인텔 i9-10900K vs i9-11900K 너의 소비량은?

디폴트, 5.1G OC 그리고 ABT 설정에서 차이를 알아보자

퀘이사존 QM달려
69 3654 2021.04.19 15:03


퀘이사존



인텔 i9-10900K vs i9-11900K 너의 소비량은?

소비전력 그리고 전류량 차이를 알아보자


    인텔 11세대 코어 CPU는 사이프레스 코브Cypress Cove 아키텍처를 적용했습니다. 6세대 스카이레이크 이후 약 6년 만에 아키텍처가 바뀌었습니다. 여러 부분이 바뀌었지만, 소비자들에게 가장 큰 부분은 역시 코어 수일 것입니다. 10세대 CPU에서 코어 i9과 코어 i7이 각각 10 코어 20 스레드와 8 코어 16 스레드로 나뉘었다면, 11세대 코어 CPU는 i9과 i7 모두 8 코어 16 스레드로 설계되었습니다. 완전히 다른 구성을 보여주고 있죠.


    기존에 볼 수 없었던 적응형 부스트(ABT, Adaptive Boost Technology)라는 기술을 추가했습니다. 코어 온도에 따라 부스트 클록을 최대치로 끌어올리는 기술인데요. 이는 경쟁사의 PBO(Precision-Boost Overdrive)와 유사한 기술로 이해하시면 됩니다. 기존 인텔에서는 볼 수 없었던 새로운 메모리 지원 항목 표기법인 Gear 1, Gear 2 모드도 공개했습니다. 메모리 클록과 메모리 컨트롤러 주파수를 1:1로 동기화하는 Gear 1 모드, 메모리 클록과 메모리 컨트롤러 주파수를 1:2로 비동기화하는 Gear 2 모드를 의미합니다. 이외에도 L2 캐시 용량이 달라진 점, 권장판매가가 조금 더 비싸졌다는 점 등 다방면에서 변화가 생겼습니다. 




▲ 퀘이사존 인텔 코어 11900K/11700K/11600 벤치마크 댓글 일부


    여러 부분을 조정하고, 추가하며 인텔은 11세대 CPU의 업그레이드를 강조했습니다. 그리고 3월 30일 11세대가 공개되었죠. 하지만, 벤치마크 공개와 함께 시장 분위기는 아주 차가워졌습니다. 퀘이사존 벤치마크뿐만 아니라 해외 사이트와 유튜버를 통해 만나본 콘텐츠에서 좋은 결과물이 도출되지 못했기 때문인데요. 무엇보다도 이전 세대 제품보다 코어, 스레드 수가 줄었음에도 전력 소비량이 늘어났다는 점이 상대적으로 부각되며 소비자들에게 비판을 받기 시작했습니다. 




▲ 퀘이사존 인텔 코어 11900K/11700K/11600 벤치마크 자료 인용


    퀘이사존 테스트 결과에서도 알 수 있듯이 인텔 Core i9-10900K와 i9-11900K, 디폴트 상태에서 전력 소비량이 오차 범위 내로 비슷했습니다. TDP는 125W로 같지만, 코어 수와 스레드 수에서 차이가 있죠. 즉, 코어당 전력 소비량이 i9-11900K가  상대적으로 더 높다는 것을 알 수 있습니다. 여기에 ABT 적용 시 전력 소모량이 급격하게 상승하는 것을 알 수 있었습니다. 


    소비자 입장에서 전력 소모량은 중요합니다. 흔히 전성비(電性比; 전력 대비 성능 비율)로 표현하며, 제품 비교를 하고 있죠. 아무리 높은 성능을 발휘하더라도, 전력 소모량이 높다면 결국 전성비가 좋지 않다는 결론에 도달하게 됩니다. 이번 기획 콘텐츠에서는 퀘이사존이 보유한 전류 프로브 장비를 통해 세밀하게 CPU 소비 전력을 측정해봤습니다. 디폴트, 5.1 GHz OC 그리고 11세대에 추가된 ABT 적용 후 차이까지 알아봤는데요. 과연 얼마만큼 차이가 있을지 함께 확인해보시죠.


※ 마더보드, UEFI버전, 테스트 프로그램 등에 따라 차이가 날 수 있어 타 콘텐츠나 타 사이트 결과와는 차이가 있을 수 있는 점 참고 바랍니다.





    이번 테스트에는 GIGABYTE Z590 AORUS MASTER(F5b) 마더보드와 COLORFUL iGAME 지포스 RTX 3080 Advanced OC 그래픽카드 그리고 G.SKILL DDR4-3,200 CL14 8Gx2 메모리 기반으로 시스템을 구성했습니다. CPU 쿨러는 NZXT Kraken X72를 선택했으며, 윈도우 10 Pro 20H2/OS 빌드 : 19042.804에 최신 드라이버를 설치했습니다. 부하 테스트를 위한 Blender, Cyberpunk 2077 그리고 HWiNFO 소프트웨어만 설치 후 테스트를 진행했습니다.




