인텔의 ‘코어 울트라 200S 시리즈’ 프로세서 중 가장 먼저 선보이는 제품군은 데스크톱 PC를 위한 고성능 ‘K 시리즈’ 제품이다. 이 제품군은 전통적으로 125W의 열설계전력(TDP) 설정을 기준으로, 65W TDP를 가지는 일반 제품군들보다 더 높은 동작 속도를 보장하는 점이 특징이다. 프로세서의 동작 속도를 결정하는 ‘배수’의 제한이 해제돼 오버클럭킹도 가능하다.
코어 울트라 200S 시리즈 중 가장 높은 성능을 가진 제품은 ‘코어 울트라 9 285K’ 프로세서다. 이 프로세서는 8개의 P-코어와 16개의 E-코어로 총 24코어 24쓰레드의 구성과 최대 5.7GHz 동작 속도를 갖췄다. 코어 수는 이전 세대와 동일하지만 쓰레드 수는 ‘하이퍼스레드’ 기능이 빠지면서 줄어들었다.
‘코어 울트라 7 265K’ 역시 이전 세대와 동일한 8개 P-코어와 12개 E-코어로 총 20코어 20쓰레드 구성과 5.5GHz 동작 속도를 제공한다. ‘코어 울트라 5 245K’도 6개 P-코어와 8개 E-코어로 14코어 14쓰레드 구성과 5.2GHz 동작 속도를 제공한다.
프로세서와 플랫폼의 전력 관리 정책 또한 이전 세대와는 다소 바뀐 부분이 있다. 인텔은 기존 13, 14세대 코어 프로세서에서 제품의 숨겨진 문제와 메인보드 제조사의 임의 설정 등이 복합적으로 작용한 ‘불안정성 문제’를 최근까지 겪은 바 있다. 이에 새로운 코어 울트라 200S 시리즈 프로세서와 플랫폼에는 좀 더 강력한 ‘권고 가이드라인’이 기본적으로 적용된 점도 눈에 띈다.
좀 더 최적화된 설정과 강화된 가이드라인
이번 ‘코어 울트라 200S 시리즈’ 프로세서의 성능을 위한 측면에서 눈에 띄는 부분은 크게 두 가지다. 첫 번째는 초대 코어 프로세서에서부터 지금가지 줄곧 이어져오던 ‘하이퍼스레딩(Hyper-Threading)’ 기술이 빠졌다는 점이다. 하이퍼스레딩 기술은 프로세서의 파이프라인 스테이지 효율을 높이기 위해 코어당 복수의 스레드를 생성하고 작업 처리 중 비어 있는 유닛에 적절한 작업을 배치해 처리 성능을 높이는 기술이다. 이를 통해 얻을 수 있는 멀티스레드 성능 향상은 코어당 30% 정도였다.
인텔이 P-코어에서 하이퍼스레딩 기술을 제외한 이유로는 P-코어의 효율 최적화 문제와 보안 문제, E-코어의 효율을 통한 극복 등이 꼽힌다. 인텔은 ‘라이언 코브’에서 하이퍼스레딩을 제외해 싱글 쓰레드에서 전력 효율을 15% 높이고 면적당 성능 효율은 10% 올렸다고 언급한 바 있다. 이를 통해 P-코어는 싱글 쓰레드 효율과 성능에 집중하고, 멀티쓰레드 성능은 E-코어를 더 강화해 이전 세대를 넘어설 수 있다고 계산한 것으로도 보인다.
이러한 인텔의 계산은 충분히 현실적이다. 코어 울트라 9 285K는 P-코어 기준 싱글 코어에서 최대 5.7GHz, 8개 코어를 모두 활용하는 경우 최대 5.4GHz 정도로 동작한다. 이전 세대보다 동작 속도가 0.3GHz 정도 낮아졌지만, 이 정도는 이전 세대보다 9% 높아진 IPC(Instructions per clock)로 싱글쓰레드 성능은 충분히 역전할 수 있다. P-코어에서 하이퍼스레딩 기술의 부재에 따른 멀티 코어 성능은 이전 세대보다 30% 이상 성능이 오른 E-코어를 통해 충분히 극복 가능하다.
