2020.08.14

이것은 절치부심?··· 인텔이 발표한 타이거 레이크 깜짝 성능에 ‘눈길’

Brian Cheon | CIO KR
인텔이 11일(현지 시간) 온라인으로 진행한 ‘인텔 아키텍처 데이’ 행사에서 타이거 레이크(Tiger Lake) 칩에 대한 정보를 추가 공개했다. 새 윌로우 코드(Willow Cove) CPU 아키텍처, 통합 Xe GPU에 더해 비약적인 주파수 증가를 약속한 점이 눈에 띈다. 



인텔은 타이거 레이크가 트랜지스터 업데이트를 통해 “세대를 뛰어넘는 성능 향상”을 제공할 것이라고 주장했다. 또 PCI 익스프레스 Gen 4와 썬더볼트 4와 같은 몇몇 플랫폼 기본 기능을 공개했다. 

타이거 레이크의 존재는 비밀이 아니다. 인텔은 작년 공개 로드맵에 타이거 레이크 계획을 공개했다. 당시 회사는 타이거 레이크에 새로운 아키텍처, Xe 코어와의 첫 통합, 최신 디스플레이 기술 및 차세대 I/O 기술을 통합할 것이라고 밝힌 바 있다. 타이거 레이크는 오는 9월 2일 출시될 예정이다. 

인텔은 또 연말까지 50여 종 이상의 타이거 레이크 노트북이 출하될 것이라고 자신했다. 한편 인텔은 물량 부족 현상을 방지하기 위해 당초 의도보다 더 많은 타이거 레이크 프로세서의 출시를 보류하고 있는 것으로 관측되고 있다.



새로운 트랜지스터 기술이 성능 향상 ‘근간’
인텔이 언급한 ‘트랜지스터 업데이트’라는 표현은 의미가 클 수 있다. 프로세서 성능의 발전은 일반적으로 제조 기술의 연속적인 발전과 전반적인 설계 개선에 기인한다. 인텔은 지난 몇 년 동안 스카이 레이크, 카비 레이크, 쿠퍼 레이크에 14nm 공정을 적용했다. 제조 공정은 아이스 레이크와 코멧 레이크에 이르러서야 10nm로 업그레이드됐다. 

이러한 느린 속도로 인해 경쟁사 AMD는 경쟁력을 높일 수 있었다. AMD는 7nm 공정을 도입하며 인텔을 앞서 나갔다. 최근 인텔이 7nm로의 전환이 지연될 것이라고 발표하자 업계에서는 AMD의 선전이 계속될 것으로 관측하곤 했다. 


인텔의 발표대로라면 타이거 레이크는 기대 이상의 경쟁력을 갖출 수 있다. 

그러나 이러한 예상이 빗나갈 수도 있게 됐다. 기술 개발 및 인터커넥트 분야를 담당하는 루스 브라이언 인텔 펠로우는 아이스 레이크에서 타이거 레이크로 진화하면서 나타난 인터노드 성능 향상이 여러 14nm 세대에서 이뤄진 모든 인터노드 개선의 총합과 맞먹는 수준일 것이라고 말했다. 

브라이언은 “풀 노드 전환과 거의 동일한 수준이다”라고 말하면서 제조 측면에 존재하는인텔과 AMD의 격차가 실제로는 훨씬 적을 것이라고 주장했다. 

이러한 성능 향상의 근간에는 트랜지스터의 발전이 있다. 10년 전 인텔은 ‘FinFET’이라고 불리는 재설계된 트랜지스터 기술을 개발한 바 있다. 이제 인텔은 금속 스택의 일부인 "초 금속 절연체 금속 커패시터"를 사용하여 향상된 FinFET 트랜지스터를 만들어냈다고 밝혔다. 이 ‘슈퍼핀’(SuperFIN) 트랜지스터 기술로 인해 제조 공정 측면의 약점을 만회할 수 있는 것으로 풀이된다. 

인텔은 명명법도 변경했다. 혼란을 초래했던 ‘14nm++’ 명명법이 사라지고 슈퍼핀으로 대체된다. 인텔의 아키텍처, 그래픽 및 소프트웨어 부문 수석 부사장, 수석 아키텍트 및 총괄 관리자 라자 코두리는 “플러스 표기가 너무 많았다. 플러스 수를 혼동할 수도 있었다”라고 말했다. 


