[리뷰] 변화의 기틀을 닦다, 인텔 코어 i9 7900X

[IT동아 강형석 기자] 인텔 고성능(하이엔드) 프로세서 라인업에 일대 변화가 일어났다. 오랜 시간 명맥을 이어가던 코어 i7에 i5와 i9가 새로 추가된 것이다. 그것도 모자라 새로 출시될 프로세서들은 일제히 교통정리가 이뤄졌다. K 대신 X라는 이름을 일제히 부여 받았기 때문이다. 인텔이 지난 6월 공개한 코어 X(엑스)-시리즈가 그 주인공이다.

6세대가 된 코어 X-시리즈 프로세서는 기존과 달리 두 가지 설계가 섞여 운용된다. 쿼드코어 이상 라인업은 기존 6세대 코어 프로세서의 근간이 되는 스카이레이크(Skylake) 기반이며, 그 이하는 현재 일반 데스크탑 라인업으로 시장에 판매 중인 카비레이크(Kaby Lake)에 기반한다. 기존에는 이전 세대 설계가 적용된 서버용 프로세서에 기초해 고성능 데스크탑 프로세서가 출시됐었다.

지난해 5세대 코어 i7 익스트림 프로세서 출시에 이어 1년 만에 큰 변화를 만난 6세대 코어 X-시리즈 프로세서. 그 변화를 코어 i9 7900X 프로세서를 통해 알아봤다.

달라진 플랫폼, 새로운 기술

코어 i9 7900X 프로세서는 기존 프로세서와 크게 다를 것이 없어 보인다. 코드명 스카이레이크 기반의 설계가 그대로 적용되어 있지만 해당 제품의 데스크탑 프로세서의 최대 구성인 4코어 8쓰레드(4C/8T) 구성에서 10코어 20쓰레드(10C/20T) 구성이 된 점만 다르다. 마치 단순히 구성만 본다면 인텔 제온 스케일러블 프로세서 라인업인 골드 5115 프로세서(10C/20T, 3.2GHz)와 매우 유사하다.

새로운 고성능 데스크탑 프로세서를 위해 인텔은 플랫폼 변경을 결정했다. 기존 4세대와 5세대 코어 i7 익스트림 프로세서는 X99 메인보드 칩셋과 LGA 2011-v3 소켓 기반을 중심으로 전개됐다. 6세대가 되는 코어 X-시리즈는 X299라는 이름의 메인보드 칩셋과 함께 LGA 2066 소켓과 호흡을 맞춘다.

때문에 기존 인텔 코어 익스트림 프로세서와의 호환성은 전혀 없다. X299가 등장해도 당분간 X99 플랫폼은 유지될 전망이기에 아직 괜찮아 보일지 모르겠지만 혹여 단종될 때를 고려해 여분의 부품을 미리 준비해야 할지도 모를 일이다.

다시 프로세서에 대해 알아보자. 코어 i9 7900X는 구조상 변화가 존재한다. 우선 캐시 메모리를 다루는 것에서 시작한다. 코어 i7 프로세서, 예로 코어 i7 7700K만 해도 총 8MB 용량의 캐시가 제공된다. 4개의 코어가 자유롭게 접근할 수 있는 구조다. 대신 코어 i9 7900X는 코어당 1.375MB 용량이 할당되어 총 13.75MB의 L3 캐시가 제공된다. 기존 제품이 코어당 2.5MB씩 할당된 것과 비교하면 절반 수준으로 줄어든 것이다.

그러나 중간 단계(Mid-Level)의 캐시 용량은 기존 코어당 256KB에서 1MB로 크게 들었다. 그러니까 전체적인 캐시 메모리 용량은 늘었다고 보는 것이 맞겠다.

캐시 사용 정책의 변화는 이번이 처음이다. 인텔은 프로세서에 단계별로 캐시 메모리를 탑재해 왔다. 현재는 총 3차(L1-L2-L3)에 걸쳐 제공된다. L1과 L2는 코어와 직접적으로 L3는 독립적으로 운영되는 방식이다. 그러나 이번에는 모든 캐시가 직접적으로 운용되는 방식으로 변경됐다. 모든 단계의 캐시를 모두 통합해 활용할 수 있으므로 데이터 처리 측면에서는 유리한 고지를 점할 수 있다.