두 번째는 프로세서의 적절한 자원에 작업을 할당하는 ‘쓰레드 디렉터’다. 이전 세대는 ‘퍼포먼스 하이브리드’ 콘셉트로 작업이 들어오면 P-코어에서 먼저 받았다. 이 방식은 성능과 반응성은 좋지만 E-코어의 활용 효율이 떨어지고 전력 효율이 아쉬운 면이 있었다.
반면 이번 세대에서는 작업이 들어오면 ‘E-코어’가 먼저 받고 필요에 따라 ‘P-코어’로 넘긴다. 이를 통해 E-코어 활용률을 높이고, 오피스 작업 등 부하가 적은 상황에는 이전 세대보다 소비전력을 절반 이하로 줄일 수도 있게 됐다. 여기에는 ‘스카이몬트’ 코어가 전 세대의 P-코어인 ‘랩터 코브’에 비견될 정도로 성능이 올라온 점도 한 몫 한다. 하지만 윈도의 전원 프리셋 설정에 따라 성능 차이가 제법 크게 나는 부분은 아직 최적화가 필요해 보인다.
코어 울트라 200S의 K 시리즈 프로세서에서 인텔이 공식적으로 제시한 열설계전력(TDP) 가이드라인은 장기 유지되는 기본 전력 125W 설정과 제품군별로 차등화된 최대 터보 파워 설정으로 구성된다. 최대 터보 파워의 경우, 코어 울트라 9과 7은 250W, 코어 울트라 5의 경우 159W 설정이 공식이다. 하지만 ‘K 시리즈’의 경우 인텔이 정의한 ‘퍼포먼스 파워 프리셋’이 있는데 이번 세대의 경우 기본 전력과 최대 터보 파워 모두 ‘최대 터보 파워’ 기준으로 설정된다.
코어 울트라 9 285K의 ‘퍼포먼스’ 프리셋은 기본 전력과 최대 터보 파워 모두 250W 설정이고 전류량은 347A 정도로 설정됐다. 이전 세대의 퍼포먼스 프리셋과 비교하면 전력량은 소폭 내려갔지만 동등한 수준이고 전류량 제한은 좀 더 높아졌다. 물론 이전 세대의 ‘익스트림’에서 제공하던 400A 전류량보다는 낮은 모습이다. 사용자의 책임 하에 이러한 제한을 모두 해제하는 것도 가능하다. 코어 울트라 9에서는 ‘익스트림’ 프리셋이 제공된다. 이 프리셋의 사용은 보증 범위를 벗어날 수 있다는 점도 유의해야 한다.
인텔은 메인보드 제조사들에 예전 같은 임의의 ‘무제한’ 등 설정이 아닌 인텔의 추천 설정을 적용하는 것을 권장하고 있다. 이번 세대에서는 많은 메인보드들이 이러한 가이드라인을 준수할 것으로 보인다. 하지만 여전히 이 전압, 전류 설정 이외에 ‘멀티코어 향상(Muiti-Core Enhanced)’ 등의 기능이 기본 활성화된 메인보드들이 있을 수 있다. 기본에 충실한 안정성을 추구한다면 이들 기능의 활성화 여부를 확인하고 꺼 주는 것이 좋겠다.
이전 세대에서부터 제공되던 ‘APO(Application Performance Optimization)’ 기능도 제공된다. 인텔의 가이드라인은 기본 ‘활성화’다. 이 기능은 메인보드에서의 플랫폼 전력 관리 관련 기능을 켜고 마이크로소프트 스토어에서 앱을 설치해 기능을 제어할 수 있다. 이 기능은 하이브리드 아키텍처 기반 프로세서에서 게이밍 시 코어 할당이나 코어 파킹 등 성능에 영향을 주는 자원 할당 관련 상황을 최적화해 지원되는 게임 등의 애플리케이션 성능을 크게는 15%까지 높일 수 있다.
