9세대 인텔 코어 i9-9900 프로세서는 하이엔드 데스크톱 플랫폼이나 워크스테이션 급의 프로세서 성능을 비용 효율적인 메인스트림 급 플랫폼에서 만날 수 있게 하는 각별한 존재다. 이전에는 하이엔드 데스크톱 플랫폼 이상에서나 찾을 수 있던 8코어 16쓰레드 구성과, 게이밍 등에서 유리한 높은 동작 속도를 함께 갖춘 이 프로세서는 현존하는 어떠한 워크로드에서도 기대 이상의 성과를 낼 수 있는, 최고 성능의 PC를 위한 ‘코어 i9’ 브랜드에 잘 어울리는 성격을 가지고 있다. 게다가 TDP 65W라는 특징은, 성능과 효율 측면에서 훌륭한 절충점을 제시한다.

▲ 8코어 16쓰레드와 5GHz 동작 속도를 65W TDP에 만나는 코어 i9-9900

▲ 테스트 시스템 구성

테스트 시스템은 코어 i9-9900 프로세서와 MSI의 B360M PRO-VH 메인보드를 사용했고, 메모리는 8GB DDR4-2666 두 개로 16GB 듀얼 채널을 구성했다. 그래픽카드는 프로세서 연산 성능 확인 측면에서 내장 UHD Graphics 630과 엔비디아의 지포스 GT730 1GB 모델을 사용해 내장 그래픽 활성화 유무에 따른 성능 차이를 확인했다. 스토리지는 SATA 방식의 인텔 520 시리즈 240GB 모델을, 운영체제는 테스트 시점에서 최신 버전인 윈도우 10 1809 버전에 발표된 주요 패치를 모두 적용한 상태이고, 드라이버는 테스트 시점에서 메인보드 제조사 등에서 제공하는 최신 버전을 사용했다.

테스트는 기본적인 연산 성능과, 연산 성능 위주의 애플리케이션 성능을 확인했으며, 가장 비슷한 구성을 가진 코어 i9-9900K와의 비교를 중심으로 했다. 오버클록킹 하지 않은 기본 상태의 코어 i9-9900K와의 비교를 통해서, 같은 코어와 쓰레드 수, 비슷한 수준의 최대 터보 부스트 동작 속도 설정을 가진 상태에서, TDP 설정의 차이로 인해 느낄 수 있는 실제 성능 차이를 확인할 수 있다. 코어 i9-9900은 30W 가량 낮은 TDP에도, 싱글 코어 활성화시 사용되는 최대 터보 부스트 동작 속도는 거의 비슷하며, 이후 모든 코어가 사용되더라도 터보 부스트의 최대 설정은 단 1~2배수 정도밖에 차이나지 않는 설정을 가지고 있다.

▲ SiSoft Sandra Titanium SP4 (Processor Arithmetic) 테스트 결과, 높을수록 좋다

▲ SiSoft Sandra Titanium SP4 (Procrssor Multimedia) 테스트 결과, 단위 Mpix/s, 높을수록 좋다

▲ SiSoft Sandra Titanium SP4 (Memory Bandwidth) 테스트 결과, 단위 GB/s, 높을수록 좋다

프로세서의 기본 연산 성능을 확인할 수 있는 SiSoft Sandra Titanium SP4의 테스트 결과에서, 코어 i9-9900의 성능은 코어 i9-9900K에 비해 그리 크게 밀리지 않는 모습이다. 전반적으로 멀티쓰레드 연산량을 확인하는 이들 테스트에서, 코어 i9-9900과 코어 i9-9900K의 성능 차이는 10%도 되지 않는 모습으로, 동작 속도로 따지면 약 2~3배수 정도가 될 것이다. 그리고 이 정도의 차이는 더 낮은 TDP 설정에 따라, 9900K보다 같은 조건에서 조금씩 더 낮게 설정된 터보 부스트 동작 속도가 직접적인 영향을 주었다고 볼 수 있겠다. 오히려 낮은 TDP와 기본 동작 속도에서 우려되는 쓰로틀링 등의 영향은 크게 보이지 않는 수준이다.

코어 i9-9900 프로세서는 멀티쓰레드를 적극적으로 사용하는 애플리케이션들에서, 명령어 셋 활용 등의 워크로드 유형과 부하에 따라, 올 코어 터보가 최대 4.6GHz 정도까지 동작하는 모습을 보였다. 이는 이상적인 동작 환경이라면 9900K와 1배수 정도밖에 차이나지 않는다. 하지만 비교적 낮은 TDP로 인해, AVX 등을 활용하는 고부하 작업에서는 9900K보다 지속성이 떨어지고, 기본 동작 속도로 내려갔다가 다시 올라오는 모습도 9900K보다 조금 더 자주 보이며, 기본 동작 속도 자체도 9900K보다 500MHz 더 낮다. 하지만 부하가 동적으로 움직이는 일반적 환경에서는, 이런 부담을 거의 느끼지 못할 것으로 보이는데, 약간의 여유만 있어도 다시 부스트 조건을 채울 수 있기 때문이다.

