퀘이사존, 인텔 8세대 커피레이크 프로세서 벤치마크

1사이클도 지키지 못한 CPU출시전략

2015년 8월, 인텔은 14nm 6세대 스카이레이크 마이크로아키텍처를 선보이며 그동안 공정을 개선하고 아키텍처를 변경하는 틱-톡(Tick-Tock) 전략을 폐기하고 P-A-O(공정 미세화 - 아키텍처 변경 - 최적화 / Process - Architecture - Optimization) 전략으로 변경하였습니다. P-A-O 전략으로 변경 후 2017년 1월 200시리즈 칩셋 메인보드와 함께 Optimization 에 해당하는 14nm+ 7세대 카비레이크 마이크로아키텍처를 선보였습니다.

그동안 경쟁사인 AMD도 14nm 라이젠 프로세서를 출시하면서 애당초 자신들의 목표보다 높은, 비약적인 성능 향상을 이루어냈고 코어/스레드 수 마저 획기적으로 늘여버리는 일을 보여주면서 자신들이 존재하고 있다는 것을 표출하였습니다. 심지어 인텔의 전유물과 같았던 HEDT 프로세서 시장까지 라이젠 스레드리퍼로 위협하며 인텔 역시 다급해지기 시작하였고, 코어 수를 늘일 생각도 하지 않던 인텔이 유례없이 코어 수를 6개나 늘여버린 18코어 36스레드 프로세서 i9-7980XE 제품까지 공개하면서 점유율과 시장 방어를 하려는 모습도 보여주었습니다.

이는 비단 HEDT 제품군에만 해당하는 것이 아닙니다. AMD 라이젠 프로세서에는 $219에 6코어 12스레드를 지닌 라이젠5 1600을, $329에 8코어 16스레드를 지닌 라이젠7 1700을 구매할 수 있고 이는 일반 소비자 PC시장에서 멀티코어화를 급격하게 가속화시키고 있습니다.

인텔은 프로세서 출시 전략을 틱-톡에서 P-A-O로 변환하여 한 템포 늦췄음에도 불구하고 여전히 10nm 공정으로 출시하지 못하였고, 또 다시 Optimization 에 해당하는 커피레이크를 출시하였습니다. 공정 문제로 인해 P-A-O로 전환 후 자신들의 전략을 1사이클도 지켜내지 못하고 P-A-O-O 와 같은 모습을 보여준 셈이죠.

인텔 코어 8세대 프로세서 14nm+ 카비레이크 리프레시? 14nm++ 커피레이크?? 10nm 캐논레이크?

14nm 공정의 스카이레이크에서 Optimization(최적화)를 거치며 14nm+ 공정이 적용되었던 카비레이크, 그리고 다시함년 최적화를 거친 커피레이크는 14nm++ 공정이 적용되었습니다. 또한, 인텔은 그동안 12~16개월 간격으로 새로운 세대를 출시하던 전략을 버리고 7세대 출시 이후 불과 9개월만에 새로운 8세대가 투입되는 것입니다.

지난 8월 21일 진행되었던 인텔 8세대 코어 프로세서 발표의 내용은 더욱 혼란스럽습니다. 인텔이 그동안 하나의 아키텍처를 한 세대로 불러왔던 것이 8세대 코어 프로세서에서 완전히 바뀌었기 때문입니다. 과거 인텔은 4세대 하스웰 프로세서 시절에도 5세대로의 전환이 지연되며 하스웰 출시 1년 뒤 하스웰 리프레시를 발표한 바 있습니다. 그로부터 1년 뒤 브로드웰-E(15년 6월)가 출시되기 전까지 하스웰은 2년여동안 하스웰(13년 6월)과 하스웰 리프레시(14년 6월) 모두 4세대 하스웰이었습니다.

그런데 데스크탑용 뿐만 아니라 모바일 제품군까지 살펴보자면 인텔 8세대 프로세서의 구성은 14nm+ 의 카비레이크 리프레시와 14nm++의 커피레이크, 그리고 2018년 출시 예정인 10nm공정의 캐논레이크까지 모두 8세대 코어 프로세서로 공존하게 될 것입니다.

코어의 증가, 칩셋의 혼란

인텔은 커피레이크가 출시하면서 지금까지 고정되어있던 i7 4코어 8스레드, i5 4코어 4스레드, i3 2코어 4스레드의 틀이 무너져 버렸습니다.

지난 8월 21일 공개된 모바일용 8세대 코어 프로세서와 마찬가지로 10월 5일 출시된 데스크탑용 8세대 코어 프로세서 역시 각 등급별도 2개의 코어가 추가되었습니다. 이 점은 분명히 몸을 던져 환영할 만한 일이라는 것이라 할 것입니다.

