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3세대로 거듭난, 인텔 코어 프로세서 시리즈 - 기술편

3세대로 거듭 난 인텔의 새로운 코어 시리즈

모바일 및 데스트톱으로 양분이 되어 있는 프로세서 생산 라인은 각 프로세서 제조사들이 보다 낮은 공정으로 프로세서를 생산하면서 본격적으로 통합화가 시작되었다. 우선 인텔에서는 MCH 에 있던 메모리 컨트롤러를 프로세서 내부로 합치면서 첫번째 성능 상의 잇점을 이끌어 냈다.

그 후에 AMD, 인텔 프로세서는 컴퓨터 시스템의 가장 핵심 중에 하나인 비주얼 부분, 즉 그래픽 코어를 프로세서 내부에 넣은 실험에 들어갔다. 그에 대한 결과물로 AMD는 APU를 만들어 냈으며 인텔은 2세대 코어 프로세서로 HD 그래픽스 코어를 프로세서 내부에 넣는다.

2세대 코어 프로세서는 인텔의 32nm High-K 공정으로 만들어졌다. 실제 이 코어는 인텔에게 있어서 가장 큰 의미가 있는 작품이다. 데스크톱 프로세서와 모바일 (노트북) 프로세서를 하나로 통합한 첫번째 제품이기 때문이다. 이로 인해 사실 모바일과 데스크톱 프로세서의 기능과 특징 그리고 성능이 하나로 통합되었다.

이런 통합과 새로운 공정의 도입은 바로 인텔의 One Source Multi Usage 전략의 기본적인 틀이 되고 있으며 앞으로 이와 같은 개발 방향으로 모든 프로세서를 개발, 발표할 것으로 보인다. 이 처럼 데스크톱과 모바일을 넘나드는 제품 라인업 구성은 소비자들에게는 오히려 좋다. 즉, 예전에 모바일 프로세서는 사실 데스크톱 프로세서에 비해 형편없이 낮은 성능을 보였기 때문인데, 오히려 이와 같이 동일한 구조의 프로세서를 사용하면 데스크톱 보다는 모바일, 즉 노트북의 성능이 월등히 좋아지고 있기 때문이다.

이 처럼 데스크톱 보다 모바일 프로세서에 보다 힘을 쓰는 이유는 몇 년전 인터넷이 처음 태동이 되었을 때와는 차원이 다른 생활 패턴의 변화가 있었기 때문이다. 집 가만히 앉아 인터넷 등을 통한 다양한 컨텐츠를 즐기기 보다는 이동 중 등의 외부에서도 인터넷을 통한 컨텐츠를 즐기기를 원하기 때문이었다.

외부로 움직인다는 부분의 가장 큰 걸릴돌은 바로 배터리 지속 시간이다. 이를 해결하기 위해서는 프로세서 외에 가장 많은 전원을 필요로 하는 그래픽 코어를 어떻게 처리 해야 하는 문제에 봉착하게 된다. 이에 인텔이 내린 것이 바로 그래픽 코어를 프로세서에 포함시키는 방법을 택하게 된다.

사실 외부 그래픽코어도 역시 인텔이 한 때 욕심을 낸 적이 있다. 많은 분들이 기억을 하실 지 모르겠지만 2008년도에 코드명 라라비(Larrabee)로 불리며, 한참 개발이 되었던 적이 있었다. 하지만 어찌된 이유였는지 이 프로젝트는 없어졌으며 조용히 역사의 뒤안길로 사라졌다.

오늘, 지난 1월에 출시된 2세대 코어 i5 프로세서를 이어서 보다 작아진 공정으로 만들어진 그리고 그 두번째 그래픽 코어와 프로세서 코어가 하나로 합쳐진 프로세서인, 코드명 "아이비 브릿지"가 드디어 출시가 되었다.

오늘 브레인박스에서는 코드명 아이비 브릿지라고 불리우는 코어 i7 3770K 프로세서의 성능을 살펴보기 전에 과연 어떤 특징과 기능으로 달라졌는지 그리고 앞으로 펼쳐진 인텔의 전력을 미리 예상해 볼 수 있는 좋은 자리를 마련하였다. 과연 3세대 코어 프로세서가 어떤 매력으로 소비자들에 어필을 할지 코드명 아이비 브릿지를 살펴보도록 하자.