타이거 레이크의 성능이 비약적인 핵심 이유는 트랜지스터 기술의 발전이다. 

타이거 레이크가 제시할 혜택은?
인텔은 타이거 레이크와 관련해 여러 목표를 설정했다. 세대를 넘어서는 프로세서 성능 향상과 내장 그래픽의 비약적인 발전, 전 세대 수준의 전력 소비 등이다. 인텔의 클라이언트 엔지니어링 그룹 부사장이자 클라이언트 및 코어 개발 그룹의 총괄 관리자인 보이드 펠프스는 타이거 레이크 칩 라인업이 소비 전력 10와트 미만에서 65와트 사이의 다양한 구성으로 설정될 것이라고 전했다. 

인텔이 밝힌 타이거 레이크 플랫폼의 주요 정보는 다음과 같다. 

• 이전 세대에 비해 "드라마틱한" 주파수 증가
• 낮은 작동 전압
• XeLP 통합 그래픽 최대 96 개 EU
• PCI 익스프레스 Gen4
• LP4x-4267 및 DDR4-3200 DRAM 지원, 로드맵에 LP5-5400 포함
• 가우시안 뉴럴 가속기(Gaussian Neural Accelerator)를 사용하여 계산할 때 20 % 낮은 전력
• 4K/30Hz 비디오 및 27MP 정지 이미지를 지원하는 이미징, 4K/90Hz 비디오 로드맵 포함
• 썬더볼트 4, USB4 지원

펠프스에 따르면 인텔은 슈퍼핀 트랜지스터를 통해 성능 향상을 도모하는 한편, 주변 로직이 사용하는 전력 회로를 재설계하고 절감된 전력을 재할당함으로써 CPU가 과열되지 않고 더 높은 클럭을 얻을 수 있도록 했다. 그는 “우리의 기대치를 훨씬 뛰어넘는 성과가 나타났다”라고 말했다. 


더 높은 클럭을 더 적은 전력으로 달성할 수 있게 됐다는 설명이다. 5GHZ에 육박하는 클럭 속도에 주목할 필요가 있다. 

타이거 레이크는 윌로우 코브 CPU 코어에 기반해 구축됐으로 종전보다 더 큰 1.25MB 캐시를 내장한다. 아이스 레이크와 코멧 레이크는 서니 코브 코어에 기반하고 있다. 인텔이 제시한 동영상에 따르면 윌로우 커브는 5GHz에 육박하는 값을 보여주는 반면, 서니 코브는 4GHz 수준이다. 펠프스는 “이는 상당한 향상이다”라고 강조했다. 


인텔이 표현한 서니 코드와 윌로우 커브의 클럭 속도 차이.

인텔 측은 또 전력과 서멀 헤드룸을 재할당함으로써 내장 GPU의 크기를 늘릴 수 있었다고 설명했다. 인텔이 과거 발표한 Xe 아키텍처의 첫 번째 구현에 해당한다. Xe는 인텔이 게이머를 겨냥해 출시하는 새 독립형 GPU의 기반이 될 기술이다. 타이거 레이크에 내장된 Xe LP 파생 기술은 64 개 EU에서 96개 EU를 수용한다. 인텔은 종전 아이스 레이크보다 더 빠른 성능을 보여줄 것이라고 밝혔지만, 구체적인 성능 향상 폭에 대해서는 밝히지 않았다. 인텔은 또 AI 기반 작업을 위해 가우시안 뉴럴 가속기를 개선해 관련 작업 시 CPU 사용률을 20% 줄였다고 밝혔다. 



상기 개선점들이 제 성능을 발휘하기 위해서는 메모리 성능의 개선이 필수적이다. 인텔은 이를 위해 I/O 패브릭 대역폭을 두 배로 늘렸고 더 빠른 메모리 지원을 포함시켰다. 펠프스는 LP4x-4267 및 DDR4-3200 DRAM부터 시작해 궁극적으로 LP5-5400으로 가는 경로에 해당한다고 설명했다. 보안 기술인 ‘토탈 메모리 인크립션’도 새롭게 추가됐다. 