문제는 각 캐시 메모리 구성에 따라 접근 속도가 다르다. 흔히 속도는 L1>L2>L3 순인데, 2단계까지는 빠르지만 3단계 캐시 메모리는 상대적으로 느리다. 인텔이 이를 어떻게 극복했는지 여부가 성패를 가르는 열쇠가 될 가능성이 있다.

설계의 변화도 이뤄졌다. 기존 5세대 코어 익스트림 프로세서까지는 코어와 캐시, 컨트롤러 등이 원형으로 연결되는 링버스(Ring-Bus) 설계를 취해왔다. 그러나 새 프로세서는 원형으로 연결된 것이 아니라 그물처럼 엮인 메쉬(Mesh) 방식 구조를 따른다. 각 코어와 컨트롤러, 캐시 등이 그물처럼 엮인 형태로 통신한다는 의미다.

장점은 설계의 이점에 있다. 코어의 수를 쉽게 늘릴 수 있는 것은 물론이고 불필요한 공간을 줄여 응답 속도와 높은 대역폭을 확보할 수도 있다. 14nm 이하로 공정이 미세해진다면 집적도는 더 향상될 가능성도 존재한다. 첫 도전이기 때문에 새로운 설계가 어떤 결과로 이어질지는 지켜볼 필요가 있겠다.

이렇게 탄생한 인텔 코어 i9 7900X 프로세서는 최종적으로 3.3GHz의 작동 속도, 최대 4.3GHz까지 상승하는 능력을 갖췄다. 이 최대 속도는 모든 코어가 4.3GHz까지 상승한다는 의미는 아니다. 이 외에도 140W의 열설계전력(TDP)와 DDR4-2666MHz 대역에 대응하는 쿼드채널 메모리 구조 등이 특징이다. 명령어는 AVX-512가 새로 추가된 것이 눈에 띈다.

새로운 코어 i9 프로세서의 성능은

7세대 코어 i9 7900X 프로세서의 성능을 확인해 볼 차례. 자체 성능과 함께 이전 세대 프로세서와의 비교를 통해 어느 정도의 성능 향상이 있는지 알아봤다. 비교 대상은 2세대 이전의 인텔 최상위 프로세서, 코어 i7 5960X다. 3GHz로 작동하고 8개의 코어와 16개 쓰레드를 제공한다. 같은 코어와 쓰레드를 제공하는 코어 i7 6950X와 비교하는 것이 바람직하지만 출시 1년 남짓한 시스템에서 새 플랫폼으로 이동할 소비자보다 이전 세대 고성능 프로세서 사용자가 업그레이드할 가능성에 초점을 두었다.

테스트에 쓰인 코어 i7 5960X 시스템은 32GB DDR4-2,600MHz 메모리와 에이수스 X99-디럭스 메인보드, 인텔 730 시리즈 SSD 240GB 등과 호흡을 맞췄다. 코어 i9 7900X 프로세서는 동일한 메모리와 SSD에 메인보드만 에이수스 스트릭스 X299-E 게이밍을 사용했다. 동일하게 적용한 부품은 그래픽카드로 조텍 지포스 GTX 1070 AMP 익스트림이 쓰였다.

이미지 렌더링 작업을 통해 프로세서의 성능을 확인하는 시네벤치 소프트웨어를 먼저 실행해 봤다. 프로세서의 수에 따라 렌더링 진행 속도도 빨라진다. 예로 쿼드코어 프로세서라면 4개의 상자가 계속 그림을 그려내고, 8개라면 8개의 상자가 그림을 그려낸다. 코어 i9 7900X는 10코어 20 쓰레드 구성. 20코어가 있는 효과이므로 씨네벤치에서는 20개의 상자가 동시에 그림을 그려낸다.