인텔의 "틱" "톡" 전략 중, 톡해 해당되는 아이비 브릿지

인텔은 프로세서 출시를 "틱", "톡" 전략으로 출시한다. 우선 "Tick"(틱) 은 완전히 다른 공정으로 프로세서를 만드는 것을 의미한다. 그리고 공정의 안정화 후에는 의 프로세서를 의미한다. 그리고 새로운 공정이 안정화가 될 때 쯤이면 구조가 다른 차세대 프로세서를 출시하는 그 부분이 "톡"에 해당된다.

현재 아이비브릿지인 전 세대의 샌디 브릿지 기반의 프로세서와 동일한 아키텍쳐이나 보다 작아진 공정으로 달라진 것을 의미한다. 즉 성능을 좌지 우지 하는 아키텍쳐 상의 변화가 아닌 샌디브릿지 아키텍쳐를 갖는 아이비 브릿지 공정으로 만들어졌다는 것을 의미한다.

코어 i7 프로세서 총 9개

이번 코드명 아이비 브릿지 프로세서를 발표하면서 인텔은 총 14개의 새로운 프로세서를 출시한다. 우선 가장 빠른 익스트림 모바일 프로세서인 코어 i7 3920XM 프로세서를 발표하며, 8개의 코어 i7 프로세서를 발표한다.

  • 모바일 : 코어 i7 3820QM, i7 3720QM, i7 3612M, 3610QM
  • 데스크톱 : 코어 i7 3770K, i7 3770
  • 데스크톱 로우 파워 : i7 3770T, i7 3770S

우선 가장 많이 출시가 되는 아이비 브릿지 기반의 프로세서는 모바일 프로세서이다. 총 4가지의 아이비 브릿지 기반의 코어 i7 프로세서가 출시되는데, 보다 작아진 공정으로 낮은 소비전력을 갖기 때문에 데스크톱 보다 수익율이 좋은 모바일 프로세서 대거 투입이 되는 것이 눈에 띄인다.

그리고 우리가 가장 많은 관심을 갖고 있는 데스트톱 부분에서는 2가지 종류의 코어 i7 3770 프로세서가 출시가 되는데 오버클럭킹이 자유로는 "K" 모델과 오버클럭킹을 지원하지 않는 일반 모델로 나눈다.

또한 저전력 모델인 3770T와 3770S 모델이 추가된 것도 이채롭다.

코어 i5 프로세서 총 5개 발표

또한 메인스트림 급으로 총 5개의 프로세서가 출시가 되는데 그 프로세서는 다음과 같다.

  • 데스크톱 : 코어 i5 3570K, i5 3550, i5 3450
  • 데스트톱 로우 파워 : i5 3550S, i5 3450S

그리고 3세대 코어 프로세서를 사용하기 위한 새로운 칩셋이 출시되는데 총 8개의 새로운 칩셋이 동시에 발표된다.

  • 모바일 : HM777, UM77, HM76, HM75
  • 데스크톱 : Z77, Z75, H77, B75

차세대 공정인 22nm 도입

인텔에서 처음로 프로세서 공정에 도입한 22nm 공정은 기존의 35nm 공정보다 약 30% 작아진 크기를 갖고 있으며 3D 트랜지스터 기술을 도입하여 샌디 브릿지 기반의 프로세서 보다 소비전력 역시 낮아졌다. 또한 2배 이상 빨라진 HD 그래픽스와 무선 디스플레이 기술 등을 사용할 수 있으며 USB 2.0 보다 빨라진 USB 3.0를 공식 지원하는 등, 프로세서의 성능 외에도 빠른 주변기기를 장착할 수 있도록 돕고 있다.

새로운 7 시리즈 칩셋 발표

인텔의 쿠어포인트 이슈로 인해 SATA3 에서 발생했던 버그를 빠르게 수정하여 B3 스테핑의 칩셋이 빠르게 나와 인텔 샌디 브릿지 기반의 프로세서가 조금은 더디게 사용자들에게 판매가 되었다.

