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리뷰 – 11세대 인텔 코어 i7-11700K 프로세서 : 특징

기사입력 : 2021년 03월 30일 23시 07분
ACROFAN=권용만 | yongman.kwon@acrofan.com SNS
인텔의 프로세서 제품군에서, 초대 코어 프로세서 이후 ‘코어 i7’은 고성능 PC를 위한 프로세서 제품군으로 굳건히 자리잡고 있으며, 워크스테이션이나 하이엔드 데스크톱 급의 성능을 상징하는 ‘코어 i9’ 브랜드의 등장 이후에도 여전히 PC에 가장 잘 어울리는 고성능 프로세서로써 중요한 위치에 있다. 특히, PC를 위한 당대 최고 성능을 목표로 하는 코어 i9과 달리, 코어 i7은 실제로 활용할 수 있는 고성능을 목표로 하는 기술적 구성을 갖추어, 지난 10세대 코어 i7 프로세서는 게이밍 등 실제 PC 사용 환경에서 가치가 높은 고성능 프로세서로 인기를 모았다.

최근의 멀티코어 시대에 프로세서의 성능 등급은 보통 같은 세대 안에서 ‘코어 수’로 나누는 것이 일반적이었으며, 인텔의 프로세서 안에서도 코어 i5, i7, i9 브랜드 사이의 차별화 요인은 코어와 쓰레드 수, 동작 속도의 조합이었다. 이에 따라 최대 10코어 구성을 선보인 10세대 코어 프로세서에서는 코어 i9이 10코어, i7이 8코어, i5가 6코어 구성으로, 대략 브랜드 간 20% 정도의 멀티쓰레드 성능 차이를 만들어 왔다. 하지만 프로세서의 마이크로아키텍처부터 큰 폭의 변화가 이루어진 11세대 코어 프로세서에서, 코어 i7과 코어 i9은 모두 8코어 16쓰레드 구성으로, 브랜드간 차별화 포인트는 ‘동작 속도’ 정도로, 코어 i7과 i9 브랜드간의 격차는 이제 이전 세대들보다 크게 줄어든 모습이다.

코드명 ‘로켓 레이크(Rocket Lake)’로 알려진 데스크톱 PC용 11세대 코어 프로세서에서, 코어 i7-11700K는 11세대 코어 i7 브랜드 중 최고의 성능을 가진 프로세서이자, 11세대 코어 프로세서 제품군 중에서도 최상위권의 성능을 갖춘 프로세서다. 코어 성능이 최대 19%까지 향상된 완전히 새로운 마이크로아키텍처를 기반으로 8코어 16쓰레드 구성과 높은 동작 속도를 갖춘 이 프로세서는, 특히 상위 모델인 코어 i9-11900K와 비교해도 큰 손색 없는 동작 속도에 오버클록킹도 가능해, 인텔 코어 프로세서의 K 시리즈 등장 이후 처음으로 오버클록킹을 통해 상위 모델을 뛰어넘을 수도 있을 가능성까지 가진, 여러 모로 주목할 만한 존재다.

▲ 11세대 코어 i7-11700K의 새로운 마이크로아키텍처는 최대 19% 향상된 IPC를 제공한다

코드명 ‘로켓 레이크’로 알려진 데스크톱 PC용 11세대 코어 프로세서에서 가장 주목해야 할 부분은, 6세대 코어 프로세서의 ‘스카이레이크(Skylake)’ 마이크로아키텍처 이후 5년여만에 새로운 마이크로아키텍처가 도입되었다는 것이다. 사실 ‘스카이레이크’ 이후 인텔의 차세대 마이크로아키텍처는 모바일용 10세대 코어 프로세서로 선보인 ‘아이스 레이크(Ice Lake)’에 사용된 ‘서니 코브(Sunny Cove)’ 마이크로아키텍처가 존재했다. 그리고 이 ‘서니 코브’ 마이크로아키텍처는 모바일용 프로세서에 먼저 선보인 이후, 데스크톱 PC와 서버용 프로세서에 이르기까지 순차적으로 기존의 스카이레이크 기반 마이크로아키텍처를 대체해 나갈 계획에 있으며, ‘로켓 레이크’에 사용된 ‘사이프러스 코브(Cypress Cove)’ 마이크로아키텍처 또한 이 ‘서니 코브’를 기반으로 한다.

