하나의 코어, 하나의 작업. 과거 프로세서와 애플리케이션은 이 틀에서 벗어나기 어려웠다. 때문에 이를 넘어서기 위해서는 다중 프로세서 탑재가 가능한 플랫폼을 활용하는 수 밖에 없었다. 그것이 차차 듀얼코어, 쿼드코어가 되면서 효율이 증가하기 시작했고 현재는 이보다 더 많은 코어를 바탕으로 다양한 애플리케이션 처리가 이뤄지고 있다. ‘멀티태스킹(Multi-Tasking)’이라고 칭하는 이 작업은 다수의 코어를 활용, 최적의 효율성을 확보하고 생산성을 늘리는데 적극 활용되고 있다.

그러나 시대는 빠르게 발전하고 있으며 애플리케이션 활용 전략도 바뀌는 추세다. 애플리케이션이 다중코어 활용에 적극적인 것은 변함 없으나 그 수가 비약적으로 증가하고 있다. 하나의 작업을 코어 여럿으로 집중해 생산성을 극대화하는 형태도 여전하다. 그러나 특정 산업군을 제외하면 컴퓨팅 환경은 쓰레드를 효율적으로 분배해 이를 처리하는 구조가 되어가는 분위기다. 다중코어를 활용하는 애플리케이션 다수를 사용해 효율성을 극대화하고 있다는 이야기다.

대표적인 사용자층이 바로 고사양을 추구하는 게이머와 스트리머라 하겠다. 그들은 고성능 게임을 즐기면서도 자신의 플레이 노하우나 양질의 콘텐츠를 실시간으로 공유하고 있다. 게임과 영상 처리 및 전송이라는 작업을 동시에 수행하고 있는 셈이다. 이 외에도 촬영한 영상을 편집하고 이를 다시 변환하는 작업까지 더해지면 지금의 프로세서 파워로는 부족함을 느낄 수 밖에 없다.

이를 위해 인텔은 일반 프로세서 라인업 외에 고성능 데스크톱(High-End Desktop : HEDT) 프로세서 라인업을 별도 운영해 이 시장에 대응하고 있었다. 지난 상반기까지 최대 10코어/20쓰레드로 구성된 HEDT 프로세서 라인업은 많은 소비자들을 만족시키며 시장을 이어가고 있었다. 그러나 지난 2017년 하반기, 인텔은 새로운 HEDT 프로세서를 공개하며 달라지는 시대를 예고했다. 그 주인공은 바로 코어 X-시리즈다.

인텔 코어 X-시리즈 프로세서는 확연히 다른 구성으로 주목을 받았다. 지금까지 2코어씩 증가하며 최대 10코어를 구성하던 것에서 벗어나 최대 18코어까지 확장하게 되면서 더 강력한 프로세서 파워를 제공할 수 있게 됐다. 이를 위해 새로운 아키텍처와 설계 등을 적용하면서 향후 전개될 컴퓨팅 시장에 대비하는 모습을 보여준다.

인텔 코어 i9 7940X (X-시리즈 프로세서)
소 켓	LGA 2066
제조 공정	14nm
코어/쓰레드	14C / 28T
작동속도 (터보부스트)	3.1GHz (4.3GHz)
캐시 용량	19.25MB
DMI	8GT/s (DMI 3.0)
TDP	165W
가격	160만 8940원 (1월 5일 인터넷 최저가 기준)
제품 문의	인텔 (http://www.intel.co.kr)

아키텍처부터 설계까지 확연히 달라진 ‘코어 X-시리즈’ 프로세서

PC로 게임만 하고 영상 편집만 하고 그래픽 작업만 하는 등 1대의 시스템으로 1개의 작업을 하는 시대는 지났다. 물론 예외는 있다. 인공지능 데이터 처리, 데이터 분석 등 하나의 프로세서로도 벅찬 경우다. 전문 영역에서는 그에 맞는 프로세서들을 쓰면 된다. 제조사는 이를 위해 프로세서 다수로 시스템 구성이 가능한 워크스테이션/서버 프로세서 라인업을 구축하고 있다.

코어 X-시리즈는 이보다는 훨씬 가벼운 존재를 지향한다. 워크스테이션/서버에 가깝지만 조금 더 소비자 지향적인 프로세서라는 이야기다. 그렇기에 양쪽의 장점을 수용해야 한다. 과도한 작업까지는 아니지만 해당 작업에 어느 정도 대응할 수 있는 컴퓨팅 파워와 함께 여러 애플리케이션을 효율적으로 처리하는 유연함을 동시에 확보한 것이 새 프로세서의 장점이다.