이번 인텔 프로세서는 모든 아이비 브릿지 기반으 프로세서 그래픽 코어를 내장하고 있는 탓에 그래픽 코어를 사용할 수 없는 P67 계열 즉 P로 시작하나는 퍼포먼스 칩셋은 출시하지 않는다. 코드명 팬더 포인트 칩셋은 최상이 칩셋인 Z77 칩셋을 시작으로 하위 칩셋인 Z76, H77, B75 칩셋이 출시가 된다. 하지만 6 시리즈 칩셋의 경우는 프로세서 소켓이 호환이 되는 만큼 메인보드 제조사의 바이오스 업데이트를 통해 아이비 브릿지 기반의 프로세서를 지원하게 된다고 한다.

실제 Z77 칩셋의 경우는 기존의 Z68 칩셋과 달리 몇가지 추가적인 기증이 포함되었는데 그것이 USB 3.0 과 최대 3개 모니터 지원, 인텔 선더볼트 지원 등이다. 외부 확장 기기의 넉넉한 확장을 위해 인텔이 꾸준하게 밀고 있었던 선더볼트가 지원 된다는 것이 이채로운 부분이다. 사실 인텔은 USB 3.0 보다는 선더볼트를 표준으로 밀고 있는 상태였다.

인텔에서는 자료에서 볼 수 있는 것 처럼 3세대 코어 프로세서와 7 시리즈 칩셋을 그리고 3세대 프로세서와 6 시리즈 칩셋을 그리고 2 세대 프로세서와 7 시리즈 칩셋이 사용되기를 추천하고 있다.

하지만 몇 가지 차이점이 있지만 7 시리즈의 칩셋 기반으 메인보드를 사용해야 아이비 브릿지 프로세서의 성능을 100% 활용할 있다는 점을 감안하자.

인텔의 아이비브릿지 프로세서는 크게 총 5가지 특징으로 발전이 되었다. 우선 기존의 35nm 공정 보다 더 작아진 22nm 공정으로 만들어진 것이 가장 큰 특징이며 그리고 3D 그래픽 성능이 늘어났으며 이로 인해 낮은 전력으로도 높은 성능을 유지할 수 있다록 밝히고 있다. 또한 샌디 브릿지 기반의 프로세서보다 메모리 컨트롤러를 개선하여 높은 속도의 DDR3 메모리를 사용할 수 있으며 메모리의 전압 역시 낮출 수 있었다.

아이비 브릿지 프로세서로 가면서 기존의 샌디 브릿지 프로세서보다 오버클럭킹 부분이 2가지 정도가 더 강화가 되었는데 우선 프로세서 내부의 최대 멀티 플라이어가 58에서 63까지 늘어났으며 메모리 컨트롤러의 개선으로 DDR3 메모리 역시 최대 2133MHz 까지 동작이 되었는데 최대 2667MHz 까지 버틸 수 있도록 늘었다. XMP 메모리 프로파일도 버전 1.3 으로 늘어나 보다 폭넓은 메모리 확장성 까지도 갖게 되었다.

실제 이 처럼 아이비 브릿지 기반의 프로세서는 낮아진 공정으로 인해 오버클럭킹 잠재력이 크게 늘어났다. 예전 샌디 브릿지 프로세서가 액체 질소를 통한 극한의 오버클럭킹과 공랭 쿨러를 통해 오버클럭킹이 그다지 큰 차이가 나지 않았다는 것을 감안하면 이 부분이 크게 개선이 된 것으로 보인다.

보다 진보된 그래픽 코어

사실 샌디 브릿지에 포함된 그래픽 코어는 기존의 인텔 칩셋에서 제공되는 스펙과 성능에서 크게 달라지지 않아 많은 사용자들의 외면을 받아왔다. 물론 노트북 혹은 인터넷만을 즐기는 사용자들에게는 부족함이 없었는지 모른다. 하지만 이번 그래픽 코어는 스펙만으로 봤을 때 큰 변화가 있었다.

  • 2배 이상 빨라진 인텔의 퀵싱크 비디오
  • 프로세서 최초로 최대 3개의 모니터 까지 연결 가능
  • InTru 3D, 인텔 인사이더, 인텔 무선 디스플레이 기술

또한, 아이비 브릿지 기반의 3세대 코어는 3D 성능을 늘리기 위해 다음과 같이 큰 스펙 변화가 있었다.

