한 환경에서 유리하다.

메인스트림 플랫폼의 스토리지는 메인보드 칩셋을 거치기 때문에 일정 수준의 성능 하락을 피할 수 없었고, CPU에 직접 연결한다 해도 RAID 구성은 지원하지 않기 때문에 대규모 데이터 처리가 필요한 작업에서 인텔 코어 X 같은 하이엔드 데스크탑 플랫폼이 필요하다.

 

한편, 이러한 대량의 데이터는 전/ 후 비교를 통한 교차 검증이나 새로운 서비스 개발, 차후 프로젝트 등을 위한 참고 등의 목적으로 보관하게 되는데, 자율 주행 자동차 한 대가 하루에 4TB에 달하는 데이터를 만들어낸다는 인텔의 발표가 있다. 그게 아니라도 2025년에는 전세계 데이터 규모가 현재의 10배에 달할 것이란 IDC의 전망도 있다.

그만큼 쓰레기 정보도 많아지겠지만, '빅데이터' 개념의 등장으로 기존에 불필요한 데이터로 취급되어 버려진 것들도 이제는 다른 관점에서 활용 여부를 따지는 시대고, 넘치는 데이터 중 실제 쓸만한 데이터를 가려내기 전에 우선 보관해둘 필요가 있다.

하드디스크가 대용량화되고 클라우드 서비스가 확대되면서 개인은 다수의 하드디스크를 쓸 필요성이 크지 않지만, 결과적으로 컨텐츠 생산을 위한 시스템이 필요한 사용자에게는 갈수록 더 많은 저장소가 필요하므로, 메인스트림 플랫폼보다 더 많은 SATA 포트가 제공되는 인텔 코어 X 같은 하이엔드 데스크탑 플랫폼이 적합하다.

 

프로슈머 이상 사용자를 위한 HEDT CPU, 그에 맞는 플랫폼 설계

프로슈머(prosumer). 전문가(Producer) 혹은 전문가(Professional)와 소비자(Consumer)가 결합된 신조어다.

컨텐츠 소비자에 가까운 메인스트림 계층과 다르게 그들이 필요로하는, 혹은 전파를 원하는 컨텐츠 생산을 병행하는 이들은 전체적인 시스템 성능이 강화되면서, 메인스트림 시스템으로도 가능해졌다.

이는 인텔이 6코어 커피레이크 프로세서를 발표하며, 하이엔드 데스크탑 플랫폼에서 이야기하던 메가태스킹 개념을 끌어온 것으로 상징되며, 10월에 8코어 모델이 등장하면 메인스트림 플랫폼의 메가태스킹 능력은 더욱 강화될 것이다.

 

하지만 강화된 하드웨어에 맞춰 그만큼의 성능을 필요로하는 VR, 4K, 인공 지능, 빅 데이터, 드론 및 자율주행 자동차등 새로운 영역이 개척되는 한편 기존 카테고리의 컨텐츠 역시 요구사양이 강화되면서, 단순히 많아진 코어만으로 이들 작업에 대응하는데 한계가 있기 마련이다.

때문에 메인스트림으로는 부족하고, 서버용은 부담되는 프로슈머 이상 사용자를 겨냥해 등장한 것이 인텔 코어 X와 같은 하이엔드 데스크탑 플랫폼이며, 대표적인 차이로 2000년 초 도입된 듀얼 채널 메모리가 유지되는 메인스트림 플랫폼과 달리 하이엔드 데스크탑 플랫폼은 트리플 채널을 거쳐 쿼드 채널 메모리를 지원하는 것을 들 수 있다.

여기에 AVX512와 VNNI처럼 IT 업계의 최신 트랜드에 맞춘 명령어 셋 지원, 플랫폼 확장을 위한 다수의 PCIe Lane과 스토리지 가속을 위한 VROC처럼 메인스트림과 차별화된 기능을 제공한다.

 

메인스트림 플랫폼도 8코어까지 확대된 만큼 다음 세대 쯤에는 트리플 채널 메모리 지원 가능성을 점쳐볼 수 있겠지만, 컨텐츠 소비자에 초점을 맞춘 메인스트림 플랫폼 특성상 HEDT 플랫폼과의 차이는 명확할 수 밖에 없다.

최근 알려진 것으로는 4분기 출시 예정인 새로운 하이엔드 데스크탑 CPU 코어 A 시리즈는 서버 플랫폼 수준의 헥사 채널 메모리 구성과 최대 28코어를 지원할 것으로 알려져, 메인스트림 플랫폼과의 차이를 더욱 벌리고 있다.

단순한 컨텐츠 소모용 단말 보다 무언가 더욱 의미있는 컨텐츠 생산을 위한 '도구' 용도의 PC가 필요하다면, 하이엔드 데스크탑이 훌륭한 도구가 되어줄 것이다.

  태그(Tag)  : 인텔, CPU, 인텔 코어 X 시리즈
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  이상호 기자 / 필명 이오니카 / 이오니카님에게 문의하기 ghostlee@bodnara.co.kr
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기자의 시각이 항상 옳은것은 아닙니다. 나머지는 여러분들이 채워 주십시요.

2014년부터 어려운 이야기를 쉽게 하는 것으로 편집방침을 바꿉니다.
heaye / 18-09-10 16:57/ 자국/ 신고/ 이댓글에댓글달기
대한민국에, 이걸 쓸만한 업무를 해야하는 사람이,
과연 몇명이나 될까. ㄷㄷ
heaye / 18-09-10 18:58/ 자국/ 신고/ 이댓글에댓글달기
암빠기자에게는 그냥 레이븐릿지 정도만 사줘도 충분.

heaye / 18-09-10 21:12/ 자국/ 신고/ 이댓글에댓글달기
대학입문 프로그래밍은.. 작업이라 할만한거 없어요.
그린데이 / 18-09-11 16:35/ 자국/ 신고/ 이댓글에댓글달기
쓰레기 시피유 아버님 댁에 i9 놔드려야겠어요 ㅋㅋㅋ

허접프로그래머 valkyrie님의 미디어로그 가기  / 18-09-11 18:34/ 자국/ 신고/ 이댓글에댓글달기
모님의 좁은 안목에 무릎을 탁 칩니다...

컴퓨터로 밥벌이하는 사람 치고 고성능 프로세서가 필요없는 사람이 얼마나 될까요?
동영상 편집, 음악 편집, 프로그래밍, 데이터베이스, 설계 등등...
대학입문 프로그래밍과 똑같은 프로그래밍 툴을 써도 수만줄, 수십만줄 코딩하는 프로그래머들은 이런 프로세서 쓰고 싶어요. 회사에서 안사줄 뿐이지.
jhgf / 18-09-11 19:32/ 자국/ 신고/ 이댓글에댓글달기
무식한 관심종자 또 왔네~~

프리스트 rubychan님의 미디어로그 가기  / 18-09-17 11:16/ 자국/ 신고/ 이댓글에댓글달기
자기 수준에 맞는 시스템 구성을
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