이를 위해 인텔은 기존 AVX 2.0 명령어에 추가로 AVX-512 명령어를 적용했다. 고급 벡터 확장(Advanced Vector Extenstions)이라는 이름의 명령어인데, 과학 시뮬레이션과 빅데이터 분석, 인공지능, 딥러닝, 3D 모델링, 영상 변환 등을 처리하는데 도움을 준다. 기존에는 AVX 2.0까지 제공되던 것이 이번에는 512비트로 확장된 형태로 추가 적용됐다.

AVX-512는 기존 AVX 2.0 FMA 유닛 2개를 묶어 구성한 것으로 한 클록 주기에 FP64 기준 32개, FP32 기준 64개에 해당하는 부동소수점 처리를 지원한다. 단일 프로세서로 보자면 장족의 발전이 이뤄진 것이다.

▲ 완전히 달라진 코어 X-시리즈 프로세서

인텔은 일반 코어 프로세서는 물론, 더 많은 코어를 탑재한 익스트림 프로세서 라인업을 매년 공개하고 있다. 코어 X-시리즈도 지난해에 이어 올해 새롭게 공개하며 주목을 받았다. 하지만 기존과 달라졌음을 암시하는 요소들이 다수 존재한다. 대체로 코어 익스트림 프로세서 라인업은 다수의 코어를 탑재해 다중작업에 최적화한 형태를 띈다. 코어 X-시리즈는 그 기조는 유지하되 더 나은 효율성 확보를 위한 기술을 대거 적용하며 변화를 꾀했다.

기본적으로 뼈대와 플랫폼은 제온-W(Xeon W) 프로세서와 유사성을 갖는다. 이에 적게는 6코어에서 많게는 18코어까지 확보해 다양한 환경에 대응하고자 했다. 하지만 놀라운 점은 일부 기술적 요소는 스카이레이크-스케일러블 프로세서(Skylake – Scalable Processor)에 있다는 점이다. 때문에 다이 구성이나 적용 기술은 이전 익스트림 프로세서 라인업과 큰 차이를 보이게 됐다.

기존 익스트림 프로세서 프로세서와 플랫폼도 이전 세대 아키텍처 기반의 서버 프로세서에 기반한 것은 동일하다. 코어-X 시리즈도 마찬가지다. 대신 새 서버 프로세서의 설계 정책이 변화함에 따라 그 틀에 의한 변화가 이뤄졌다.

▲ 코어 X-시리즈 프로세서 라인업의 다이 이미지. 코어와 컨트롤러가 촘촘히 엮이는 메시 아키텍처를 적용

스카이레이크-SP의 변화는 설계에서 시작된다. 스카이레이크 아키텍처 자체는 공유하지만 데이터 처리의 효율을 위한 코어와 캐시의 구성, 명령어 추가 등이 적용됐다. 그리고 최적의 성능을 구현하기 위해 기존 링버스 설계가 아닌 메시(Mesh) 구조의 아키텍처를 통해 효율을 높이고자 했다.

그물이라는 뜻을 가진 메시에서 보듯, 코어 i9 7940X 프로세서를 비롯한 대부분의 스카이레이크-SP 기반 코어 X-시리즈 프로세서는 코어와 컨트롤러, 캐시 등이 일정한 형태로 배치된다. 이들 사이에는 라우터를 놓아 필요한 데이터들을 즉시 처리하도록 유도하고 있다.

촘촘히 각 코어가 연결되어 있기 때문에 낮은 작동속도에서도 높은 대역 확보가 가능하다는 장점이 있다. 물론 인텔은 다이를 나누지 않고 하나에 패키징하기에 이를 관리하는 조건이 까다롭다는 단점도 생긴다. 그러나 단점보다 장점이 크기에 과감히 적용했다 예상된다.

▲ 프로세서 구조의 변화로 메인보드 플랫폼에도 변화가 왔다

이 외에도 코어 X-시리즈 프로세서는 변경된 플랫폼(X299)과 호흡을 맞춘다. 기존 대비 설계가 변경되면서 소켓 방식이 기존 LGA 2011에서 LGA 2066으로 커졌다. 프로세서에 따라 최대 44개의 PCI-Express 레인이 제공되고 DDR4-2666 지원 및 DMI 3.0(8GT/s) 등이 적용됐다. 인텔이 새로 제안하는 옵테인 메모리도 사용 가능하다.

