처음 ‘개인용 컴퓨터(PC)’ 가 선보인 지도 이제 40년에 가까워졌고, 그 때부터의 목표였던 ‘1인 1PC’는 이제 그 목표를 초과 달성했다고 평가할 수 있을 정도가 되었다. 또한 PC는 이제 디지털화된 시대에 생활 속에서 없어서는 안 될 ‘필수품’의 위치에 있으며, 모바일 시대의 물결 속에서도 그 위상은 여전히 확고하다. 지난 한 해를 휩쓸고 지나간 ‘코로나-19’는 업무와 학업, 여가 등 생활의 상당 부분을 ‘비대면’ 형태로 전환하는 계기를 만들기도 했는데, 이러한 시대의 변화 속에서 가장 주목받은 것은 오히려 전통적인 폼팩터로 향후 도태될 것이라는 취급을 받던 ‘PC’이기도 했다.

이렇게 모든 사람의 생활 속에 디지털화가 진행되고, 디지털 기술과 현실을 연결하는 중요한 통로 중 하나로 PC가 활용되면서, PC에 요구되는 점 또한 다양해졌다. 누군가는 가장 기본적인 일상의 컴퓨팅 수요를 소화하는 정도만으로 만족할 수 있겠지만, 다른 누군가는 고화질 멀티미디어 환경을 중요하게 생각하고, 혹은 고성능 게이밍만을 생각할 수도 있으며, 어디에선가는 복잡한 작업을 PC로 다루고 있을 것이다. 이러한 다양한 요구 사항들을 충족시키는 데 있어, 인텔의 프로세서 또한 기본적으로는 이러한 요구들을 몇몇 유형으로 나누어, 이에 맞춘 제품군을 제시하고 있지만, 이 중에서도 ‘어디에 써도 무난한’ 성격을 가지는 제품의 존재는 모든 상황에서의 ‘모범 답안’으로 각별한 의미가 있다.

인텔이 새롭게 선보이는 데스크톱 PC용 11세대 인텔 코어 프로세서에서도, 코어 i5-11600K는 모든 PC 활용에서 수준급의 가치를 기대할 수 있는 프로세서다. 새로운 마이크로아키텍처와 내장 그래픽 코어, 새로운 플랫폼 디자인을 담은 11세대 코어 i5-11600K는, 새로운 마이크로아키텍처의 성능 향상에 힘입어 이전 세대 대비 의미 있는 성능 향상을 이루었으며, 모든 상황에서 비용 효율적인 성능을 제공한다는 점이 돋보인다. 또한 당대의 ‘표준 환경’을 제시하는 위치에 있는 코어 i5 브랜드에서부터 시작되는 11세대 코어 프로세서의 변화는, 앞으로 몇 년간의 PC 환경에서 보편적인 기준을 제시할 수 있을 것으로도 보인다.

▲ 메인스트림 급 프로세서의 새로운 기준이 될 11세대 인텔 코어 i5-11600K 프로세서

지금까지 인텔의 메인스트림 PC용 코어 프로세서와 플랫폼은 보통 두 세대에 한 번씩 의미 있는 변화를 겪어 오고는 했다. 이는 2세대 코어 프로세서 이후 하나의 소켓과 플랫폼이 두 세대를 지원하도록 한 정책에 따른 것이며, 이에 따라 프로세서의 마이크로아키텍처와 메모리 지원, PCH 연결이나 PCIe 확장성 지원 등의 변화는 보통 메인보드 소켓이 변해서, 직전 세대와의 물리적 호환성을 보장할 필요가 없을 때 이루어지는 것이 보통이었다. 하지만 이번 11세대 코어 프로세서에서는, 플랫폼 수준에서 이전 세대와의 호환성을 보장하면서도 프로세서의 마이크로아키텍처와 플랫폼 구성 전반을 거의 바꾸는, 대대적인 변화를 선보인 것이 특징이며, 이에 따라 세대간 성능 차이 또한 여느 때보다 분명하게 나타난다.