기대 이상 높아진 성능, 쿨링 부담도 줄어
테스트 시스템은 인텔 ‘코어 울트라 9 285K’ 프로세서와 에이수스의 ‘ROG 스트릭스 Z890-E 게이밍 와이파이’ 메인보드를 사용했다. 그래픽카드는 인텔 아크 A770 리미티드 에디션 16GB와 함께 프로세서 내장 GPU(그래픽처리장치)도 활성화했다. 스토리지는 씨게이트 파이어쿠다 530 1테라바이트(TB) SSD, 운영체제는 마이크로소프트 윈도11 24H2에 10월 정기 업데이트까지 적용했다. 한편, 프로세서 전력관리 정책은 250W TDP 설정의 ‘퍼포먼스’, 윈도의 전원 관리 프리셋은 ‘고성능’을 사용했다.
메모리는 삼성전자의 DDR5-5600 32GB 모듈 2개로 64GB 구성과 팀그룹(Teamgroup)의 ‘T-Force XTREEM DDR5-8200 24GB’ 키트 두 개로 48GB 구성을 사용했다. 쿨러는 MSI 코어리퀴드 C240 240mm 수랭 쿨러와 ‘비콰이어트(be quiet!)’의 라이트루프(LIGHT LOOP) 360mm 수랭 쿨러를 사용해 쿨링으로 인한 성능 차이를 확인했다. 비교 대상으로 사용한 코어 i9-13900KS에는 삼성전자의 DDR5 메모리와 MSI의 240mm 수랭 쿨러를 사용했다. 전력 관리 정책은 TDP 320W, 전류 400A 제한의 ‘익스트림’ 설정이다.
프로세서의 연산 성능 측면을 확인할 수 있는 ‘긱벤치 6.3’ 테스트에서 코어 울트라 9 285K는 320W 익스트림 프리셋 설정의 코어 i9-13900KS 프로세서를 250W 퍼포먼스 프리셋에서도 큰 어려움 없이 넘어서는 모습을 보인다. 특히 싱글 쓰레드 성능 뿐만 아니라 하이퍼스레딩 기술이 빠지면서 쓰레드 수가 줄어들었지만 멀티 쓰레드 성능에서 아쉬움이 생기지 않을까 했던 걱정은 기우로 끝나는 모습이다.
프로세서 기반의 전문 그래픽 렌더링 성능을 측정하는 ‘시네벤치 2024’ 테스트에서도 코어 울트라 9 285K는 기대 이상의 면모를 보인다. 이전 세대와 비교하면 같은 240mm 수랭 쿨러에서 싱글, 멀티쓰레드 모두 9% 정도의 성능 향상이 확인된다. 고성능 메모리와 360mm급 수랭 쿨러를 쓰면 추가 성능 향상을 기대할 수 있다. 하지만 이전 세대 대비 발열 부담도 줄어서 240mm급 수랭 쿨러나 듀얼 타워형 공랭 쿨러로도 충분히 만족스러운 성능을 낼 수 있는 모습이다.
3D마크(3DMark)의 CPU 프로파일 테스트에서 코어 울트라 9 285K는 코어 i9-13900KS 대비 싱글 코어 성능에서부터 우위를 보여준다. 8쓰레드에서 16쓰레드로 넘어갈 때 성능 차이에서는 코어 i9-13900KS가 25% 정도지만 코어 울트라 9 285K는 50%에 가까운 모습이다. 이는 16쓰레드를 이전에는 P-코어 8개로 처리했다면 지금은 P-코어 8개와 E-코어 8개로 처리하기 때문이다. 이전 세대의 24코어 성능은 이제 16코어로 낼 수 있고 최대 성능은 이전 세대보다 20% 가량 높아졌다.
게이밍에서의 그래픽 성능을 확인할 수 있는 3D마크(3DMark) 테스트에서도 여러 가지 눈에 띄는 부분이 있다. 먼저, 가장 표준적인 테스트인 ‘타임 스파이(Time Spy)’ 시리즈의 총점은 테스트에 사용한 ‘아크 A770’ 그래픽카드의 성능 한계로 이전 세대와 큰 차이가 나지는 않는다. 하지만 ‘프로세서’ 성능 점수에서는 어느 정도 차이가 벌어지는 모습이다. 특히 ‘타임 스파이 익스트림’에서의 프로세서 성능 차이는 16% 정도로 나타났다.