PCI 익스프레스 4.0(PCIe 젠4) 또한 빼놓을 수 없는 업데이트다. 종전에는 AMD만 구현했었다. 타이거 레이크는 CPU 자체로부터 곧바로 연결되는 PCIe 4.0 레인을 추가했다. 인텔이 SSD와 같은 장치에 8GBps 메모리 대역폭을 허용할 것이라고 언급할 것을 감안할 때 최대 4개의 레인이 있는 것으로 추정된다. 펠프스는 PCIe 4.0을 CPU에 직접 연결하면 교환 대기 시간이 100ns 줄어든다고 말했다. 

과거 아이스 레이크 공개에서와 같이 타이거 레이크 플랫폼에 대한 정보는 아직 일부만 공개됐다. 그러나 몇몇 결정적인 개선이 포함될 것으로 기대되고 있으며 썬더볼트 4 및 USB4 지원도 이에 해당한다. 펠프스는 타이거 레이크 PC의 경우 USB-C 포트도 더 강력할 것이라고 전했다. 디스플레이포트 알트 모드 및 터널링 지원 외에도 USB-C를 통한 외부 개별 그래픽 카드 출력 입력 및 멀티플렉싱 기능이 향상될 것이라는 설명이다. 

인텔은 13일 타이거 레이크가 디스플레이와의 연결을 감안한 전용 등시성 데이터 경로(isochronous data path)를 포함할 것이라는 사실도 발표했다. 좀더 자세한 정보는 추후 공개될 전망이다. 인텔은 또 타이거 레이크의 이미지 파이프라인이 무슨 이유로 강력하게 설정됐는지 설명하지 않았다. 오늘날 PC 플랫폼이 대개 1MP의 카메라를 이용하고 있는 것을 감안하면 ‘4K/30 비디오, 4K/90 로드맵 포함, 최대 42MP의 27MP’에 이르는 수치는 다소 지나치게 높아 보이는 측면이 있다. 

AMD에게 속수무책으로 점유율을 내주던 인텔이 예상을 넘어서는 성능 향상과 Xe GPU 내장으로 반격을 시도하는 양상이다. 9월 2일 타이거 레이크의 등장을 유심히 지켜볼 만한 이유다. ciokr@idg.co.kr



2020.08.14

이것은 절치부심?··· 인텔이 발표한 타이거 레이크 깜짝 성능에 ‘눈길’

Brian Cheon | CIO KR
인텔이 11일(현지 시간) 온라인으로 진행한 ‘인텔 아키텍처 데이’ 행사에서 타이거 레이크(Tiger Lake) 칩에 대한 정보를 추가 공개했다. 새 윌로우 코드(Willow Cove) CPU 아키텍처, 통합 Xe GPU에 더해 비약적인 주파수 증가를 약속한 점이 눈에 띈다. 



인텔은 타이거 레이크가 트랜지스터 업데이트를 통해 “세대를 뛰어넘는 성능 향상”을 제공할 것이라고 주장했다. 또 PCI 익스프레스 Gen 4와 썬더볼트 4와 같은 몇몇 플랫폼 기본 기능을 공개했다. 

타이거 레이크의 존재는 비밀이 아니다. 인텔은 작년 공개 로드맵에 타이거 레이크 계획을 공개했다. 당시 회사는 타이거 레이크에 새로운 아키텍처, Xe 코어와의 첫 통합, 최신 디스플레이 기술 및 차세대 I/O 기술을 통합할 것이라고 밝힌 바 있다. 타이거 레이크는 오는 9월 2일 출시될 예정이다. 

인텔은 또 연말까지 50여 종 이상의 타이거 레이크 노트북이 출하될 것이라고 자신했다. 한편 인텔은 물량 부족 현상을 방지하기 위해 당초 의도보다 더 많은 타이거 레이크 프로세서의 출시를 보류하고 있는 것으로 관측되고 있다.



새로운 트랜지스터 기술이 성능 향상 ‘근간’
인텔이 언급한 ‘트랜지스터 업데이트’라는 표현은 의미가 클 수 있다. 프로세서 성능의 발전은 일반적으로 제조 기술의 연속적인 발전과 전반적인 설계 개선에 기인한다. 인텔은 지난 몇 년 동안 스카이 레이크, 카비 레이크, 쿠퍼 레이크에 14nm 공정을 적용했다. 제조 공정은 아이스 레이크와 코멧 레이크에 이르러서야 10nm로 업그레이드됐다. 