성능 측정

새로운 다중코어 프로세서 시대를 열어갈 코어 i9 7940X 프로세서의 실력을 검증해 볼 차례. 14코어/28쓰레드 구성으로 게이밍은 물론 렌더링과 압축 등 쓰레드를 다수 활용하는 애플리케이션 및 벤치마크 소프트웨어 테스트를 통해 성능을 측정했다. 비교군으로는 2세대 전 HEDT 프로세서인 코어 i7 5960X, 8코어/16쓰레드로 물리적인 요소들로만 보자면 실질적인 상대가 되지 않지만 이전 세대 보유자보다 2~3세대 이전 세대 HEDT 프로세서 보유자가 새 시스템 구축에 관심이 많을 것이라 보고 그에 따른 성능 차이를 비교해 보고자 한다.

<테스트 사양>
- CPU : 인텔 코어 i9 7940X / 인텔 코어 i7 5960X
- 메인보드 : 에이수스 TUF X299 Mark II / 에이수스 X99-DELUXE
- RAM : 지스킬 트라이던트Z DDR4-3200 32GB (8GB x 4)
- SSD : 인텔 730 시리즈 240GB
- 파워서플라이 : 시소닉 SS-1200XP 1,200W
- 운영체제 : 윈도10 프로 64비트
- 드라이버 : 지포스 388.71 게임 레디 드라이버

Cinebench R15 Benchmark

씨네벤치 R15 테스트를 통해 두 프로세서의 성능을 비교했다. 이미지 렌더링 성능을 측정하는 소프트웨어로 코어와 쓰레드가 많을수록 동시에 그려내는 이미지가 많아진다. 작동속도도 중요하겠지만 그만큼 코어 수도 변수로 작용하게 된다. 기본적으로 코어 i9 7940X가 코어 i7 5960X 대비 코어 수도 많거니와 기본 작동속도도 미미하지만 100MHz 가량 빠르기 때문에 성능에서는 유리해 보인다.

테스트 결과, 예상대로 코어 i9 7940X가 우위를 점했다. 그러나 그 차이가 매우 큰 편이다. 거의 2배 이상 차이가 벌어진 것. 코어와 쓰레드 수를 비교하면 더 놀라운 결과다. 결과적으로 새로 투입한 AVX-512 명령어나 높은 작동속도, 압도적인 코어/쓰레드 수가 최종 처리 성능에 영향을 준 것으로 보인다. 빠른 이미지 렌더링 작업을 요하는 환경이라면 코어 i9 7940X는 높은 만족감을 주리라 예상된다.

Corona Benchmark

3D 렌더링 벤치마크 소프트웨어인 코로나를 활용해 두 프로세서의 성능을 비교해 봤다. 여기에서는 단순히 시간으로 표기되기에 수치가 낮을수록 그만큼 데이터 처리 성능이 빠름을 의미한다. 프로세서 자체가 품은 성능이 어느 정도인지 가늠하기에 좋은 소프트웨어라 하겠다. 코어에 따른 차이가 성능에 얼마나 반영될까?

측정 결과, 코어 i9 7940X는 73초만에 작업을 마무리 지었다. 코어 i7 5960X 는 이보다 2배 가까운 141초라는 시간이 소요됐다. 1분 13초와 2분 21초. 1분 1초가 급한 환경에서 코어 X-시리즈의 압도적인 성능이 매력적으로 느껴질지도 모르겠다. 2~3세대 이전 HEDT 프로세서를 사용하던 환경이 시스템 업그레이드를 시도해도 아쉽지 않을 정도다.

7-Zip Benchmark

파일 압축 소프트웨어인 7-Zip 내에 제공되는 벤치마크 항목을 활용해 두 프로세서의 성능을 확인해 봤다. 과거 압축도 하나의 코어와 쓰레드를 활용해 처리되어 오랜 시간이 필요했지만 차차 다중코어를 활용하게 되면서 속도가 비약적으로 향상됐다. 이 테스트도 코어의 수가 압축 성능에 어느 정도 영향을 주는지 확인하는데 초점을 두고 있다.

벤치마크 측정 결과, 코어 i9 7940X가 7만 9492 MIPS(Million Instructions Per Second)를 기록해 코어 i7 5960X의 4만 3195 MIPS 대비 큰 차이의 성능 우위를 점했다. 코어의 수와 명령어 조합이 결국 성능 차이로 이어지고 있음을 잘 보여주는 예라 하겠다.

Handbreak HEVC 4K Encoding

영상 변환 소프트웨어 중 하나인 핸드브레이크를 활용, 4K 영상 변환 성능을 알아보자. 4K로 촬영한 영상을 HEVC 코덱을 적용해 변환 성능을 비교하는 것에 초점을 맞췄다. 영상은 약 10여 분 가량으로 초당 60 프레임으로 기록된 것이다. 수치는 프레임(fps)로 높을수록 자연스럽게 처리되는 것을 보여주고 있음을 말한다.