데스크톱 CPU시장을 거의 지배하다싶이 하였던 인텔이 코어 수를 늘였다는 것은, 단순히 CPU시장만의 경쟁에서 그치는 것이 아니라 그동안 멀티코어 활용에 소극적이었던 프로그램들과 게임 개발자들도 남아도는 CPU자원을 최대한 활용하기 위한 경쟁을 할 수 밖에 없을 것이라는 뜻입니다. 과거 싱글코어만 사용하던 상황에서 듀얼 코어로, 듀얼 코어에서 쿼드 코어가 점차 대중화되면서 듀얼~쿼드 코어를 활용하는 프로그램들이 많아진 것처러 이제 헥사 코어/도데카 스레드 내지 옥타 코어/헥사데카 스레드까지 염두하기 시작할 것은 분명하기 때문입니다.

인텔 7세대 코어 프로세서 (Kabylake-S)		인텔 8세대 코어 프로세서 (Coffeelake-S)
4 Cores 8 Threads	코어 i7-7700K	6 Cores 12 Threads	코어 i7-8700K
	코어 i7-7700		코어 i7-8700
4 Cores 4 Threads	코어 i5-7600K	6 Cores 6 Threads	코어 i5-8600K
	코어 i5-7600
	코어 i5-7500		코어 i5-8400
	코어 i5-7400
2 Cores 4 Threads	코어 i3-7350K	4 Cores 4 Threads	코어 i3-8350K
	코어 i3-7320
	코어 i3-7300		코어 i3-8100
	코어 i3-7100

▲ 7세대 카비레이크와 비교 시 코어와 스레드에서 확실한 우위를 지니고 있는 커피레이크

그렇지만 8세대 커피레이크는 7세대 카비레이크와 소켓 방식은 LGA1151로 동일합니다. 하지만 핀 구조가 달라서 보드별, CPU별 상/하위 호환이 불가능하게 되었습니다. (관련 글: 인텔 커피레이크는 이젠 세대와 핀 구성이 다르다?) 그 때문에 불과 9개월 전에 출시한 Z270 메인보드들은 8세대 코어 프로세서의 출시와 함께 최단 수명을 기록하는 메인보드가 될지도 모르는 상황입니다. (고장을 제외하면요)

또한, 이제 소켓 LGA1151 메인보드는 H110, B150, H170, Z170의 100번대 칩셋 시리즈와 B250, H270, Z270의 200시리즈, 그리고 이번 Z370 칩셋 메인보드까지 다양하게 존재하기 때문에 단순히 CPU소켓만 보고 구매하다 호환이 되지 않는 낭패를 볼 수 있기 때문에 신경써서 확인하고 구매해야 하는 상황이 되어버렸습니다. 이러한 조치가 아쉬운 점은 Z370 칩셋은 Z270 칩셋과 본질적으로는 동일한 카비레이크-R PCH 이고, 사실상 새로운 캐논레이크 PCH 칩셋을 탑재한 새로운 300시리즈 메인보드는 2018년 출시 예정이기 때문입니다.

8세대 코어 프로세서 라인업

앞서 말했듯이 8세대 코어 프로세서인 커피레이크는 i3/i5/i7 모두 2개의 코어가 추가되었습니다 또한, i5와 i7의 경우 지원 메모리 클럭 역시 2,400MHz에서 2,667MHz로 높아졌기 때문에 보다 나은 퍼포먼스를 제공할 수 있게 되었습니다. 물론 코어가 늘어남에 따라 캐시 메모리 역시 늘어났지요.

공시가 기준 8700K는 7700K보다 $20, 8600K는 7600K 보다 $15가 인상되었으나, 2개의 코어가 늘어난 점을 고려하면 가격적인 메리트는 충분하다고 생각되네요.

코어가 늘어남으로 인해 생기는 메리트는 너무나도 많습니다. 코어, 스레드 활용도가 높은 게임의 경우 프레임이 증가할 것이고, 그렇지 않은 게임이라 할지라도 여유로운 CPU자원을 통한 스트리밍이나 녹화 등 개인 컨텐츠 창작에 뛰어난 강점이 있습니다. 생산성은 두말하면 잔소리겠지요.

역대 i7 시리즈의 일람

역대 i7 시리즈 일람을 보면 그동안의 변천을 한눈에 볼 수 있을 것입니다. 비록 동급 프로세서에서 라이젠이 보다 많은 코어/스레드를 제공하지만, 인텔은 여전히 뛰어난 IPC를 바탕으로 7세대 i7-7700K 프로세서는 전 체급에서 최고의 게이밍 성능을 보장하는 프로세서였기 때문에 그 직계 후속 모델로 볼 수 있는 8세대 i7-8700K 프로세서의 게이밍 퍼포먼스는 충분히 기대해 볼 만 한 상황입니다.