데스크톱 PC용 11세대 코어 프로세서에 사용된 ‘사이프러스 코브’의 기반이 되는 ‘서니 코브’는 10nm 공정 기반으로 설계되었으며, 이전 세대 대비 아키텍처 차원에서 프론트엔드 확장과 분기예측 엔진 개선 등을 통해, 이전의 스카이레이크 기반 마이크로아키텍처 대비 최대 19%의 IPC 향상을 달성한 바 있다. 또한 기존에는 서버와 워크스테이션 급의 제온 스케일러블 프로세서 등에서만 지원되던 AVX-512와 DL Boost 기술을 지원하는 것도 특징으로, 이를 통해 프로세서의 벡터 연산 성능을 크게 끌어올릴 수 있었으며, 특히 최근 그 활용이 늘고 있는 AI 추론 애플리케이션을 프로세서로 사용할 때 큰 혜택을 제공했다.

현재 이 ‘서니 코브’의 파생형으로는 모바일용 11세대 코어 프로세서 ‘타이거 레이크(Tiger Lake)’에 사용된 ‘윌로우 코브(Willow Cove)’ 마이크로아키텍처, 이번 데스크톱 PC용 11세대 코어 프로세서를 위한 ‘사이프레스 코브’ 마이크로아키텍처가 있다. 이 세 마이크로아키텍처는 기본 구조와 기술적 특징을 공유하지만, 캐시 구조나 제조 공정 측면에서 차이를 보인다. ‘윌로우 코브’는 10nm SuperFin 공정으로 동작 속도를 크게 끌어올리고 1.25MB MLC등 캐시 용량을 보강했으며, ‘사이프러스 코브’는 아예 10nm 공정 기반의 아키텍처를 14nm 공정으로 재구성해 동작 속도를 극대화한 것이 특징이다.

인텔은 프로세서의 설계부터 생산까지 모든 과정을 직접 하는 것이 강점인 만큼, 지금까지 인텔의 프로세서 마이크로아키텍처는 특정 제조공정에 밀접하게 결합, 최적화되는 것도 특징이었다. 하지만 이는 아키텍처와 제조 공정 중 한 쪽의 전환이 여의치 않을 경우 변화를 주기 어려운 약점도 가지고 있다. 그리고 인텔은 이번 ‘로켓 레이크’에서 10nm 공정 기반으로 설계된 프로세서를 14nm 공정에 맞추어 재구성함으로써, 설계와 제조 공정의 분리라는 어려운 과제의 해결에도 한 발짝 다가선 것으로 평가할 만 하다. 궁극적으로는 유연한 모듈형 프로세서 구조, 제조공정과 설계의 분리를 통해, 시장의 요구에 가장 적합한 기술적 요소를 모아 제품을 구성하는 것에도 더 가까이 다가왔다.

▲ 코어 i7-11700K는 11세대 코어 프로세서 제품군에서 가장 매력적인 제품 중 하나일 것이다

데스크톱 PC용 11세대 코어 프로세서는 높은 동작 속도에 장점을 가지는 14nm 공정으로 제조되어, 가장 높은 성능을 갖춘 코어 i9-11900K는 최대 5.3GHz 동작 속도를 제공한다. 제품군은 6코어 12쓰레드 구성의 코어 i5, 8코어 16쓰레드의 코어 i7, i9으로 구성되며, 코어 i7과 i9은 공통적으로 8코어 16쓰레드 구성에 터보 부스트 맥스 3.0을 갖추고 있지만, 코어 i9 쪽은 좀 더 높은 동작 속도와 써멀 벨로시티 부스트(TVB: Thermal Velocity Boost) 기술로 동작 속도를 극대화해 성능 측면에서 약간의 차별화를 만들어 내는 모습이다. TDP는 일반 제품군에 기본 65W, 오버클록킹 가능한 K 시리즈 제품군은 125W 설정이며, 이에 따라 기본 동작 속도도 K 시리즈 쪽이 1GHz 가량 높다.