이러한 느린 속도로 인해 경쟁사 AMD는 경쟁력을 높일 수 있었다. AMD는 7nm 공정을 도입하며 인텔을 앞서 나갔다. 최근 인텔이 7nm로의 전환이 지연될 것이라고 발표하자 업계에서는 AMD의 선전이 계속될 것으로 관측하곤 했다. 


인텔의 발표대로라면 타이거 레이크는 기대 이상의 경쟁력을 갖출 수 있다. 

그러나 이러한 예상이 빗나갈 수도 있게 됐다. 기술 개발 및 인터커넥트 분야를 담당하는 루스 브라이언 인텔 펠로우는 아이스 레이크에서 타이거 레이크로 진화하면서 나타난 인터노드 성능 향상이 여러 14nm 세대에서 이뤄진 모든 인터노드 개선의 총합과 맞먹는 수준일 것이라고 말했다. 

브라이언은 “풀 노드 전환과 거의 동일한 수준이다”라고 말하면서 제조 측면에 존재하는인텔과 AMD의 격차가 실제로는 훨씬 적을 것이라고 주장했다. 

이러한 성능 향상의 근간에는 트랜지스터의 발전이 있다. 10년 전 인텔은 ‘FinFET’이라고 불리는 재설계된 트랜지스터 기술을 개발한 바 있다. 이제 인텔은 금속 스택의 일부인 "초 금속 절연체 금속 커패시터"를 사용하여 향상된 FinFET 트랜지스터를 만들어냈다고 밝혔다. 이 ‘슈퍼핀’(SuperFIN) 트랜지스터 기술로 인해 제조 공정 측면의 약점을 만회할 수 있는 것으로 풀이된다. 

인텔은 명명법도 변경했다. 혼란을 초래했던 ‘14nm++’ 명명법이 사라지고 슈퍼핀으로 대체된다. 인텔의 아키텍처, 그래픽 및 소프트웨어 부문 수석 부사장, 수석 아키텍트 및 총괄 관리자 라자 코두리는 “플러스 표기가 너무 많았다. 플러스 수를 혼동할 수도 있었다”라고 말했다. 


타이거 레이크의 성능이 비약적인 핵심 이유는 트랜지스터 기술의 발전이다. 

타이거 레이크가 제시할 혜택은?
인텔은 타이거 레이크와 관련해 여러 목표를 설정했다. 세대를 넘어서는 프로세서 성능 향상과 내장 그래픽의 비약적인 발전, 전 세대 수준의 전력 소비 등이다. 인텔의 클라이언트 엔지니어링 그룹 부사장이자 클라이언트 및 코어 개발 그룹의 총괄 관리자인 보이드 펠프스는 타이거 레이크 칩 라인업이 소비 전력 10와트 미만에서 65와트 사이의 다양한 구성으로 설정될 것이라고 전했다. 

인텔이 밝힌 타이거 레이크 플랫폼의 주요 정보는 다음과 같다. 

• 이전 세대에 비해 "드라마틱한" 주파수 증가
• 낮은 작동 전압
• XeLP 통합 그래픽 최대 96 개 EU
• PCI 익스프레스 Gen4
• LP4x-4267 및 DDR4-3200 DRAM 지원, 로드맵에 LP5-5400 포함
• 가우시안 뉴럴 가속기(Gaussian Neural Accelerator)를 사용하여 계산할 때 20 % 낮은 전력
• 4K/30Hz 비디오 및 27MP 정지 이미지를 지원하는 이미징, 4K/90Hz 비디오 로드맵 포함
• 썬더볼트 4, USB4 지원

펠프스에 따르면 인텔은 슈퍼핀 트랜지스터를 통해 성능 향상을 도모하는 한편, 주변 로직이 사용하는 전력 회로를 재설계하고 절감된 전력을 재할당함으로써 CPU가 과열되지 않고 더 높은 클럭을 얻을 수 있도록 했다. 그는 “우리의 기대치를 훨씬 뛰어넘는 성과가 나타났다”라고 말했다. 


더 높은 클럭을 더 적은 전력으로 달성할 수 있게 됐다는 설명이다. 5GHZ에 육박하는 클럭 속도에 주목할 필요가 있다. 