이제 11세대 째를 맞은 인텔 코어 프로세서에서, 코어 i5 제품군은 모든 면에서 균형잡힌 성능과 뛰어난 비용 효율 등이 요구되는, 시대에 요구되는 컴퓨팅 환경의 기준을 제시하는 ‘메인스트림’의 위치에 있다. 또한 인텔은 새로운 기술적 특징이 적용된 11세대 코어 프로세서 제품군을 코어 i5 이상에서만 선보이기로 발표한 만큼, 11세대 코어 i5 프로세서는 11세대 코어 프로세서의 새로운 기술을 만나볼 수 있는 가장 낮은 가격대의 제품이기도 하다. 한편, 코어 i3 이하의 제품군은 10세대 제품군의 리프레시 제품들이 발표될 예정이다. 11세대 코어 프로세서를 사용 가능한 메인보드는 새로운 500시리즈 칩셋 기반 메인보드, 혹은 400시리즈 중 H470, Z490 칩셋 기반 메인보드와 호환된다.

코드명 ‘로켓 레이크(Rocket Lake)’로 알려진 데스크톱 PC 용 11세대 인텔 코어 프로세서는 10nm 공정 기반의 마이크로아키텍처와 내장 GPU 아키텍처를 14nm 공정으로 재구성했으며, 최대 8코어 16쓰레드 구성과 Xe 아키텍처 기반 GT1급 프로세서 내장 그래픽을 갖추고 있다. 그리고 이 중 코어 i5 제품군은 6코어 12쓰레드, 12MB LLC 등의 기술적 구성과 함께, 이전 세대와 비슷한 수준의 동작 속도를 제공한다. 6코어 12쓰레드 환경은 일상에서의 컴퓨팅 수요에서부터 게이밍, 콘텐츠 제작 환경에 이르기까지 현재의 모든 PC 활용 환경에서, 성능과 비용 효용성 측면의 균형에서 뛰어난 지점 중 하나로 꼽히며, 이 지점에서부터 최신 기술의 도입은 앞으로의 PC 환경에도 중요한 영향이 기대된다.

현재 PC 시장의 메인스트림 급 구성인 6코어 12쓰레드 구성은, 점차 멀티 코어 프로세서의 멀티쓰레드 활용이 확대되는 환경에서 뛰어난 가치를 제공한다. 멀티쓰레드 환경의 활용이 늘어나고 있다지만, 8코어 이상을 제대로 활용할 수 있는 애플리케이션과 작업 환경은 여전히 극히 일부분일 뿐이며, 이러한 작업 환경 중 일부분은 별도의 ‘가속기’를 통해 성능과 효율을 높일 수 있다. 또한 사용자들의 ‘체감 성능’ 측면에서는 코어 수 이상으로, 개별 코어의 처리 성능과 동작 속도가 중요한 영향을 미친다. 이런 상황을 감안하면, 11세대 코어 i5 프로세서가 제공하는 적당한 수준의 코어 수, 높은 동작 속도, 그리고 새로운 명령어 셋과 내장 GPU의 워크로드 가속 기능의 조합은 PC 환경에서의 성능과 효율 모두를 극대화하는 접근법이 될 수 있을 것이다.

▲ 데스크톱 PC용 11세대 코어 프로세서의 새로운 아키텍처는 최대 19% 향상된 IPC와 새로운 명령어 지원을 제공한다

데스크톱 PC용 11세대 코어 프로세서에서 도입된 ‘사이프러스 코브(Cypress Cove)’ 마이크로아키텍처는 인텔이 모바일용 10세대 코어 프로세서에서부터 차세대 마이크로아키텍처로 선보인 10nm 공정 기반 ‘서니 코브(Sunny Cove)’를 기반으로, 14nm 공정으로 재구성한 것이다. 새로운 마이크로아키텍처는 이전의 ‘스카이레이크(Skylake)’ 아키텍처 대비 최대 19% 가량 향상된 IPC를 제공하며, 이에 따라, 11세대 코어 프로세서는 이전 세대의 상위 제품군에 필적할 만한 성능을 기대할 수 있게 되었다. 이와 함께, 새로운 명령어 셋인 AVX-512와 딥 러닝 부스트(Deep Learning Boost) 기술의 지원은, 점점 활용도가 높아져 가는 AI 추론 애플리케이션에서 이전 세대 대비 큰 폭의 성능 향상을 제공한다.