메모리 대역폭 측면에서, 코어 i9-9900과 9900K는 동일한 DDR4-2666 듀얼 채널 메모리 컨트롤러를 사용하는 만큼, 오차 범위 내에서 동일한 성능을 보여준다. 또한 이 메모리 성능은 같은 지원 사양을 가진 8세대 코어 프로세서와도 거의 차이가 나지 않는다. 절대적인 성능 측면에서는, 듀얼 채널의 DDR4-2666 메모리 컨트롤러는 일반적인 PC 수준에서 기대할 수 있을 정도의 성능과 확장성 정도는 충분히 갖추고 있으며, 비용적인 측면에서도 합리적이다. 그리고 이 메모리 컨트롤러 구성은 하이엔드 데스크톱 플랫폼과 메인스트림 급 플랫폼을 구분하는 주요 기술적 특징이기도 하다.

▲ 3DMark (Physics Tests) 테스트 결과, 높을수록 좋다

▲ PCMark 10 테스트 결과, 높을수록 좋다

게이밍에서의 프로세서 성능을 확인할 수 있는 3DMark의 물리 연산 테스트에서는, 두 가지 흥미로운 결과를 확인할 수 있다. 먼저 확인할 수 있는 점이라면, 비슷한 조건이라면 코어 i9-9900 프로세서의 결과는 9900K와 거의 차이가 나지 않는다는 것이다. 이는 비교적 테스트 부하가 적은 ‘Firestrike’부터, 높은 부하의 ‘Time Spy Extreme’까지 일관적으로 보이는 모습이다. 이에, 거의 모든 게이밍 환경에서 코어 i9-9900은 9900K에 뒤지지 않는 선택이며, 65W의 TDP로 인한 성능 차이도 실질적으로 크게 느껴지지 않을 수도 있다는 점을 확인할 수 있다.

두 번째는, 이전에 코어 i9-9900K 프로세서에서도 확인할 수 있었던 현상이지만, 내장 그래픽의 사용 여부에 따라 프로세서의 피직스 스코어에서 차이가 나는 경우가 있다는 것이다. 테스트 유형에 따라 다르지만, 작게는 5% 정도에서 크게는 20%에 가까운 수준까지 성능에 차이가 나는 것을 볼 수 있다. 그리고 이런 경향이 9900과 9900K 모두 판박이처럼 나오는 만큼, 이런 현상은 일단 TDP 때문은 아닌 것으로 보인다. 물론 게이밍 PC 구성에서는 거의 예외없이 별도의 고성능 그래픽카드를 사용할 것으로 기대되는 만큼, 큰 문제로 볼 필요는 없을 것 같다.

PCMark 10의 경우 내장 그래픽 구성에서 테스트를 진행했는데, 전반적인 생산성 측면에서는 충분히 손색없는 결과를 확인할 수 있다. 특히 65W TDP에서 8코어 16쓰레드 구성을 갖추고 있으면서도, 앱 시작 시간 등 사용자의 체감 성능을 좌우하는 ‘반응성’ 측면에서도 높은 점수를 얻은 것이 돋보이는 부분이다. 또한 8코어 16쓰레드 구성을 통한 멀티쓰레드 성능에서도 기존의 코어 i7 프로세서들보다 한 단계 높은 성능을 제공한다. 고성능 그래픽카드와 함께 조합된다면, 전반적인 생산성 환경의 성능도 한 차원 더 높아질 것으로 기대된다.

▲ Cinebench R15 테스트 결과, 높을수록 좋다

▲ Blender 2.79b (Gooseberry Production) 테스트 결과, 단위 초, 낮을수록 좋다

▲ POV-ray 3.7.1 beta9 테스트 결과 높을수록 좋다

프로세서 연산 성능을 확인할 수 있는 Cinebench R15의 테스트 결과에서도, 코어 i9-9900은 9900K에 버금가는 성능을 내는 것을 확인할 수 있다. 이는 이 테스트가 AVX 명령어를 제대로 사용하지 않는, 프로세서 연산 부하로는 비교적 가벼운 성격이기 때문에, 65W TDP의 9900도 충분히 테스트가 끝날 때까지 터보 부스트 성능을 유지할 수 있었기 때문으로 볼 수 있겠다. 하지만 14nm 공정 기반에서 8코어 16쓰레드 구성과 높은 동작 속도 설정을 가진 코어 i9-9900 프로세서가, 65W TDP의 범위 안에서도 상당수의 테스트에서 9900K 모델에 필적하는 성능을 보여주는 부분은 여러 모로 고무적이다.