  • 아이비 브릿지 프로세서에 포함된 HD 3000 보다 2배 이상 개선된 HD 4000 탑재
  • 아이비 브릿지 프로세서에 포함된 HD 2500 은 HD 2000 보다 10~20% 이상 빠른 성능
  • 다이렉트X 11, OpenCL V1.1, OpenGL 3.1 공식 지원

이 HD 4000 의 가장 큰 특징은 바로 퀵싱크 라는 비디오 인코더 기능이 크게 향상이 되었다는 점이다. 이는 모바일 스마트 기기에서 다양한 동영상을 빠르게 트랜스 코딩하여 업로드 할 수 있다는 장점을 갖는다. 파일 변화 등의 트랜스 코딩은 빠른 명령어를 통한 하드웨어 지원도 필요하지만 소프트웨어 회사의

이처럼 샌디 브릿지 칩셋에 포함된 그래픽 코어와 아이비 브릿지 코어에 내장된 그래픽 코어의 스펙 차이를 비교하자면 아래과 같이 정리가 가능하다.

자, 이제 마지막으로 아이비 브릿지와 최적의 성능을 보이는 7 시리즈 칩셋이 기존의 6 시리즈 칩셋과 어떤 차이점을 보이는지 정리해 보도록 하자.

실질적으로 6 시리즈 칩셋과 7 시리즈 칩셋은 샌디 브릿지, 아이비 브릿지 프로세서 2개를 모두 다 사용 가능하다. 외형적으로 이처럼 동일한 프로세서를 지원하기는 하지만 내부적으로 조금 다르다. 우선 첫번째로 USB 3.0 포트를 4개 지원해서 7 시리즈 칩셋은 USB 2.0 포트 10개를 포함하여 최대 14개의 USB 포트를 지원한다. 또한 3개의 모니터를 장착할 수 있으며 스토리지 기술인 iRST도 버전 11로 업데이트가 되었다.

최상위 퍼포먼스 칩셋인 Z77은 다음과 같은 블럭 다이어그램으로 표현이 가능하다.

엔트리 레벨 칩셋인 Z75와 H77 칩셋의 블럭 다이어 그램을 보도록 하자.

3가지 칩셋 모드 크게 변화가 없는 듯해 보이지만 아래 스펙을 통해 칩셋의 차이점을 살펴보도록 하자.

우선 Z7과 H7 칩셋의 가장 큰 차이점은 그래픽 카드를 2개를 장착할 수 있는가 하는 멀티 그래픽카드 지원 부분이다. 즉 SLI 혹은 크로스파이어-X를 사용하지 않는 싱글 그래픽 카드 환경에서는 H77 칩셋과 Z77 칩셋은 큰 차이점이 없다. 그 외에 USB 3.0 4 포트를 지원하는 것과 6개의 SATA 포트를 지원하는 것 역시 동일하다.

그리고 Z77 칩셋과 Z75 칩셋의 차이점은 작은 용량의 SSD를 하드 디스크의 캐쉬로 사용할 수 있는 SRT(Smart Response Technology) 를 지원하지 않는다는 점이다.

마치면서....

본격적으로 아이비 브릿지의 실력을 보기 전에 기존의 샌디 브릿지 프로세서의 단점과 장점 그리고 솔루션으로 봤을 때 샌디 브릿지 프로세서와 6 시리즈 칩셋의, 아이비 브릿지 프로세서 기반의 7 시리즈 칩셋의 차이점을 비교해봤다.

실제 성능에서 보다 스펙 만으로 비교를 했을 때 크게 아이비 브릿지와 샌디 브릿지는 큰 차이가 났다. 우선 그래픽 코어가 가장 크게 달라졌으며 칩셋을 통해 솔류션으로 비교 했을 때 샌디 브릿지의 스펙은 확연하게 차이가 났다. 이 부분은 예전 6 시리즈 칩셋 이 부족했던 부분을 외부 칩셋으로 커버를 했을 때와 비슷한 기능을 보였다. 즉, 샌디 브릿지와 6 시리즈 칩셋 조합의 부족한 부분을 외부 칩셋을 추가적으로 달아 시스템을 구성했다면 이번 아이비 브릿지과 7 시리즈 칩셋 조합은 보다 완벽해졌다라는 점이다.

자, 이제 테스트를 통해 샌디 브릿지와 아이비 브릿지와의 성능 비교를 해볼 것이다. 과연 어떤 차이점을 보일지 다음 리뷰를 통해 확인해 보도록 하자.

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