이에 11세대 코어 i7-11700K는 11세대 코어 프로세서 제품군에서 코어 i9-11900K와 함께 최고의 성능을 제공할 수 있는 특징을 갖췄다. 기본 125W TDP에 최대 250W의 PL2 설정을 가진 이 프로세서는, 기본 동작 속도 3.6GHz에 터보 부스트 맥스 3.0 기준 최대 5GHz 동작 속도를 가지며, 올 코어 터보는 최대 4.6GHz다. 물론 이 프로세서는 오버클록킹도 가능하며, 본격적으로 오버클록킹에 나설 경우 상위 모델인 코어 i9 제품군과의 차별점인 동작 속도 차이도 극복할 수 있을 것이다. 즉, 11세대 코어 i7 K 시리즈 프로세서는 인텔 프로세서 제품군에서는 십수년만에 등장한, 오버클록킹으로 상위 제품군을 넘어설 수 있을 가능성을 지닌 프로세서이기도 하다.

또한 11세대 코어 프로세서가 제공하는 새로운 특징으로는 ‘PCIe 4.0’ 공식 지원과 함께, 프로세서에서 제공하는 PCIe 레인 수가 늘어났다는 점이 있겠다. PCIe 4.0은 3.0 대비 최대 전송 속도가 두 배 높으며, 이는 향후의 고성능 그래픽카드나 NVMe SSD에서 더 높은 성능을 기대할 수 있게 한다. 또한 프로세서 제공 PCIe 레인 수가 16개에서 20개로 늘어나면서, 그래픽카드와 NVMe SSD를 모두 프로세서의 PCIe에 연결할 때 연결 속도를 타협할 필요가 없어졌다. 또한 고성능의 NVMe SSD를 한 개까지는 프로세서에 직접 연결할 수 있게 되면서, NVMe SSD 사용으로 인한 PCH 쪽의 DMI 대역폭 부담도 다소 해소할 수 있을 것으로 기대된다.

▲ 새로운 프로세서 내장 그래픽은 기능과 성능 모두가 큰 향상을 이루었다 (자료제공: Intel)

데스크톱 PC용 11세대 코어 프로세서는 프로세서 코어 뿐 아니라, 프로세서 내장 그래픽도 완전히 새로운 아키텍처 기반으로 바뀌었다. 데스크톱 PC용 11세대 코어 프로세서에 사용되는 ‘UHD 그래픽스 750’은 모바일용 11세대 코어 프로세서에서 선보인 바 있는 12세대 Xe 그래픽 아키텍처를 기반으로 하며, 기존의 9세대 아키텍처 기반의 ‘UHD 그래픽스 630’ 대비 기능과 성능, 확장성 등 모든 부분에서 큰 향상을 이루었다. 이 Xe 그래픽 아키텍처의 확장성은 프로세서 내장 그래픽에서부터 데이터센터용 HPC 가속기까지 확장될 수 있는 것으로 알려져 있는데, 이 중 데스크톱 PC용 11세대 코어 프로세서의 UHD 그래픽스 750은 가장 기본 단위인 1개 슬라이스, 32EU 구성만을 갖추고 있다.

새로운 Xe 아키텍처 기반의 ‘UHD 그래픽스 750’은 이전 세대까지 사용되던 9세대 아키텍처 기반의 ‘UHD 그래픽스 630’과 비교하면, EU 수는 24개에서 32개로 늘었고, 개별 EU의 성능 수준도 보강되어, 성능 측면에서는 이전 세대 대비 50% 정도의 향상을 기대할 수 있다. 하지만 1타일 32EU 구성은 모바일용 11세대 코어 프로세서에 탑재된 ‘Iris XE’에 비하면 1/3 수준의 구성인 만큼, 메인스트림 게이밍 등에서 엔트리급 외장 그래픽카드 수준의 성능을 기대하기는 어려울 것이다. 그리고 데스크톱 PC용 11세대 코어 프로세서에 32EU 1타일 구성만이 준비된 이유로는, 10nm 기반으로 설계된 GPU를 14nm로 옮기는 데서 오는 실리콘 면적 문제, 그리고 데스크톱 PC에서는 노트북 PC보다 고성능 외장 그래픽을 사용하는 경우가 많고, 내장 그래픽의 성능에 대한 요구가 비교적 적기 때문으로 보인다.