▲ 벤치마크 테스트에 적용된 게임 옵션

    사이버펑크 2077 게임으로 FHD 해상도에서 30분씩 측정했으며, 옵션은 첨부된 이미지와 같습니다.(시스템 사양, OS 세팅, 드라이버 등 다양한 변수가 있을 수 있기에 참고를 해주시기 바랍니다.)





    일반 소비자나 게이머들이 가장 궁금한 점은 역시 실제 소비 전력량일 것입니다. 이에 부하량이 높은 Cyberpunk 2077 게임으로 약 30분간 부하 테스트를 진행했습니다. 인텔 Core i9-10900K와 i9-11900K 기준, 디폴트와 5.1 GHz 오버클록 상태에서 측정된 소비 전력량은 오차 범위 내로 확인되었습니다. 평균값을 기준으로 보면 약 10W 내외로 차이가 있음을 알 수 있습니다.


    큰 차이를 보여준 부분은 바로 11세대에서 지원하는 적응형 부스트(ABT, Adaptive Boost Technology) 기술 적용에 따른 소비 전력 변화였습니다. 이번 테스트 환경인 Z590 AORUS MASTER에서 ABT 기능을 활성화하면 5.1 GHz 작동하는 모습을 확인할 수 있었습니다. 바이오스 옵션을 모두 제어한 5.1 GHz OC보다는 전압을 더 많이 소모하는 것을 HWiNFO를 통해 확인할 수 있었는데요. 해당 결과가 바로 위에 첨부된 차트를 통해 확인할 수 있습니다. 평균 610.1 W로 90~100 W 이상 높은 전력 소모를 하는 것을 알 수 있었으며, 30분 테스트 구간에서 클럭 다운 없이 안정적으로 유지되는 모습이었습니다.


    


    이번에는 CPU에 온전한 부하를 위해 Blender 2.92 Wasp Exterme으로 10분 부하를 진행해봤습니다. 전력 소비량 평균을 기준으로 정리해보면, i9-11900K < i9-10900K < i9-11900K 5.1G OC < i9-10900K 5.1G OC < i9-11900K ABT 순으로 정리할 수 있습니다. 기본 상태 그리고 5.1 GHz OC 환경에서 10세대와 11세대 CPU 간 전력 소비량 차이는 20 W 내외였는데요. 앞선 결과와 마찬가지로 ABT 기능 적용 시, 전력 소모량이 5.1 GHz OC 환경보다 약 90 W 가량 높아지는 결과를 확인할 수 있었습니다. 






▲ Tektronix TCP-303 & TCPA-300, Tektronix TDS2024C Oscilloscope


    퀘이사 칼럼에서 CPU 관련 전력 소모는 온전히 Wattman 장비로 측정해왔습니다. 전용 소프트웨어를 통해 측정된 결과를 차트에 반영해왔는데요. 1초 단위로 평균값을 데이터로 저장하기에 보다 짧은 시간에서 측정된 결과는 확인하기 어려웠습니다. CPU와 GPU 전류량 변화를 면밀히 살펴보기 위해 테스트 장비를 추가했습니다. 추가된 장비는 Tektronix TDS2024C Oscilloscope와 AC/DC 전류 프로브 측정을 위한 Tektronix TCP-303 & TCPA-300입니다.




RMS : 캡쳐된 전류 파형의 실효값

MAX : 캡쳐된 전류 파형의 최댓값

PEAK : 누적된 전류 값 중 최댓값










    인텔 10세대, 11세대를 지원하는 Z590 마더보드들의 특징 중 하나는 바로 EPS, CPU 보조 전원 포트 구성이 8+8핀 형태로 구성되었다는 점입니다. 해당 부분은 지난 Z370 시리즈부터 하이엔드 제품들에 적용되던 부분이지만, 퀘이사 칼럼을 통해 소개한 Z590 마더보드들은 모두 8+8핀 타입입니다.


    테스트에 활용한 Z590 AORUS MASTER도 동일합니다. i9-10900K와 i9-11900K 결과를 보면 RMS, MAX, PEAK 값 모두 i9-11900K가 더 적게 측정되었습니다. 기본 상태에서 19.6 A, 16.8 A로 약 2.8 A 차이가 발생했으며, 5.1 GHz OC 환경에서는 24.4 A, 22.4 A로 약 2 A 차이가 나타났죠. 이를 12V로 계산해보면 약 24~33.6 W 차이가 있음을 알 수 있는데요. 결괏값만으로만 보면 오차 범위 내로 큰 격차는 보이지 않았습니다. 