인텔이 데스크톱 PC용 11세대 코어 프로세서에서 지원하는 AVX-512는, 기존 AVX2 대비 벡터 연산 폭을 두 배로 넓혀, 대량의 데이터들을 쪼개고 다시 결합하는 과정 없이 한 번에 다룰 수 있게 됨으로써 성능과 효율 향상을 기대할 수 있다. 또한 딥 러닝 부스트와 VNNI는 AI 추론을 위한 3사이클의 AVX-512 합성곱 연산을 한 사이클에 처리할 수 있게 해, 추론 성능을 2~3배까지 높일 수 있는 기술이다. 한편, 인텔은 이 AVX-512 구현에 있어 기존의 AVX2 FMA 연산기 두 개를 결합해 하나의 AVX-512 연산기를 제공하는 것을 기본으로, 제온 스케일러블 프로세서 등에서는 별도의 AVX-512 전용 연산기를 추가 탑재해 2개의 연산 유닛을 제공하기도 하며, 이에 따른 성능 차이도 존재한다.

한편, 11세대 인텔 코어 i5-10600K 프로세서는 데스크톱 PC용 11세대 코어 프로세서 제품군 중 오버클록킹이 가능한 ‘K 시리즈’로, 기본적으로도 125W TDP 설정과 함께 높은 동작 속도를 통해 차별화되는 성능이 특징이다. 11세대 코어 프로세서에서 코어 i5 제품군은 터보 부스트 2.0 기술만 제공되지만, 기본 125W TDP와 250W PL2 설정을 가지고, 기본 동작 속도 3.9GHz에 1~2코어 최대 4.9GHz, 3~6코어 최대 4.6GHz의 비교적 높은 동작 속도를 제공한다. 특히, 상위 제품군이나 65W TDP의 일반 제품군들과의 비교에서도 전력량 제한이나 발열 측면에서 여유가 있어, 부스트 동작 성능의 유지나 오버클록킹 등에서도 비교적 여유로운 것이 장점이 될 것이다.

▲ 프로세서 내장 그래픽은 ‘Xe’ 아키텍처를 기반으로, 기존 대비 최대 50% 가량 향상된 성능을 제공한다 (자료제공: Intel)

데스크톱 PC용 11세대 코어 프로세서의 내장 그래픽은, 모바일용 11세대 코어 프로세서에서 처음 선보인 12세대 Xe 그래픽 아키텍처를 기반으로 하며, 이 또한 10nm 기반 설계를 14nm 기반으로 재구성했다. 이 Xe 아키텍처는 모바일용 11세대 코어 프로세서에서는 최대 3개 슬라이스, 96EU 구성까지 탑재된 바 있지만, 데스크톱 PC용 프로세서에서는 1개 슬라이스, 32EU 구성의 ‘UHD 그래픽스 750’ 탑재를 기본으로 한다. 이는 데스크톱 PC용 11세대 코어 프로세서가 10nm 공정 기반의 IP를 14nm 기반으로 구현함에 따른 면적 확보 문제도 있겠지만, 데스크톱 PC에서는 고성능 외장 그래픽카드의 사용이 더 선호되고, 내장 그래픽 코어의 성능 중요성이 낮은 시장 상황을 반영한 것으로도 보인다.

새로운 Xe 아키텍처 기반의 ‘UHD 그래픽스 750’은 기존 9세대 아키텍처 기반 ‘UHD 그래픽스 630’ 대비, EU 수와 개별 EU 성능 모두가 보강되어, 각종 최신 그래픽 API 지원과 함께 이전 세대 대비 최대 50% 가량 향상된 성능을 제공한다. 물론, 여전히 이 내장 그래픽 코어는 게이밍이나 GPU 연산 성능 등에서 제대로 활용할 수 있는 성능 수준을 제공하지는 못한다. 하지만 11세대 코어 프로세서의 ‘UHD 그래픽스 750’은 GPU로의 가치 이상으로, 특정 멀티미디어 워크로드 처리에 있어서 ‘가속기’로는 훌륭한 가치를 제공하며, 특히 프로세서에 탑재된 비디오 디코드 엔진에서는 12bit HEVC나 10bit AV1 등의 최신 규격을 지원하는 등, 영상 콘텐츠를 다루는 데 있어서는 높은 가치를 제공한다.