타이거 레이크는 윌로우 코브 CPU 코어에 기반해 구축됐으로 종전보다 더 큰 1.25MB 캐시를 내장한다. 아이스 레이크와 코멧 레이크는 서니 코브 코어에 기반하고 있다. 인텔이 제시한 동영상에 따르면 윌로우 커브는 5GHz에 육박하는 값을 보여주는 반면, 서니 코브는 4GHz 수준이다. 펠프스는 “이는 상당한 향상이다”라고 강조했다. 


인텔이 표현한 서니 코드와 윌로우 커브의 클럭 속도 차이.

인텔 측은 또 전력과 서멀 헤드룸을 재할당함으로써 내장 GPU의 크기를 늘릴 수 있었다고 설명했다. 인텔이 과거 발표한 Xe 아키텍처의 첫 번째 구현에 해당한다. Xe는 인텔이 게이머를 겨냥해 출시하는 새 독립형 GPU의 기반이 될 기술이다. 타이거 레이크에 내장된 Xe LP 파생 기술은 64 개 EU에서 96개 EU를 수용한다. 인텔은 종전 아이스 레이크보다 더 빠른 성능을 보여줄 것이라고 밝혔지만, 구체적인 성능 향상 폭에 대해서는 밝히지 않았다. 인텔은 또 AI 기반 작업을 위해 가우시안 뉴럴 가속기를 개선해 관련 작업 시 CPU 사용률을 20% 줄였다고 밝혔다. 



상기 개선점들이 제 성능을 발휘하기 위해서는 메모리 성능의 개선이 필수적이다. 인텔은 이를 위해 I/O 패브릭 대역폭을 두 배로 늘렸고 더 빠른 메모리 지원을 포함시켰다. 펠프스는 LP4x-4267 및 DDR4-3200 DRAM부터 시작해 궁극적으로 LP5-5400으로 가는 경로에 해당한다고 설명했다. 보안 기술인 ‘토탈 메모리 인크립션’도 새롭게 추가됐다. 

PCI 익스프레스 4.0(PCIe 젠4) 또한 빼놓을 수 없는 업데이트다. 종전에는 AMD만 구현했었다. 타이거 레이크는 CPU 자체로부터 곧바로 연결되는 PCIe 4.0 레인을 추가했다. 인텔이 SSD와 같은 장치에 8GBps 메모리 대역폭을 허용할 것이라고 언급할 것을 감안할 때 최대 4개의 레인이 있는 것으로 추정된다. 펠프스는 PCIe 4.0을 CPU에 직접 연결하면 교환 대기 시간이 100ns 줄어든다고 말했다. 

과거 아이스 레이크 공개에서와 같이 타이거 레이크 플랫폼에 대한 정보는 아직 일부만 공개됐다. 그러나 몇몇 결정적인 개선이 포함될 것으로 기대되고 있으며 썬더볼트 4 및 USB4 지원도 이에 해당한다. 펠프스는 타이거 레이크 PC의 경우 USB-C 포트도 더 강력할 것이라고 전했다. 디스플레이포트 알트 모드 및 터널링 지원 외에도 USB-C를 통한 외부 개별 그래픽 카드 출력 입력 및 멀티플렉싱 기능이 향상될 것이라는 설명이다. 

인텔은 13일 타이거 레이크가 디스플레이와의 연결을 감안한 전용 등시성 데이터 경로(isochronous data path)를 포함할 것이라는 사실도 발표했다. 좀더 자세한 정보는 추후 공개될 전망이다. 인텔은 또 타이거 레이크의 이미지 파이프라인이 무슨 이유로 강력하게 설정됐는지 설명하지 않았다. 오늘날 PC 플랫폼이 대개 1MP의 카메라를 이용하고 있는 것을 감안하면 ‘4K/30 비디오, 4K/90 로드맵 포함, 최대 42MP의 27MP’에 이르는 수치는 다소 지나치게 높아 보이는 측면이 있다. 

AMD에게 속수무책으로 점유율을 내주던 인텔이 예상을 넘어서는 성능 향상과 Xe GPU 내장으로 반격을 시도하는 양상이다. 9월 2일 타이거 레이크의 등장을 유심히 지켜볼 만한 이유다. ciokr@idg.co.kr

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