테스트를 실행하니 매우 빠른 속도로 이미지를 그려낸다. 약 1분 남짓한 시간이 흐르니 완성된 결과물을 보여주고, 점수는 2,460을 기록했다. 코어 i7 5960X 프로세서의 1,402점과 비교하면 제법 앞서가는 성능이다. 단순히 2코어 4쓰레드 차이지만 하스웰과 스카이레이크 설계의 구조적 차이에서도 성능 변화가 크게 존재함을 알 수 있다.

프로세서는 물론 게이밍 성능까지 다양하게 측정하는 PC마크 10 소프트웨어를 실행해 성능을 측정해 봤다. 먼저 종합 성능을 측정해 봤다. 코어 i9 7900X는 8310점을, 코어 i7 5960X는 6833점을 각각 기록했다.

그러나 종합 점수 외에 세부 항목 중 하나인 디지털 콘텐츠 생성 항목을 보면 차이가 극명하게 드러난다. 코어 i9 7900X는 9998점, 코어 i7 5960X는 7106점을 기록했다. 이 외에도 필수(Essentials) 측정 항목과 생산성 측면에서도 프로세서간 차이가 뚜렷하게 나타났다. 하지만 그래픽카드의 영향을 더 많이 받는 게이밍 항목에서는 두 프로세서의 차이가 미미했음을 알 수 있었다.

결과적으로 보면 프로세서 자체의 성능에서는 최신 설계와 다양한 명령어를 동반한 코어 i9 7900X 프로세서가 유리한 고지를 점하는 모습이다. 이 정도 차이라면 동일한 설계에 미세공정이 도입된 코어 i7 6950X 프로세서와 비교해도 나은 성능을 기록하지 않을까 하는 예상도 해 본다.

가격은 높지만 다중 코어 프로세서의 매력은 충분해

122만 9,000원. 코어 i9 7900X 프로세서의 인터넷 최저가 중 하나다. 일반적인 고성능 프로세서를 40~50만 원 사이에서 구매 가능하다는 점을 감안하면 배 이상의 가격대를 형성하고 있다. 여기에 전용 플랫폼(메인보드)에 두 배 많은 메모리 등을 구성하기 위한 비용이 추가 지출된다. 제대로 구성하면 프로세서와 메인보드, 메모리 가격으로 200만 원 이상이 소요된다.

부담스럽지만 10코어 20쓰레드가 제공하는 탄탄한 다중작업 성능은 압권이다. 이미 2~3년 이전을 호령하던 초고성능 프로세서 정도는 가볍게 압도하는 모습을 보여줬기 때문이다. 물론 바로 이전 세대 프로세서의 성능도 조금이나마 앞설 것이다. 이는 많은 부하가 걸리는 작업 여럿을 동시에 수행하는 환경에서는 매력적인 요소가 될 것이다.

항간에는 전원부(VRM) 발열에 대한 이야기가 많았다. 실제로 테스트 중 오버클럭을 여럿 시도했지만 이전 프로세서와 달리 난이도가 제법 높았다. 그러나 프로세서 자체의 발열이 높은 것은 아니었다. 자체 테스트를 해보니 편차는 있지만 일반적인 프로세서와 크게 다르지 않은 모습이었다. 간혹 부하가 걸리는 작업에서 90도까지 코어 온도가 치솟기는 했지만 인터넷 상에서 떠도는 괴담(?) 수준까지는 아니었다. 예로 2단 라디에이터가 기본인 일체형 수랭 냉각장치를 반드시 써야 할 필요는 없다는 말이다. 어느 정도 성능이 나오는 공랭 냉각장치로도 충분했다.

사실 일반 게이머 입장에서 본다면 코어 i7 7700K 정도로도 훌륭한 성능을 낸다. 그러나 그 이상의 가치를 보는 하드코어 게이머라면 군침 도는 아이템일 수 있겠다. 고성능 그래픽카드 2~3개와 NVMe 기반 초고속 SSD 등을 아낌 없이 장착하는 이들에게 해당되는 이야기다. 그 외에도 콘텐츠 제작자, 실시간 방송(영상) 송출 환경에서도 최적의 성능을 제공할 것으로 예상된다.

글 / IT동아 강형석 (redbk@itdonga.com)