디스플레이 지원 측면에서는, 프로세서 차원에서의 HDMI 출력 지원 규격이 1.4에서 2.0으로 바뀌었다. 이전 세대까지는 메인보드 설계에 있어, 4K 60Hz가 가능한 HDMI 2.0 지원을 위해서는 디스플레이포트 출력에 변환 칩을 사용해야 했다. 하지만 이번 세대부터는 HDMI 2.0이 기본 규격이 되어, 4K 60Hz 출력을 위해 복잡한 변환 설계를 할 필요가 없게 되었다. 또한, 디스플레이포트 출력에서의 HBR3 모드 지원으로 4K 120Hz와 그 이상의 해상도 표현을 지원할 수 있다. 이 외에도, 내장 그래픽 코어에서 제공되는 퀵싱크 인코더는 AVX, HEVC 10bit, VP9 10bit 등의 규격을 하드웨어로 처리할 수 있어, 고화질 영상의 녹화나 방송 송출 등을 프로세서 성능 부담 없이 실시간 처리할 수 있다.

▲ 기존의 10세대와 소켓은 호환되지만, 플랫폼 전반의 구성은 상당히 많이 바뀌었다

11세대 코어 프로세서와 플랫폼은 기존 10세대 코어 프로세서 기반 플랫폼과 물리적인 호환성을 가지지만, 새로운 프로세서와 칩셋 기반의 플랫폼에서만 제공되는 다양한 새로운 기술적 특징들을 가지고 있다. 먼저, 11세대 코어 프로세서에서는 프로세서에 포함된 PCIe 지원 규격이 기존의 3.0보다 두 배 넓은 대역폭을 제공하는 PCIe 4.0을 공식 지원하며, 프로세서에서 제공하는 PCIe 레인도 기존 16레인보다 4레인 늘어난 20레인 구성을 제공한다. 이를 통해, 프로세서에 직접 연결되는 PCIe 레인에 그래픽카드와 NVMe SSD를 연결하면서 레인 분할 등을 걱정할 필요가 없어졌으며, PCH를 통한 연결보다 좀 더 뛰어난 성능을 기대할 수 있게 되었다.

11세대 코어 프로세서와 함께 선보이는 500시리즈 칩셋은, 10, 11세대 코어 프로세서를 모두 지원하지만, 11세대 코어 프로세서와의 연결에서는 기존보다 두 배 넓은 대역폭을 가진 DMI 3.0 x8 연결을 사용한다. 이를 통해, 칩셋을 거쳐 연결되는 PCIe, NVMe, USB 3.2Gen2, Wi-Fi 6 등 최신 고속 인터페이스의 활용에서 DMI 전송 대역폭 부족으로 오는 병목 현상을 줄여줄 수 있을 것으로도 기대된다. 또한 500시리즈 칩셋은 USB 컨트롤러에서 최대 3개의 USB 3.2Gen2x2 20Gbps 연결을 지원하며, 별도 칩셋의 구성을 통한 Wi-Fi 6E, 썬더볼트 4 연결 구성 지원도 제공된다. 한편, 400시리즈 칩셋에서는 H470, Z490 등의 칩셋만 11세대 코어 프로세서를 사용할 수 있다.

한편, 새로운 500시리즈 칩셋은 11세대 코어 프로세서의 오버클록킹 지원 측면에서도 새로운 기능을 제공한다. 먼저, 500시리즈 칩셋에서는 모든 오버클록킹 관련 기능이 지원되는 Z590 이외에도, 기존에는 오버클록킹 관련 기능이 전혀 지원되지 않던 H570과 B560 칩셋과 11세대 코어 프로세서의 조합에서 메모리의 오버클록킹 기능이 제한적으로 지원된다. 또한 11세대 코어 프로세서와 500시리즈 칩셋 기반 메인보드에서는 메모리의 동작 속도나 XMP 프로필을 재부팅 없이 실시간으로 적용, 변경할 수 있게 되었다. 이 외에도, 프로세서의 오버클록킹에서 AVX2, AVX-512의 오프셋, 전압 가드 밴드 설정의 재정의가 가능해졌고, 프로세서의 AVX 지원 여부를 강제 비활성화할 수 있는 옵션도 추가되었다.


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