인텔 스카이레이크, 브로드웰과의 차이

무엇이 무엇이 달라졌나

2016-11-25 정환용 기자

14nm 공정의 인텔 6세대 프로세서 ‘스카이레이크’가 출시 3개월 차에 접어들었다. K 버전인 i5-6600K와 i7-6700K부터 차근차근 발매가 시작돼 현재 코어 시리즈 9종, 펜티엄 시리즈 3종 등 폭넓은 선택의 폭이 형성돼 판매되고 있다. 출시 이전부터 베스트셀러와 스테디셀러 2관왕을 예고한 i5-6600 역시 예정된 길을 달리고 있다. 원래대로라면 지난 6월 출시된 5세대 프로세서의 인기가 아직 이어져야 했지만, 현재로선 조용히 뒤안길에 서 있는 브로드웰이다. 브로드웰과 스카이레이크가 어떻게 다르고, 어떤 점이 개선됐는지 알아보자.

사실 5세대 브로드웰 프로세서는 태생을 데스크톱용이라 할 수 없는 것이 사실이다. 첫 등장을 노트북으로 했고, 그마저도 출시가 예상보다 늦었다는 것과 출시 당시의 IT기기의 시대적 대세를 감안할 때, 5세대를 노트북용 프로세서라 해도 부족하지 않았다. 다만 뒤늦게 출시된 데스크톱용 5세대 프로세서 i5-5675C, i7-5775C는, 다른 제품보다 뒤떨어지는 건 아니었다. 하지만 이미 6세대 스카이레이크의 출시가 예정돼 있었던 시기여서 큰 힘을 발휘하지 못했을 뿐이다.

브로드웰 프로세서의 장점은 Iris Pro 6200 내장그래픽이다. 최대 128MB의 eDRAM과 전작 대비 2배의 48개 실행 유닛으로 HD Graphics 4600 대비 약 2.4배의 성능 향상이 이뤄졌다. 인코딩 속도 역시 50% 향상돼 6세대 스카이레이크 프로세서에 비해도 뒤떨어지지 않는다.스카이레이크와 같은 14nm 3D 트라이게이트 트랜지스터는 집적도가 35% 증가했고, 3개였던 핀이 2개로 줄어 전력소모 당 성능 효율도 증가했다. 또한, 코어 4개가 통합된 스마트 캐시를 활용해 연산 중 캐시 메모리를 공유할 수 있었다. 설계전력도 i5-6600과 같은 65W다. 특히 기존에 메인보드에 있었던 전압안정기(VRM)가 FIVR(Fully Integrated Voltage Regulator, 통합 전압안정기)로 CPU로 통합됐으며, DC-DC 컨버터와 고밀도 MIM(Metal-Insulator-Metal, 금속-산화물-금속 다이오드)을 장착해 전력 효율도 향상됐다.

하지만 역시 세대교체엔 이유가 있었다. 한 개 분기 차이로 다음 세대인 스카이레이크가 출시됐는데, 4세대인 하스웰 출시 당시와 비슷한 가격대로 시장에 나타나 빠른 세대교체가 예정됐다. 더 세밀해진 제조공정과 CPU 대역폭, 동작 속도, 설계전력 등 모든 면에서 진화한 것으로 평가되고 있다.주된 라인업인 i5 2종과 i7 2종에 대한 리뷰와 성능 테스트는 지난 호에서 확인할 수 있다. 앞서 다루지 않은 i5-6400과 i5-6500은 다음 호에서 성능을 알아보도록 하겠다.

10억 분의 14미터, 2세대 3D 트라이 게이트 트랜지스터

CPU를 논할 때 으레 등장하는 것이 두께 얘기다. 제조공정이 얼마나 작아지는지에 따라 CPU에 집적할 수 있는 트랜지스터의 양이 달라진다. CPU의 크기를 달리 할 수도 있지만(ex: 익스트림 시리즈), 주된 목표는 같은 크기 안에서 제조공정의 미세화를 통해 트랜지스터의 집적 효율로 인한 성능 향상과 전력 효율을 동시에 높이는 것이다. 이미 제조공정이 30nm 이하로 내려갔을 때부터 트랜지스터의 구조 소형화는 한계점에 다다르고 있었고, 브로드웰 프로세서의 제작 공정을 14nm로 결정했을 때 제조사로서는 새로운 방향으로의 전환이 필요했다.

