8세대 코어 프로세서, 코드명 커피레이크(Coffee Lake)가 PC 시장에 본격적으로 출시되면서 컴퓨팅 환경에 새로운 기류가 형성되고 있다. 기존 세대 동급 프로세서와 비교하면 단순히 물리 코어의 수가 증가한 것처럼 보일 수 있지만 그 속에는 다수의 의미를 내포하고 있기 때문이다. 그만큼 우리가 활용하고 있는 애플리케이션이 한정적인 것이 아니라 다양해지고 있음을 방증하는 부분이기도 하다.

과거 애플리케이션은 하나의 코어에 의존하는 구조였다. 때문에 다중코어 프로세서라도 제 역할을 하지 못했다. 예로 쿼드코어 프로세서라면 4개의 명령어 흐름(쓰레드)을 동시에 처리할 수 있지만 과거 애플리케이션은 1개의 명령어 흐름에 의존하기 때문에 3개의 코어는 아무런 작동을 하지 않는 상태가 된다. 단일 작업을 주로 하는 PC 사용자는 듀얼이나 쿼드코어 프로세서를 써도 무의미했다.

▲ 최대 6코어 구성을 도입한 커피레이크는 공개와 함께 시장에 큰 파장을 불러왔다

결국 단일 처리 구조에 의존하기 때문에 프로세서는 속도 경쟁에 의존할 수 밖에 없었다. 효율성도 중요했지만 최적의 아키텍처 구성과 함께 빠른 속도를 앞세운 형태가 주를 이뤘기 때문이다. 지금까지 인텔 프로세서의 주력 라인업 구성이 듀얼 또는 쿼드코어였고 하이엔드 데스크톱 라인업(HEDT)에만 그 이상의 코어를 구현했다는 점을 감안하면 커피레이크 프로세서의 코어 구성은 이례적이라 할 만하다.

그렇다면 무엇이 인텔의 심경에 변화를 준 것일까? 그리고 이 변화를 위해 인텔이 담아낸 것은 무엇일까? 8세대 코어 프로세서, 코드명 커피레이크가 탄생할 수 있었던 이유와 성능에 대해 알아보자.

달라진 컴퓨팅 환경, 프로세서에도 요구된 변화의 물결

앞서 언급한 것처럼 우리가 활용하는 컴퓨팅 환경 자체에 큰 변화가 오기 시작했다. 단순히 하나의 작업이 완료되길 기다리지 않고 동시에 여러 작업을 진행, 다수의 결과물을 얻기 위한 형태로 발전 중이다. 예로 게임을 즐기면서 동시에 동영상 변환을 하고, 혹은 실시간 인터넷 방송을 진행하는 것이다. 과거 프로세서의 성능이나 구조라면 버거운 작업이어서 하나는 포기해야겠지만 다중코어의 등장은 이 부담을 상당수 덜어냈다.

사실 오래 전부터 ‘멀티태스킹’의 존재가 부각되기 시작했다. CPU 제조사들은 게임을 하면서 다른 연산 처리를 수행해 최적의 효율과 결과를 얻을 수 있다고 알려왔다. 하지만 컴퓨팅 성능이 이를 100% 부각시키는데 한계를 보였다. 이는 전반적으로 구성의 한계에 기인했다. 아키텍처도 그렇고 이를 최대로 구현할 기술이 성숙되지 못한 부분도 적지 않다.

▲ 한 PC에서 여러 작업을 동시에 진행하는 멀티태스킹 개념은 과거에도 있었다. 지금은 이보다 더 큰 규모의 작업을 동시에 진행하는 메가태스킹이 부상 중이다

때문에 제대로 된 멀티태스킹 환경을 구축하려면 더 강력한 프로세서가 필요했다. 인텔은 이전부터 익스트림(Extreme) 라인업을 통해 고성능 데스크톱 프로세서에 대한 선택권을 부여했다. 더 많은 코어와 더 많은 장치를 연결할 수 있었다. 비록 고가임에도 성능을 앞세운 효율이라는 달콤한 열매를 경험한 사용자는 기꺼이 비용을 들여 고성능 시스템을 구현했다.

이것은 프로세서 라인업의 고착화를 불러왔다. 주력 데스크톱 프로세서 라인업은 듀얼코어 기반의 셀러론과 펜티엄, 코어 i3로 쿼드코어는 코어 i5와 i7이라는 이름으로 7세대를 이어왔다. 논리 프로세서를 추가해 멀티태스킹 성능을 개선하는 하이퍼쓰레딩(Hyper-Threading) 기술을 기준으로 제품군이 나뉘긴 했으나 근본적인 물리 코어 구성에서는 이런 기조가 유지됐다.

그 사이 우리가 사용하는 애플리케이션은 변화가 일어났다. 더 많은 코어를 효율적으로 사용하는 애플리케이션들이 속속 등장했고 그 수는 급격히 늘어났다. 심지어 여러 작업을 동시에 진행하면서 1개의 쓰레드씩 점유해 효율을 높여주는 방식도 도입됐다. 예로 동영상 변환 시 쿼드코어 프로세서라면 4개의 영상을 동시에 변환해 결과물을 얻는 식이다. 하이퍼쓰레딩 기술이 더해지면 더 많이 작업할 수 있었다.

