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AMD와 인텔이 벌이고 있는 CPU 시장 경쟁은 매우 흥미진진합니다. 인텔은 P코어/E코어, 2개의 아키텍처가 혼합된 멀티 아키텍처 제품으로 효율성과 성능 모두 잡고자 하며, AMD는 앞서서 MCM 구조, 칩렛 구조를 적용해 설계 유연성을 확보하고 3D 패키징과 V-캐시를 통해 게임 성능을 얻고 있습니다.
이러한 양사 경쟁에서 나오는 새로운 기술, 새로운 제품은 항상 컴덕들을 설레게 합니다. 인텔은 오는 2023년 말에 코드네임 메테오레이크(Meteor Lake)로 AMD에 다시금 반격할 준비를 하고 있습니다. 이번 메테오레이크는 컴덕들을 또한번 설레게 할 수 있을지 메테오레이크를 둘러싼 다양한 이야기를 살펴보도록 하겠습니다.
이번 메테오레이크의 가장 큰 변화점이라고 하면 타일 구조를 들 수 있습니다. 이 타일 구조의 기본적인 개념은 AMD 칩렛(Chiplet) 구조와 유사한 MCM(Multi-Chip Module)입니다.
인텔 메테오레이크에서 CPU Core와 내장 그래픽, I/O가 각각 분리되어 별개 다이로 쪼개집니다. 이 각 다이를 인텔은 타일(Tile)이라고 부르죠. 이 타일이 여러 개가 연결되어 1개 CPU 제품을 구성하게 됩니다. CPU 모든 구성 요소가 한 개 칩이 아닌 개별 칩으로 분리되어 있어, 제품 구성 유연성을 확보할 수 있는 것이 MCM 구조의 큰 장점입니다.
AMD의 MCM 구조. AMD는 칩렛이라는 개념을 사용한다.
인텔 타일 구조는 AMD CPU에서 이미 성공적으로 적용한 칩렛 구조와 개념적으로 크게 다르지는 않습니다. 그렇지만 AMD와는 사뭇 다른 방향의 MCM 구조를 추구하고 있습니다.
먼저 각 다이 거리에 차이가 있습니다. AMD 칩렛 구조는 CPU Core가 있는 CCD는 서로 가까이 있습니다. 하지만 이 CCD와 I/O와 내장 그래픽이 통합되어 있는 cIOD와는 어느 정도 거리가 떨어져 있죠. 인텔은 이와 다릅니다. 기존 인텔 CPU에서 보여준 통합 다이, 모놀리식(Monolithic) 구조라고 해도 이상하지 않을 정도로 매우 가까이에 있는 것이 인텔의 접근 방식이자 AMD와의 차별점이죠.
AMD에서는 개별 다이를 연결하기 위해 인피니티 패브릭(Infinity Fabric)이라는 인터커넥트(interconnect) 기술을 도입했습니다. 인텔은 FDI(Foveros Die Interconnect)라는 3D 적층 및 인터커넥트를 메테오레이크에 적용했습니다. 또한 이 인터커넥트는 UCIe(Universal Chiplet Interconnect Express) 표준을 만족합니다.
인텔 FDI 기술은 3D 적층 기술인 Foveros에 D2D(Die to Die) 인터커넥트를 결합한 기술입니다. 각 타일 연결의 근간이 되는 베이스 타일(Base Tile)을 통해 데이터 I/O(Input/Output)와 전력 그리고 D2D 연결이 구성됩니다.
이러한 MCM 구조의 장점은 각 다이별로 서로 다른 공정을 사용할 수 있다는 점입니다. AMD Ryzen 7000 시리즈 경우에도 TSMC 5nm 공정과 6nm 공정을 섞어서 사용하고 있죠. 인텔 메테오레이크는 Intel 4와 22nm 그리고 TSMC 5nm와 6nm를 사용할 것으로 알려졌습니다.
자료=PC Watch
이 Intel 4 공정은 현재 제품에서 쓰고 있는 Intel 7 공정과 비교해 개선점이 많습니다. Intel 4 공정은 기존 Intel 7 공정 대비 동일 클럭에서 전력 40% 감소, 동일 전력에서 성능 20% 향상 등 전성비가 크게 개선된 공정입니다. 또한 EUV 리소그래피, 소재 개선을 통해 밀도도 최대 2배가량 늘린 공정이죠. 인텔 발표 내용을 바탕으로 한 WikiChip의 분석에 의하면, 이번에 사용되는 Intel 4 공정은 TSMC N3, 삼성 3GAE 공정에 견주거나 더 우수할 것으로 예상됩니다.
메테오레이크의 또 다른 드라마틱한 변화 중 하나는 바로 LP E코어와 내장 VPU 탑재입니다. 외신 보도를 통해 공개된 메테오레이크 다이어그램에서는 새로운 LP E코어와 VPU라는 개념을 확인할 수 있었습니다.