    주목할 부분은 11세대에 적용된 ABT 적용 후 결과였습니다. 이번에 사용된  Z590 AORUS MASTER에서는 5.1 GHz OC와 동일한 5,100 MHz로 유지되었습니다. 또한, ABT 적용 시 EPS 8+8핀 포트에 공급되는 전류량이 급격하게 상승하는 것을 알 수 있었는데요. 이때 측정된 결과는 Avg: 18.0 A, Peak: 31.6 A였으며, 기본 상태보다 14.8 A 그리고 5.1 GHz OC 환경보다 9.2 A 높은 전류량이 측정되었습니다. 이해가 쉽도록 12V로 계산해보면 약 100W 이상 높은 전력량을 소모하는 것을 알 수 있었습니다.(이는 마더보드, 바이오스 등 플랫폼에 따라 다를 수 있습니다.)

   










    이번엔 Blender 2.92를 통해 CPU 부하 테스트도 진행했습니다. 위에 차트에서 PEAK 값에 기준별 색상 표기를 하였으며, 부하 테스트 간 CPU 보조 전원에 공급된 전류량입니다. i9-10900K와 i9-11900K, 기본 상태에서 21.2 A와 17.6 A로 약 4.6 A 차이를 확인할 수 있습니다. 5.1 GHz OC 환경에서 22.8 A와 22.0 A로 약 0.8 A 차이가 나타났습니다. 이를 12V 계산해보면 약 9.6 W차이인데요. 오차 범위 내 차이라고 할 수 있습니다.


    앞선 테스트와 마찬가지로 ABT 기능 여부에 따라 차이가 가장 크게 나타났는데요. PEAK 값은 27.6 A로 12V를 통해 계산해보면 CPU 보조 전원에 공급된 전력량이 331.2 W라는 것을 알 수 있습니다. 전류량만으로 비교해봐도 기본 상태도 약 10 A 높고, 5.1 GHz OC보다 5.6 A 높게 측정되었습니다.







■ 코어, 스레드 수는 줄었지만 10세대와 비슷한 전력 소비량

    사용자들이 CPU를 선택함에 있어 빠질 수 없는 부분 중 하나는 바로 게임 성능일 것입니다. 이전 세대보다, 경쟁사 동급 제품보다 더 높은 프레임을 보여줄 수 있는지가 중요하죠. 퀘이사존 인텔 11세대 프로세서 벤치마크 기사 기준으로 Core i9-10900K가 i9-11900K보다 1.04%~2.09% 더 높은 성능임을 확인했는데요. 결론적으로 코어 그리고 스레드 수가 더 많은 i9-10900K가 앞선 게임 퍼포먼스를 보여주었습니다.


    그렇다면 전력 소비량 차이가 얼마만큼 있을지 확인이 필요하겠죠. 사이버펑크 2077 30분 부하 테스트를 통해 그 변화를 알아봤습니다. 디폴트 상태에서 512.7 W와 502.2 W였으며, 5.1 GHz 오버클록 시 531.9 W와 523.7 W로 약 8~10 W 차이를 보여줬는데요. 전력 소비량은 비슷했습니다. 이는 블렌더 렌더링 테스트에서도 비슷하게 나타났는데요. i9-11900K는 코어와 스레드 수는 줄었지만, 성능에서 i9-10900K을 앞서지 못했고 전력 소모도 비슷했기에 결론적으로 전성비는 i9-10900K가 앞선다고 할 수 있습니다.


■ 적응형 부스트, ABT 적용 시 전력 소비량 상승

    11세대 CPU부터 적응형 부스트, ABT가 추가되었습니다. 코어 온도에 따라 부스트 클록을 최대로 끌어올릴 수 있는 기능인데요. 이는 CPU 쿨러 성능과 주변 환경에 따라 차이가 클 수 있다는 것을 예상해 볼 수 있습니다. 이번 테스트는 별도 공간에서 진행했기에 주변 온도가 23℃로 상대적으로 낮았고, 마더보드는 Z590 AORUS MASTER(F5b, 2021년 4월 6일 업데이트)로 테스트를 진행했다는 점을 참고해주시기 바랍니다.


    마더보드 초기화 상태에서 MCE와 ABT만 활성화하고, 테스트를 진행했습니다. 퀘이사존이 보유한 Core i9-11900K와 Z590 AORUS MASTER 조합에서 ABT 적용 시 CPU 클록이 5.1 GHz로 높아졌으며, 사이버펑크와 Blender 테스트에서 클록 저하 없이 안정적으로 유지되는 모습이었습니다. 다만, HWiNFO를 통해 확인해 본 결과, CPU 전압을 수동으로 조정한 5.1 GHz 상태보다 높게 인가된 것을 알 수 있었습니다.


    Wattman에서 측정된 결괏값에서 약 90~100 W 이상 소비전력이 높아지는 것을 확인할 수 있었으며, 오실로스코프를 통한 전류 프로브 측정에서도 5.6~9.2 A 이상 높아졌습니다. 이를 12V로 계산해보면 약 67.2~110.4 W로 Wattman 결과와 유사한 것을 알 수 있었습니다. 다만, 해당 결과는 CPU, 마더보드 등 시스템 구성에 따라 달라질 수 있으니, 참고만 해주시기 바랍니다.


이상, QM달려였습니다.





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