측정 결과, 코어 i9 7940X는 40.3fps, 코어 i7 5960X는 25.5fps 정도를 기록했다. 약 1.7배 가량의 성능 차이를 보여준 셈이다. 그만큼 코어의 수가 동영상 변환에도 어떤 영향을 주는지 증명하고 있다. 변화된 캐시 정책과 메시 아키텍처가 성능에 영향을 주었는지는 미지수지만 AVX-512 적용에 따른 효율 향상은 충분히 경험 가능한 수준으로 여겨진다.

Call of Duty : WW2 (4K)

이번에는 게이밍 성능이 어느 정도 영향을 주는지 알아봤다. 먼저 테스트한 게임은 콜오브듀티:월드워2다. 최적화가 제법 잘 이뤄진 게임이어서 무리한 사양 적용만 아니라면 지포스 GTX 1080 기준, 4K에서도 초당 60fps 이상 유지하며 쾌적하게 게임을 즐길 수 있다. 이번 테스트에도 모든 옵션은 최고 설정인 울트라에 고정한 다음 비교가 이뤄졌다. 테스트 구간은 마지막 미션인 라인강 전투다.

프레임을 측정해 보니까 코어 i9 7940X나 코어 i7 5960X 모두 큰 차이를 보이지 않았다. 약 3프레임 정도를 보여줬는데 모두 60fps 이상을 돌파하므로 게임을 즐기는데 전혀 문제가 없다. 이처럼 코어 수에 따른 변화가 있음에도 성능 차이가 적은 것은 작동속도에 대한 부분으로 여겨진다. 두 프로세서간 속도가 100MHz에 불과하다는 점에 주목할 필요가 있겠다.

PUBG (4K)

마지막으로 플레이어언노운즈 배틀그라운드를 실행했다. 최근 1.0 업데이트가 정식으로 이뤄졌고 이와 동시에 최적화가 어느 정도 이뤄져 비교적 쾌적하게 즐길 수 있는 정도가 되었다. 해상도는 4K로 대신 그래픽 옵션을 무난하게 구현하는 수준에 맞췄다. 테스트에서는 텍스처와 시야 확보 옵션을 모두 최고인 울트라에 맞췄고 그 외 옵션은 모두 제외했다.

테스트는 사막인 미라마에서 진행됐다. 측정 결과, 코어 i9 7940X가 59fps, 코어 i7 5960X가 55fps를 각각 기록했다. 비교적 작동속도가 높은 코어 i9 7940X가 비교적 나은 모습을 보여준다. 하지만 모두 6코어 이상으로 구성되어 있기에 코어 활용도 측면에서 보면 큰 차이가 없는 것이 이상하지 않아 보인다. 단순 게이밍 성능으로 접근하자면 일반 코어 프로세서가 나을 수 있다.

단일 작업보다 다중 작업에 최적화된 프로세서

프로세서 자체의 가격만 따지고 보면 약 200만 원에 가까운 정도여서 일반 소비자가 구매하기엔 어려움이 따른다. 무엇보다 그냥 ‘게임’만 즐기겠다고 이 프로세서를 구매하는 것은 오버스펙이라 해도 과언은 아니다. 그러나 게임은 기본이고 다른 작업이 병행되는 하드코어한 환경이라면 코어 i9 7940X 프로세서는 든든한 동반자 그 이상의 가치를 제공할 것이다.

▲ 다중코어가 주는 열매는 상당히 달콤하다

테스트에서도 알 수 있듯, 다중코어를 적극 활용하는 애플리케이션에서 확실한 성능을 보장한다. 이것으로도 부족함을 느낀다면 이보다 더 많은 코어를 보유한 코어 i9 7960X와 7980XE 프로세서를 선택하는 방법도 있다. 그러나 가격대비 최적의 성능을 고려한다면 이전 세대 플래그십 대비 코어가 많은 라인업이 좋은 선택이 될 것이다.

많은 PC 사용자들은 다중 코어의 존재와는 상관 없는 작업을 하고 있을지 모른다. 그러나 적극적인 콘텐츠 생산과 소비를 병행하는 이들은 현행 코어 프로세서들이 제공하는 4~6코어 조차 부족함을 느낄 가능성이 높다. 코어 i9 7940X 프로세서는 14코어/28쓰레드 구성으로 가격은 높지만 이 수치의 가치를 몸으로 느끼도록 해준다.