먼저 LP E코어는 기존 P코어, E코어에 이어 또 다른 코어 구조 개념입니다. 여기서 LP E코어는 기존 E코어 보다 저전력(Low Power) 코어일 것으로 추측됩니다. 관련해서 구체적인 내용은 밝혀지지 않아 이 LP E코어가 실제로 탑재될지, 또 어떠한 모습일지는 알 수 없습니다. 관련해, 이 P코어 - E코어 - LP E코어 구조가 스마트폰 AP에서 적용되고 있는 빅 코어-미들 코어-리틀 코어의 3중 구조를 연상케해 구조적으로 비슷할 것이라는 추론이 나오고 있습니다.
자료=Igor's Lab
또 하나 변화는 VPU 내장화입니다. VPU(Vision Processing Units)는 AI 및 머싱 러닝 연산에 특화된 연산 유닛입니다. 이 연산 유닛은 인텔 Movidius VPU를 기반으로 할 것으로 예상됩니다. 현재 인텔 13세대 프로세서에서는 일부 제품을 대상으로 별도 VPU 가속 유닛을 탑재하고 있지만, 메테오레이크에서는 이 VPU가 내장되게 됩니다. 이는 AMD Ryzen 7040 시리즈에서 선보인 AMD XDNA와 유사하죠.
이러한 VPU는 Microsoft가 CES 2022에서 언급한 Windows Studio Effect를 비롯해 화상회의에서 배경 흐리게 하기, 인물에 맞춰 프레임 보정 또는 AI를 통한 노이즈 감소, 누끼 따기 등 오늘날 스마트폰에서 보는 각종 기능을 데스크톱에서도 지원할 것으로 예상됩니다.
이번 메테오레이크에는 P코어와 E코어 아키텍처도 변경됩니다. P코어는 Redwood Cove 그리고 E코어는 Crestmont 아키텍처가 사용되죠.
먼저 P코어인 Redwood Cove입니다. Redwood Cove는 Golden Cove의 개선 및 최적화 버전으로 알려져 있습니다. CPU 다이샷을 통한 SemiAnalysis의 분석에 의하면, 12세대의 Golden Cove와 비교했을 때, 마이크로 아키텍처상 드라마틱한 변경점은 있지 않습니다. Golden Cove와 비슷한 구조이지만, 명령 및 작업 수행 최적화와 캐시 용량 상승이 주된 개선점으로 지목됩니다.
하지만 Redwood Cove의 L2 캐시 증가는 이미 13세대의 Raptor Cove에서 반영되었습니다. 13세대는 12세대 대비 L2 캐시 용량이 2MB로 늘어났죠. 즉, 13세대의 Raptor Cove과 Redwood Cove와 비교하게 된다면 아키텍처 차이는 더욱 좁아지게 됩니다.
(좌) Golden Cove vs (우) Redwood Cove
E코어인 Crestmont도 Redwood Cove와 비슷하게 12세대에서 사용한 Gracemont와 비교해 아키텍처의 드라마틱한 변경점이 있어 보이진 않습니다. 다만 L2 캐시가 증가한 것으로 추측되고 있습니다. P코어와 E코어 모두 이전 아키텍처 대비 Intel 4 공정을 통한 25~30% 면적 감소와 캐시 용량 증가가 가장 주요한 차이점으로 추측됩니다.
(좌) Gracemont vs (우) Crestmont
전반적으로, 다이 샷 분석을 통한 메테오레이크의 Redwood Cove과 Crestmont는 이전 Golden Cove와 Gracemont와 비교해 캐시 용량 증가를 제외하곤 드라마틱한 차이가 있어 보이지는 않습니다. 다만 이는 다이 샷만을 보고 추정한 것이기 때문에, 내부 설계 또는 명령 처리 로직 개선 등, 구체적인 성능 향상 내용은 알 수 없다는 한계가 있습니다.
내장 그래픽에서도 성능 향상이 예상됩니다. 메테오레이크의 내장 그래픽은 Xe-LP가 아닌 Xe-LPG 아키텍처를 기반으로 합니다. 기존 Xe-LP 대비 고성능 아키텍처로 추정됩니다. 이 Xe-LPG는 최대 128~192 EU 연산 유닛을 통해 최대 2배의 성능 향상이 이야기되고 있죠. 이 Xe-LPG는 데스크톱 제품에서 쓰이는 Xe-HPG를 기반으로 하여 AV1 디코딩과 DirectX 12 Ultimate, XeSS와 같은 기능을 이용할 수 있을 것이라는 주장도 나오고 있습니다. 더 강력한 그래픽으로 인해 DisplayPort 2.1을 지원하게 되죠.