▲ 하나의 콘텐츠를 즐기더라도 여러 코어를 동시에 활용해 성능을 높이는 형태가 일반화되었다

콘텐츠 환경이 메가태스킹을 필요로 하는 형태로 바뀐 것에도 주목할 필요가 있다. 단순히 게임을 즐기고 이를 영상으로 기록해 온라인에 등록하는 과정을 거치지 않고 이제 바로 실시간 작업을 통해 여러 시청자들이 볼 수 있게 됐다. 과거 과정은 시간이 소요되더라도 시스템에 큰 부하가 필요하지 않았다. 반면, 실시간 시청 환경은 동시에 여러 쓰레드를 처리하지 않으면 불가능하다. 말 그대로 여러 애플리케이션을 동시에 처리하기 때문이다.

이제 일반 PC 환경에서도 더 많은 애플리케이션을 동시에 실시간 처리할 수 있어야 한다는 공감대가 충분히 형성된 상태다. 인텔이 8세대 코어 프로세서의 구성을 지난 세대와 달리 물리 코어를 2개씩 추가한 것에는 이런 배경이 숨어 있다고 해도 과언은 아니다.

현존 기술을 최대한 발전시켜 이뤄낸 결과물

그렇다면 8세대 코어 프로세서는 어떤 기술을 품고 우리 앞에 섰을까? 사실 하나하나 뜯어보면 기존 세대와 큰 차이는 없다. 그러나 현재 사용할 수 있는 반도체 집적 및 설계 기술을 극한으로 끌어내 최적의 효율을 낼 수 있는 방법을 채택했다. 대표적으로 제조 공정이 그러하다. 인텔은 6세대 코어 프로세서, 코드명 스카이레이크(Skylake)에서 14nm 공정을 도입한 바 있다.

이어 7세대 코어 프로세서, 카비레이크(Kaby Lake)에서는 현재 쓰이는 공정을 다듬은 14nm+급 기술을 도입해 작동 속도를 높이는 것과 동시에 새로운 명령어를 투입 가능하게 됐다. 인텔의 PAO 전략에 따라 현존 기술이 가진 장점을 최대한 끌어낸 프로세서 중 하나였다.

▲ 커피레이크의 프로세서 다이의 이미지. 14nm++급 공정으로많은 코어와 기능을 담아낼 수 있었다

8세대 코어 프로세서, 커피레이크(Coffee Lake)는 이보다 더 완성도를 높인 14nm++급 공정을 채택했다. 설계를 조금 더 다듬어 불필요한 부분을 더욱 줄이고 전력이 새어나가는 요소들도 최대한 억제하는 방식으로 만들었다. 그 결과, 코어 2개가 추가됐음에도 열설계전력(TDP)는 기존과 거의 차이 없는 수준이다. 실제 8세대 코어 프로세서는 라인업에 따라 TDP가 65~95W로 구성된다. 이는 기존과 동일하거나 소폭 상승한 것에 불과하다.

5세대 코어 프로세서부터 시작됐던 이 전략은 공정(Process), 설계(Architecture), 최적화(Optimization)을 세대별로 번갈아 적용하며 최적의 제품 라인업을 구성하기 위함이었다. 8세대 코어 프로세서는 P에 해당된다고 보기에 어려운 부분이 있지만 전성비가 상승한 점에 있어서는 분명한 개선 포인트가 존재한다 볼 수 있겠다.

달라진 8세대 코어 프로세서의 성능

물리 코어가 각각 2개씩 추가되면서 이전 세대 프로세서 대비 전성비가 개선된 8세대 인텔 코어 프로세서. 과연 실제 성능은 어느 정도인지 확인해 볼 차례. 이에 코어 i5 8600K와 코어 i7 8700K 두 프로세서를 가지고 성능을 측정했다. 비교는 이전 세대 코어 i7 7700K와 코어 i5 7600K다.

<테스트 사양>
- 메인보드 : 에이수스 프라임 Z370-A (코어 i5 8600K / 코어 i7 8700K)
- 메인보드 : 에이수스 프라임 Z270-A (코어 i7 7700K / 코어 i7 7600K)
- VGA : 엔비디아 지포스 GTX 1070 FE
- RAM : 지스킬 트라이던트Z DDR4-3000 16GB (8GB x 2)
- SSD : 인텔 730 시리즈 240GB
- 파워서플라이 : 시소닉 SS-1200XP 1,200W
- 운영체제 : 윈도10 프로 64비트
- 드라이버 : 지포스 387.92 게임 레디 드라이버

CINEBENCH R15 (CPU 점수)

프로세서의 성능을 확인하는 벤치마크 소프트웨어 중 하나인 CINEBENCH R15의 테스트 결과를 먼저 알아보자. 이 소프트웨어는 프로세서가 제공하는 쓰레드를 정해진 이미지를 렌더링하는데 사용하면서 어느 정도 성능을 보여주는지 점수로 보여준다. 코어가 많고 속도가 빠르면 좋은 점수를 얻을 수 있다. 4코어 기반의 7세대 코어 프로세서와 6코어 기반의 8세대 코어 프로세서의 성능 차이를 직관적으로 알아볼 수 있을 것이다.