AVX2 명령어를 지원하는 POV-ray 3.7.1 beta9의 테스트 결과에서는, 싱글 쓰레드에서는 5%, 멀티 쓰레드에서는 10% 정도의 성능 차이를 보여 주며, 여타 테스트 결과들보다는 조금 더 차이가 벌어지는 모습이다. 이는 더 낮게 잡힌 TDP에 따라 터보 부스트에 부하가 심한 AVX 명령어 사용시 오프셋이 적용되었을 것으로도 예상되는 부분이다. 하지만 i9-9900 프로세서의 성능은 9900K 대비 기대 이상 선전하는 모습을 보이고 있으며, 하위 모델인 코어 i7 프로세서들과 비교하면, 같은 코어 수에서도 하이퍼쓰레딩 기능의 유무로 얻을 수 있는 멀티쓰레드 성능의 차이는 꽤 큰 것으로 나타난다.

꽤 긴 시간 이루어지는 렌더링 작업에서는, 낮은 TDP가 성능에 직접적인 영향을 주기도 한다. Blender 2.79b에서 수행한 ‘Gooseberry Production’ 렌더링 테스트는 전체 작업을 끝내는 데 30분 이상이 걸리며, 터보 부스트 동작에서 TDP 설정에 따른 지속성 측면이 성능에 크게 반영되는 모습을 보였다. 9900K의 경우 34분가량 걸린 작업을 9900은 41분 정도에 끝냈으며, 이 때 나타나는 약 17% 정도의 성능 차이는 낮게 설정된 TDP에 따라 열과 전력소비량 등에서 마진이 적은 데 따른 터보 부스트의 지속성 측면에서 온 차이로 보인다. 물론 코어 i7 모델들과는 성능에서 분명한 격차를 보여주고 있지만, 더 지속적인 높은 성능을 기대한다면 TDP 여유가 있는 9900K 쪽이 좋을 것이다.

▲ 9세대 인텔 코어 i9-9900 주요 제원

메인스트림 급 데스크톱 플랫폼에서 특별한 고성능의 의미를 가지는 ‘코어 i9’ 브랜드에 속하는 ‘코어 i9-9900’ 프로세서는 지금까지 공존하기 힘들었던 다양한 특징들을 어느 정도 타협할 수 있을 만한 수준에서 공존시킨 것이 인상적이다. 특히 8코어 16쓰레드 구성의 프로세서와 높은 동작 속도, 65W라는 낮은 TDP를 모두 만족시키는 데 있어, 터보 부스트 기술의 의미가 이 정도로 각별하게 다가오는 프로세서가 지금까지 있었나 싶은 느낌이 들 정도다. 제한된 TDP 안에서 워크로드 유형에 따라 큰 폭으로 움직일 수 있게 설정된 터보 부스트 기술은, 최대한의 반응성과 처리량 모두를 잡을 수 있게 한 좋은 선택으로 보인다.

코어 i9-9900의 동작 특성 면에서 짚고 넘어갈 것은, 터보 부스트 동작 속도는 상황에 따라 달라진다는 것이 있겠다. 즉, 이전 세대들처럼 지속적으로 최대 터보 부스트가 유지되는 모습은, 프로세서의 역량보다 터보 부스트 설정이 낮아, 프로세서의 발목을 잡고 있었다는 의미로도 해석할 수 있을 것이다. 이에, 코어 i9 프로세서가 가진 높은 터보 부스트 배수는 지속성 측면보다는 순발력 측면에서 장점으로 봐야 할 부분이다. 그리고 제조사가 보증하는 최소한의 성능의 기준인 ‘기본 동작 속도’도 9세대 코어 프로세서에 와서는 본연의 의미가 좀 더 강조되는 계기를 맞고 있지 않나 하는 생각도 든다.

프로세서 성능에서 순발력과 지속성 모두를 감안했을 때도, 코어 i9-9900은 모든 유형의 PC 활용에서 최고 수준의 성능을 기대할 수 있을 역량을 갖추고 있다. 또한 65W의 TDP를 가진다는 점은, 이러한 고성능의 프로세서를 좀 더 부담없이 사용할 수 있다는 의미이기도 하다. 특히 Z 시리즈 칩셋의 고급형 메인보드가 아니더라도 어떠한 기능이나 성능도 잃지 않고 안정적으로 사용할 수 있다는 점은, PC의 본질인 목적에 충실하고자 하는 비용 효율적인 고성능 PC를 찾는 게이머나 크리에이터들에 있어 더욱 매력적인 선택이 될 수 있을 것으로 기대된다.

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