또한 메테오레이크에서는 새로운 L4 캐시도 이야기되고 있습니다. 오픈소스 그래픽 라이브러리 Mesa3D에 적용된 내용에 의하면, 메테오레이크 지원에 L4 캐시에 대한 언급이 있습니다. 이를 통해 메테오레이크에 새로운 L4 캐시가 탑재될 것이라는 추측도 있습니다. 그렇지만 이 내용이 L4 캐시가 어떠한 목적으로 사용될지, 최종 제품에서도 탑재될지에 대해서는 알려주지 않는 한계가 있죠.
메테오레이크에서는 새로운 소켓 플랫폼, LGA1851이 사용될 것으로 알려졌습니다. 이 LGA1851 소켓은 현 세대에서 쓰고 있는 LGA1700과 엄청 큰 차이가 있지는 않으며, 또 전체 소켓 사이즈는 동일해 쿨러 호환성도 그대로 유지될 것으로 보입니다. 이 LGA1851은 메테오레이크에 이어 그 후속작인 애로우레이크(Arrow Lake)에서도 사용될 것으로 알려졌습니다.
자료=Benchlife
확장성에도 개선점이 있을 것으로 보입니다. CPU 직렬 PCIe 레인에 PCIe 5.0 x4 레인이 추가될 것으로 알려졌습니다. 이는 PCIe Gen 5 M.2 NVMe SSD를 위한 직렬 레인이 추가되는 것으로 보입니다. 차세대 칩셋(가칭 Z890)은 PCIe 4.0 x4 레인이 늘어나 총 PCIe 4.0 x24 레인을 지원하고 새로운 Wi Fi 7 네트워크 지원이 추가될 것으로 알려졌습니다.
플랫폼별 확장성 차이. 루머 자료 기반.
메테오레이크는 인텔이 반복적으로 2023년 하반기에 출시하겠다고 강조하고 있지만, 부정적인 소식도 들려오고 있습니다. 그중 첫 번째는 코어 수 감소입니다. 현재 13세대 랩터 레이크는 최대 8+16 구성으로 24코어를 탑재하고 있지만, 메테오레이크는 P코어가 2개 줄어들은 6+16 구성의 22코어를 탑재할 것으로 전망됩니다.
그뿐만 아니라 데스크톱 라인업 취소설까지 나오고 있습니다. 일부 루머에서는 취소되었다고 하고, 다른 루머 소식에선 데스크탑용 메테오레이크 다이가 취소된 것이지, 데스크톱 제품이 취소된 것은 아니라는 등 여러 정보가 뒤섞여 아직은 혼란을 빚고 있습니다.
출시 일정에서도 부정적인 소식이 들려오고 있습니다. 인텔은 공식적으로 메테오레이크 출시를 2023년이라고 지속적으로 강조하고 있지만 이는 노트북 제품 출시 일정에 불과하다는 것이죠. 데스크톱 제품은 2024년 2분기는 되어야 출시가 가능하다고 전해지고 있습니다.
특히 데스크톱 제품 위주로 부정적인 소식이 들려오는데, 아직 구체적인 이유나 근거는 알려지지 않았습니다. 하지만 많은 유저들은 지속적인 메테오레이크 데스크탑 제품의 부정적인 소식을 접하며, 메테오레이크는 최종적으로 노트북 제품만 출시하고, 데스크탑은 애로우레이크가 나오는 것 아니냐는 의견을 내놓고 있죠.
여기까지 인텔 차세대 플랫폼, 메테오레이크를 둘러싼 다양한 이야기를 살펴보았습니다. 이번 메테오레이크의 핵심 키워드는 MCM 구조, 3D 패키징 그리고 VPU입니다. 특히 MCM 관점에서 메테오레이크는 AMD 접근과 다르게 각 타일(칩)을 매우 가깝게 위치하면서 기존 모놀리식 구조의 이점을 최대한 가져오면서 MCM의 장점을 살리려는 접근이 엿보입니다. 또한 VPU 인공지능 가속기와 Xe-LPG를 통한 내장 그래픽 개선도 주목해 볼 만한 부분이죠.
오늘날 프로세서 트렌드의 주요 화두는 멀티 아키텍처, MCM, 그리고 패키징 기술이 되었습니다. 인텔은 x86 진영에서 AMD 먼저 12세대 제품을 통해 멀티 아키텍처를 선도하고 있습니다. 이제 MCM 구조와 패키징 기술도 본격적으로 시장에 선보일 예정이죠. 미세 공정이 이제는 한계에 다다르고 있다는 평가 속에 인텔 타일 구조, 패키징 기술이 AMD와 어떠한 경쟁을 펼칠지 앞으로가 기대됩니다.
인텔 / CPU / 메테오레이크 / 애로우레이크 / 14세대 / 14900K / 루머 / Meteor Lake / MTL / VPU / 타일 구조
인텔 메테오레이크 알아보기
댓글: 79개
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그냥 하지 왜 해상도를 낮추어서 렌더링을 함?
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