측정해 보니까 6코어/12쓰레드(6C/12T)를 제공하는 코어 i7 8700K가 압도적인 성능을 보여준다. 이어 코어 i7 7700K와 코어 i5 8600K가 뒤를 잇는다. 아무래도 물리 코어가 많은 8세대 코어 i5의 성능도 무시할 수 없는 수준이다. 코어 i7 7700K는 코어가 적은 대신 하이퍼쓰레딩 기술과 4.2GHz라는 높은 속도를 바탕으로 자존심을 지켜냈다.

3DMARK Fire Strike Extreme (Physics Score)

3D 게이밍에서의 성능도 알아봤다. 테스트는 3DMARK Fire Strike 벤치마크 내 프로세서의 물리연산 항목이다. 8세대 코어 프로세서는 코어 수가 늘었기 때문에 풀HD 해상도의 일반 모드보다 QHD 해상도 내에서 테스트가 이뤄지는 Extreme 항목에서 측정이 이뤄졌다. 순수 프로세서의 성능 차이를 보기 위해 그래픽 점수는 포함하지 않았다.

측정해 보니까 코어 i7 8700K가 나은 성능을 보여준다. 하지만 코어 i7 7700K 프로세서의 성능도 만만치 않다. 4.2GHz라는 높은 속도 때문이다. 코어 i7 8700K는 3.7GHz가 제공되니 500MHz 차이가 발생한다. 이는 전부는 아니더라도 일부 게이밍 성능에 영향을 줄 가능성이 있다.

PUBG (FHD / 사용자 설정)

최대 100명의 플레이어가 혼자 또는 최대 4명까지 팀을 이뤄 최후까지 생존하는 플레이어언노운스 배틀그라운드(PUBG)를 실행해 실제 게이밍 성능을 체험해 봤다. 해상도는 1920 x 1080인 풀HD로 설정했으며, 그래픽은 대부분 사용하는 사용자 설정을 적용했다. 여기에는 식생이나 그림자, 안티 앨리어싱 등을 포기하고 텍스처와 거리 등 필요한 요소만 울트라 설정을 적용한 형태다.

매번 게임을 진행할 때마다 이동 루트가 변화하기 때문에 테스트는 최대한 동일한 이동 루트를 적용해 약 10분간 플레이 한 결과, 작동 속도가 높은 코어 i7 7700K가 게이밍 성능에서 나은 모습을 보여주고 있다. 이어 코어 i7 8700K, 코어 i5 8600K 순이다. i5 7600K에서의 체감은 상대적으로 낮다. 하지만 모두 초당 60 프레임은 가볍게 제치고 있어 게임 자체를 즐기는 것에 어려움은 없어 보인다.

전력 소모 비교

전력 소모량은 어느 정도일까? 3DMARK Fire Strike Extreme이 구동될 때의 시스템 전력을 측정해 대략적인 효율성을 확인했다. 프로세서와 메인보드를 제외한 모든 부품은 동일하기 때문에 전력 소모량을 비교하는데 도움이 될 것으로 보인다. 실제 TDP가 비슷하더라도 부하가 걸리는 구간에 따라 측정되는 실제 전력 소모에는 차이가 있다는 점 참고하자.

코어 i7 8700K 프로세서는 283W를 사용하면서 비교적 많은 전력을 쓰고 있었다. 코어 i7 7700K 프로세서가 261W를 쓰는 것과 비교하면 22W를 더 쓰는 셈이다. 하지만 코어가 2개 증가했다는 점을 감안하면 수긍 가능한 수준의 상승폭이다. 코어 i5 8600K도 코어 i5 7600K와 비교하면 전력을 더 쓰는 셈이지만 역시 코어 2개가 더 많으므로 무난한 수준의 상승폭이라 봐도 될 듯 하다.

다수의 코어로 더 많은 가능성을 경험한다

8세대 코어 프로세서. 코어 i3는 듀얼에서 쿼드로, 코어 i5와 i7은 쿼드에서 헥사로 각각 2개의 코어가 추가됐다. 덕분에 기본기가 더 탄탄해졌고 더 많은 작업을 동시에 수행할 수 있게 되었다. 지난 세대까지의 목표는 멀티태스킹에 최적화된 형태였다면 8세대 코어 프로세서는 메가태스킹에 대비하는 모습이 두드러진다.

최근 컴퓨팅 환경은 더 많은 애플리케이션을 효율적으로 처리하는 방향으로 흘러가고 있다. 게임을 즐기거나 이미지를 편집하서도 동영상을 변환하거나 실시간 방송을 하거나 하는 등 두 가지 이상 작업을 동시에 수행하는 식이다. 여러 작업을 진행하면서도 지연 없이 자연스레 처리되어야 한다. 8세대 코어 프로세서는 과거 고성능 데스크톱 프로세서(HEDT) 수준의 완성도를 경험할 수 있을 것이다.