인텔은 기존 22nm 공정에서 14nm로 크기를 줄이면서 34nm였던 높이를 42nm로 높이고, 핀 간의 간격도 기존의 60nm에서 42nm로 좁혔다. 이 개량을 통해 트랜지스터 당 핀의 숫자는 3개에서 2개로 줄었고, 개별 크기가 작아 성능 대비 전력 효율이 더 높아졌다. 이는 단지 벤치마크 프로그램에서의 결과 값이 전 세대보다 높게 나온다는 것보다 큰 의미를 가진다. 스카이레이크의 성능과 효율에 대한 정보는 다음 세대로 예정된 리프레시 버전 ‘Kabylake’(카비레이크, 2016년 출시 예정), 그리고 제조공정 10nm로 생산되는 7세대 프로세서 ‘Cannonlake’(캐넌레이크, 2017년 출시 예정)의 개발에 있어 중요한 척도가 될 것이다.

통합 전압안정기는 제외

5세대 프로세서에서 CPU에 통합된 전압안정기가 스카이레이크에선 제외됐다. 인텔의 플랫폼 엔지니어링 그룹 부사장 시로밋 와이즈(Shlomit Weiss)는 지난 2015 IFA에서 이에 대해 “FIVR이 전력 효율을 높일 수는 있지만 성능 면에서 큰 효과는 없다고 판단했다. 6세대에선 배제했지만 앞으로 FIVR이 전력과 성능 모두를 잡을 수 있게 된다면 다시 적용할 수 있다”고 언급했다. 결국 VR이 3세대처럼 다시 메인보드로 돌아갔다는 걸 의미하는데, 이것이 부정적인 것은 아니다. 전압을 메인보드에서 컨트롤하게 되면 Z170과의 조합으로 오버클럭을 하는 데 있어 접근성이 높아진다. 인텔은 CPU 개발팀에 따라 후속작으로 예정된 ‘아이스레이크’에서 FIVR이 다시 CPU 안으로 들어갈 수도 있다고 했다.

차세대 인터페이스 DDR4 지원

6세대 프로세서가 지원하는 가장 큰 변화는 DDR4 인터페이스의 지원이다. 전 세대인 DDR3 대비 전력 효율이 20% 가량 증가했고, 읽기·쓰기·전력사용량 등 많은 부분이 개선됐다. 이미 스카이레이크의 출시에 맞춰 메인보드와 RAM 제조사들은 DDR4 제품들을 쏟아내기 시작했고, 지금은 오버클럭용 고성능 라인업까지 탄탄하게 갖춰진 상태다. 기본 속도 PC4-17000, 2133MHz부터 높게는 PC4-26400, 3300MHz까지 지원하는 제품이 출시돼 있다. 가격도 DDR3의 동일한 라인업과 거의 비슷해 새 PC를 장만하는 사용자들에게 반 필수적인 아이템이 됐다.
물론 스카이레이크를 지원하는 메인보드 중 DDR3 슬롯을 지원하는 제품도 많다. 하지만 DDR3를 선택해야 하는 특별한 이유가 없다면 신세대 제품을 사용하는 게 좋다. 다만 전에 사용하던 PC의 RAM이 PC3-17000 이상의 고성능 제품이었다면 DDR3 슬롯 지원 메인보드도 괜찮은 선택이다.

HD 530 내장그래픽

스카이레이크의 HD 530 내장그래픽은 4세대 하스웰 대비 약 10%의 성능 향상이 이뤄졌다. 인텔 자체제공 테스트 결과에서 3DMark Fire Strike 테스트 결과 HD 4600은 그래픽 스코어 864점, HD 530은 949점을 기록했다. 윈도우 10과 함께 발표된 최신 DirectX12와 함께 OpenGL 4.3/4.4 지원, OpenCL 2.0 지원, 최대 4096x2304 해상도 등 16:10 비율의 4K 해상도도 지원한다. 비록 5세대 아이리스 프로보다는 떨어지지만, 5세대 프로세서 자체의 전체적인 평가가 좋지 못해 4세대 이전 CPU 사용자들의 업그레이드 대상에 잘 포함되지 않는 것이 호재가 됐다.

차세대 전송 인터페이스, 썬더볼트 3 USB-C 타입

스카이레이크 프로세서는 ‘썬더볼트 3’를 공식 지원한다. 인텔과 애플이 합작 개발한 인터페이스 ‘썬더볼트’는 2011년 맥북 프로에 처음 배치된 포트로, PCIe와 디스플레이포트(이하 DP)를 하나로 통합한 포트다. 2세대까지는 miniDP 크기를 사용했고, 3세대는 USB 3.1 type-C와 같은 커넥터를 사용한다. 기존의 썬더볼트와 USB 포트의 역할을 동시에 수행하는 썬더볼트 3는, 전작보다 2배 더 빠른 최대 40Gbps를 지원해, 실제 전송 속도가 초당 5GB에 육박한다. 또한, 4K 해상도의 디스플레이를 2개까지 연결할 수 있고, 전력 공급도 100W까지 가능하다.