미디어 지원 측면에서, ‘UHD 그래픽스 750’은 이전 세대 대비 하드웨어 가속 가능한 영상 코덱 지원 폭이 더 늘어났다. 먼저, 하드웨어 디코딩 코덱 지원에서는, 12bit HEVC, VP9, 10bit AV1 코덱이 지원되어, 4K 이상의 영상 콘텐츠를 온라인으로 즐기는 데 있어 성능에 대한 부담을 없앴다. 또한 퀵싱크 인코덩의 하드웨어 인코딩 지원에서는 10bit VP9 지원이 추가되는 등 지원 폭이 넓어져, 실시간 녹화나 방송 송출, 비디오 컨퍼런스, 영상 편집 작업 등에서 뛰어난 성능 효율을 제공한다. 이 외에도, 프로세서 내장 그래픽의 HDMI 출력 규격이 1.4에서 2.0으로 바뀌면서, 11세대 코어 프로세서를 지원하는 모든 메인보드에서 HDMI 출력을 통해 4K 60Hz의 직접 출력이 가능하게 되었다.

▲ 이전 세대와 호환되는 플랫폼이지만, 이전 세대와는 많은 부분이 달라졌다

데스크톱 PC용 11세대 코어 프로세서는 기존의 10세대 코어 프로세서와 소켓과 플랫폼에 호환성을 가지지만, 11세대 코어 프로세서의 새로운 특징과 변경된 플랫폼 구성을 활용하려면 새로운 500시리즈 칩셋 기반 메인보드를 사용하는 것이 권장된다. 11세대 코어 프로세서에 최적화된 500시리즈 칩셋은, 11세대 코어 프로세서와 함께 사용할 때 기존보다 두 배 넓은 대역폭의 DMI 3.0 x8 연결을 사용해, 다양한 주변장치들과 프로세서 간의 최적화된 연결을 지원한다. 또한 주변장치 지원에서도 USB 3.2 Gen2x2 20Gbps 연결, Wi-Fi 6E나 썬더볼트 4 외장 구성의 지원이 추가되었다.

11세대 코어 프로세서와 500시리즈 칩셋은 오버클록킹 지원 측면에서도 변화가 있다. 먼저, 지금까지는 Z시리즈 칩셋에서만 프로세서와 메모리 오버클록킹이 가능했지만, 500시리즈 칩셋에서는 11세대 코어 프로세서와 H570, B560 칩셋 기반 메인보드의 조합에서 메모리의 오버클록킹 기능이 지원된다. 물론 프로세서의 오버클록킹은 여전히 Z590 칩셋 기반의 메인보드에서만 지원된다. 또한 오버클록킹 지원 기능에서도, 메모리 동작 속도를 PC의 재부팅 없이 실시간으로 변경할 수 있는 기능이 제공되며, AVX2와 AVX-512 오프셋과 전압 가드밴드 설정의 재정의, 프로세서의 AVX 지원 활성화 여부를 선택할 수 있는 옵션이 추가되었다.

한편, 새로운 플랫폼 디자인을 반영한 500시리즈 칩셋 기반 메인보드는 10세대 코어 프로세서와도 사용할 수 있지만, 10세대 코어 프로세서에 없는 DMI 3.0 x8 연결이나 NVMe SSD를 위한 프로세서에 직접 연결되는 PCIe 슬롯 등 몇 가지 특징은 사용할 수 없다. 또한 기존의 400시리즈 칩셋 기반 메인보드의 경우, 14nm 공정을 기반으로 만들어진 H470 이상의 상위 칩셋에서만 11세대 코어 프로세서를 지원 가능한데, 이는 새로운 프로세서를 위한 사이드밴드 채널 지원 등의 기술적 이유로 알려졌다. 물론, 현재의 B460, H410 칩셋 기반 메인보드는 코어 i3 프로세서 이하에서 나오는 10세대 코어 프로세서의 리프레시 모델과 좋은 조합이 될 것으로 기대된다.


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