터보 부스트

8700K의 기본 클럭은 7700K보다 낮아졌고 모든 코어 부스트 클럭 기준으로는 4.3GHz 로 인하되었다고 할 수 있으나, 최적화를 통한 IPC 향상을 조금이나마 기대해 볼 만 하고, 일부 코어로 제한되기는 하지만 최대 4.7GHz까지 터보 부스트가 작동되기 때문에 멀티코어 활용을 하지 못하는 게임이나 프로그램에서는 특정 코어의 선택과 집중으로 높은 퍼포먼스가 기대되는 것 또한 사실입니다. 터보부스트는 성능에 직적접으로 영향이 미치기 때문에 이는 테스트 결과를 보며 다시 짚어보도록 합시다.

비교군 및 테스트 시스템

커피레이크의 주요 비교군은 가격대가 유사한 AMD의 라이젠 1700X, 1700, 1600X 프로세서와 인텔 7세대 코어 프로세서인 7700K와 7600K (카비레이크), 끝으로 8700K 의 등장과 함께 출시 3개월만에 족보가 꼬여버린 HEDT 프로세서인 i7-8700X (스카이레이크 X)를 책정하였습니다. 또한, 게임을 제외한 벤치마크 프로그램과 기타 소프트웨어까지 포함한 비교군은 아래 표를 참고하기 바랍니다.

퀘이사존 벤치마크 시스템 셋업 #1
CPU	메인보드	메모리
인텔 코어 i7-8700K 6C/12T, 기본: 3.7GHz/터보 4.7GHz)	MSI Z370 GODLIKE GAMING (UEFI Ver.: A.21)	GeIL SUPER LUCE RGB Lite 2,667MHz 8GB x4 (16-16-16-16-36-2T, 2,667MHz, 8GB x4)
인텔 코어 i7-8700 6C/12T, 기본: 3.2GHz/터보 4.6GHz)
인텔 코어 i5-8600K 6C/6T, 기본: 3.6GHz/터보 4.3GHz)
인텔 코어 i7-7800X 6C/12T, 기본: 3.5GHz/터보 4.0GHz)	ASUS ROG RAMPAGE VI EXTREME (UEFI Ver.: 0802)
인텔 코어 i7-7700K 4C/8T, 기본: 4.2GHz/터보 4.5GHz)	ASUS ROG MAXIMUS IX FORMULA (UEFI Ver.: 1009)
인텔 코어 i5-7600K 4C/4T, 기본: 3.8GHz/터보 4.2GHz)
인텔 코어 i3-7350K 2C/4T, 기본: 4.2GHz
인텔 펜티엄 G4560 2C/4T, 기본: 3.5GHz
AMD 라이젠 7 1700X 8C/16T, 기본: 3.4GHz/터보: 3.8GHz	ASUS ROG CROSSHAIR VI HERO (UEFI Ver.: 1601)	GeIL SUPER LUCE RGB Lite 2,667MHz 8GB x4 (16-16-16-16-39-1T, 2,667MHz, 8GB x4)
AMD 라이젠 7 1700 8C/16T, 기본: 3.0GHz/터보: 3.7GHz
AMD 라이젠 5 1600X 6C/12T, 기본: 3.6GHz/터보: 4.0GHz
AMD 라이젠 5 1600 6C/12T, 기본: 3.2GHz/터보: 3.6GHz

퀘이사존 벤치마크 시스템 셋업 #2
그래픽 카드	NVIDIA 지포스 GTX1080Ti 11GB F.E. (파운더스 에디션) NVIDIA 지포스 GTX1060 6GB F.E. AMD 라데온 RX VEGA 64 8GB
CPU 쿨러	ID-COOLING FROSTFLOW PLUS 240 SNOW
SSD	Micron Crucial MX300 525GB 아스크텍
케이스	TUREX DOMA PRO MAX
파워서플라이	마이크로닉스 Performance II HV 850W Bronze
디스플레이 장치	경성GK 큐닉스 UNDERDOG QHD321C REAL 144 CURVED 무결점 (2560x1440/QHD/16:9/144Hz/AND FreeSync)
운영체제	Microsoft Windows 10 Pro K x64 (V1703/OS빌드: 15063.608)
기타 설정	HPET: 비활성화, 전원 관리 옵션: 고성능
드라이버 버전	AMD Chipset Driver 17.30/Intel Chipset Device Software 10.1.1.44 AMD Radeon Software Crimson ReLive Edition 17.9.2 Beta NVIDIA GeForce Game Ready Driver 385.69 WHQL

8세대 코어 프로세서와 장단을 맞출 메인보드는 무려 18페이즈에 달하는 DrMOS 디지털 전원부가 탑재되어있는 MSI 플래그십 제품인 Z370 GODLIKE GAMING 메인보드를 사용하였습니다. RGB LED와 같은 튜닝 효과는 기본이고 3개의 기가비트 이더넷과 무선 Wi-Fi까지 지원하면서 회선별 게이밍과 작업을 진행한다거나 공유, 보완하여 안정성을 꾀할 수 있는 제품입니다.

※ 아래 내용부터는 벤치마크 결과로 이어집니다. 벤치마크 항목별 구체적인 테스트 결과는 본 칼럼의 세부 페이지에서 확인하기 바랍니다.

NVIDIA 지포스 GTX1080Ti 11GB 장착 시 게임 성능

※ 인텔 코어 i7-7700K 성능 100% 기준

NVIDIA 지포스 GTX1060 6GB 장착 시 게임 성능

※ 인텔 코어 i7-7700K 성능 100% 기준

AMD 라데온 RX VEGA 64 8GB 장착 시 게임 성능

※ 인텔 코어 i7-7700K 성능 100% 기준

CINEBENCH R15 벤치마크

CINEMA 4D 렌더링

HandBrake 영상 인코딩

온도

소비 전력

결과 정리

스카이레이크 - 카비레이크 이후 또 한번의 최적화 단계에 머무르는 커피레이크인 만큼 IPC가 확연히 상승했다고 하기는 어렵다. 그러나 2개의 코어 / 4개의 스레드가 더해지면서 멀티 성능과 작업 성능에서 엄청난 상승폭을 보여주고 있으며(7, 8 페이지 테스트 결과 참고), 인텔® 터보 부스트 맥스 기술에 의해 최대 4.7 GHz 까지 상승하는 부스트 클럭으로 각종 벤치마크의 싱글 테스트에서도 뛰어난 수치를 보여주었다. 다만 게임 성능에서는 아직 6코어 12스레드를 완전히 활용하는 게임이 많지 않기 때문에 여전히 7700K와 비슷한 성능을 보여 주는데, 이것은 부스트 클럭을 다시 한번 짚어볼 필요가 있다.

터보 부스트 2.0

부스트 클럭은 쉽게 말해 '작업 량이 많을 때 더 높은 클럭으로 더 많이 일하는 기능'이다. 게임이나 작업 등으로 높은 연산량이 요구될 때 CPU는 자신의 기본 클럭보다 높은 클럭으로 작동하면서 성능을 높이게 된다. 얼핏보면 i7-8700K의 터보 부스트 클럭은 4.7 GHz로 i7-7700K의 부스트 클럭인 4.5 GHz보다 확실히 높아보인다. 하지만 이것은 인텔® 터보 부스트 맥스 기술에서 차이가 발생한다. 아래 부스트 클럭 이미지를 참고하자. 

※ 온도, 수율 등 기타 요인에 따라 달라질 수 있고, 때문에 제품마다 편차가 존재할 수 있다.

먼저 i7-7700K의 부스트 클럭은 별도의 배수 설정을 하지 않은 디폴트 상태에서 모든 코어가 게임과 작업을 가리지 않고 고루게 4.5 GHz로 작동하는 모습을 볼 수 있다. i7-8700K은 인텔 코어 7세대 모바일 프로세서에 적용되어 있는 것과 유사한 인텔® 터보 부스트 맥스 2.0이 적용되어 있으며, 부스트 클럭이 적용되는 양상이 7700K와는 사뭇 달랐다.

인텔 7세대 모바일 프로세서의 터보 부스트 2.0

터보 부스트 2.0은 시스템 로드에 따라 싱글, 듀얼, 모든 코어 등의 클럭 각기 다르게 작동하게 되는 것으로 항상 최대 부스트인 4.7 GHz로 작동하는 것이 아니라 8700K의 올코어 부스트 클럭으로 알려졌던 4.3 GHz를 기준으로 코어마다 차등적으로 적용된다.

멀티 코어 활용도와 클럭&IPC에 따른 성능 차이가 큰 게임인 토탈 워: 워해머 벤치마크 중 4.3~4.4 GHz의 부스트 클럭이 작동하고 있는 모습.

물론 최대 부스트 클럭도 작동은 하나, 그 시간이 극히 짧고 게임에서보다 Cinema 4D와 같은 작업 환경에서 자주 관측되었다. 이러한 부스트 클럭의 차이로 인해 전반적인 게임 성능은 오히려, i7-7700K보다 아주 미세하게 밀리는 양상으로 측정되었다. (제품에 따라, 테스트 회차에 따라 부스트 클럭 유지가 잘 된다면 더 높은 평가를 줄 수 있을 것이다.) 

그렇지만 향후에 7700K의 수준보다 더 많은 멀티 스레드를 지원하는 게임의 등장에 따라 얼마든지 뒤바뀔 수 있는 부분이며, 필자처럼 오로지 벤치마크 하나만을 위한 PC 세팅이 아니라, 게임하면서 공략과 같은 인터넷 페이지를 띄워놓는 다거나, 한켠에 동영상을 재생하는 등 보다 실생활에서 사용하는 측면에서보면 더 많은 스레드가 갖는 여유로운 시스템 자원으로 7700K와 비교 시 더 높은 프레임으로 게임을 즐길 수 있는 자신만의 플레이 환경을 구축할 수 있다.

또한, 만약 CPU 온도가 100℃를 넘어서면서 임계점에 도달하여 부스트 클럭이 낮아진 것이라면 아쉬움이 클 수 있겠지만, 고무적인 측면은 코어가 2개나 늘어났음에도 테스트 내내 보여주는 온도 수준은 80℃ 언저리 수준이었기 때문에 온도 이외의 요소에 기인한 것으로 추정된다. 

온도가 과도하게 높지않고 4.7 GHz에 달하는 최대 부스트 클럭은 자연스레 오버 클럭 잠재력을 기대해 볼 수 있는 요소이며, 필자가 잠시 짬을 내어 간단히 전압과 클럭을 당겨보았을 때 손쉽게 클럭이 올라가서 기분 좋은 당황스러움을 맛 볼 수 있었다. 이부분은 별도로 진행되는 오버 클럭 칼럼을 참고하도록 하자.

게임? 생산성? 둘 다~OK!!

하이엔드 데스크톱(HEDT) 플랫폼을 겨냥하여 출시한 스카이레이크-X가 선 보인지 아직 3달이 채 안된 시점이다. 그리고 오늘 i7-7800X(MSRP: $389)는,,출시된지 겨우 100일도 채 지나기 전에 동생 뻘 제품인 i7-8700K에게 게임 성능은 물론이고 HEDT의 자존심이라고 할 수 있는 작업 성능, 가격까지 전 방위적으로 뒤쳐지는 양상이 되었다. 이를 다시 보면 그 동안 HEDT CPU들이 달성하지 못했던 게임 성능과 작업 성능이라는 두 마리 토끼를 노리는 CPU라고도 볼 수 있다. 

뿐만 아니라 i7-8700K는 Cinema 4D와 같은 렌더링 프로그램에서 8코어 16스레드의 라이젠 7 1700X (MSRP: $399)보다도 짧은 시간에 렌더링을 완료하였고, 가격은 더 저렴하며, 게임 성능까지 뛰어난 제품이다. 동급 가격대에 i7-8700K(MSRP: $359)보다 게임과 작업 양쪽에서 이보다 뛰어난 성능을 보여주는 제품은 당분간 찾아보기 어려울 것이다. 

8세대 코어 프로세서인 커피레이크는 7세대와 비교 시 가격 인상이 전혀 없는 것은 아니다. 그렇지만 그 폭이 2개의 코어가 추가된 것을 고려하면 대다수가 납득할 수 있는 정도이며, 뛰어난 게임 성능과 우월한 작업 능력까지 갖추었다. 

과거 인텔은 독점적 위치에서 현실에 안주할 때마다 몇번의 실수를 하곤 했다. 펜티엄 4 시절 노스우드의 큰 성공을 보며 단순히 파이프라인을 늘리면서 클럭으로 승부하려했던 프레스캇, x86과 완전히 별도로 아이테니엄을 통한 x64를 고집하다가 x64 명령어를 AMD에게 내주어 지금도 로열티를 지불하고있고, 작년까지 독점이라고 볼 수 있었던 HEDT 시장에 등장한 AMD의 라이젠 스레드리퍼의 머릿 수 싸움에 부랴부랴 코어를 늘리면서 여러 부작용을 보이고 있는 스카이레이크-X...

어머님들이 간혹 이런 말을 하시곤 한다. "우리 애가 머리는 똑똑한데 노력을 안해서..."라고. AMD가 보여준 공격적이면서 성공적인 행보에 인텔이 변화하고 있다.

<끝>

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