실제 게이밍에서는 그래픽카드의 성능이 최종적인 성능에 큰 영향을 미치지만 프로세서의 고성능 또한 그래픽카드가 제 성능을 내는 데 필요하다. ‘쉐도우 오브 더 툼레이더(Shadow of the Tomb Raider)’ 게임에서 실제 프레임 수는 프로세서보다는 그래픽카드 성능에 맞춰졌다. 하지만 게임 내부의 CPU 성능에서는 코어 울트라 9 285K 쪽의 우위가 확인된다. ‘보더랜드 3’의 경우도 오차범위 안에 있지만 약간의 성능 차이가 보이기도 한다. 최소한 게이밍에서 이전 세대 대비 성능이 밀리는 걱정은 하지 않아도 될 것 같다.
프로세서 내장 그래픽의 성능은 이전 세대보다 크게 좋아졌다. 코어 울트라 9 285K에 탑재된 Xe-LPG 기반 인텔 그래픽스는 이전 세대의 ‘UHD 그래픽스 770’ 대비 3D마크의 ‘타임 스파이’에서는 2.5배, 스틸 노마드 라이트(Steel Nomad Light)에서는 2.9배 높은 성능을 냈다. 고성능 메모리와 쿨러를 썼을 때는 스틸 노마드 라이트 테스트에서 3배가 넘는 성능 차이를 보이기도 했다. 한편, 이 ‘인텔 그래픽스’는 전 세대 코어 울트라에 탑재된 ‘아크 그래픽스’ 대비 절반 정도 규모의 구성이지만 실제 성능은 대략 60~70% 정도에 이르는 모습이다.
다양한 PC 사용 시나리오에서의 성능을 확인하는 PC마크 10(PCMark 10) 테스트에서도 코어 울트라 9 285K는 이전 세대를 넘어서는 성능을 보인다. 전체 점수에서는 코어 울트라 9 285K가 대략 7% 정도 앞서고, 세부적으로는 순발력 등 위주의 ‘에센셜(Essentials)’과 그래픽 성능이 반영된 ‘게이밍’ 이외에는 분명한 성능 향상이 보인다. 특히 ‘생산성(Productivity)’ 측면에서 성능 향상 폭이 큰 점이 눈에 띈다.
마이크로소프트 오피스와 어도비 크리에이티브 클라우드에서의 성능을 확인하는 ‘UL 프로시온(Procyon)’ 테스트에서도 코어 울트라 9 285K는 코어 i9-13900KS 대비 의미 있는 수준의 성능 우위를 보여준다. 이 테스트에서는 메모리와 쿨러의 변경에 따른 성능 차이도 다소 나타나는 편인데 쿨러보다는 빠른 메모리의 사용이 성능 차이에 영향을 준 것으로 보인다. 하지만 이전 세대와 같은 메모리를 사용하더라도 여전히 더 높은 성능을 제공한다.
인공지능(AI)에서는 프로세서에서의 성능 향상 뿐만 아니라 개선된 GPU와 새로운 NPU까지 탑재돼 다양한 기술 조합을 활용할 수 있게 된 부분이 장점이다. 프로세서 성능 면에서는 특히 FP16쪽 성능이 50% 가까이 높아진 점이 눈에 띈다. 이 부분은 새로운 E-코어의 역할이 큰 것으로 보인다. 프로세서 내장 GPU와 NPU의 경우는 기술적 기반이 같은 전 세대 코어 울트라에서 나오던 성능과 비슷하고 NPU의 경우는 이전보다 좀 더 성능이 높게 나온다. 이는 지금까지 1년여 기간 동안 소프트웨어의 개선에 따른 것으로도 보인다.
코어 울트라 9 285K는 이미지 생성 모델인 ‘스테이블 디퓨전(Stable Diffusion) 1.5’에서 프로세서 내장 GPU와 NPU 조합으로 새로운 옵션을 사용할 수도 있다. 프로세서 내장 GPU나 NPU만을 사용해도 스테이블 디퓨전 모델을 돌릴 수 있지다. 하지만 인텔의 ‘오픈비노(OpenVINO)’ 라이브러리에서는 내장 GPU와 NPU를 함께 사용해 성능을 올릴 수 있는 구성을 지원하고 이 경우 성능이 대략 60~88% 정도 오른다. 시스템 구성에 따라서는 이미지 생성 AI 모델을 사용하고 싶을 때 제법 실용적인 옵션으로 활용할 수도 있을 부분이다.
인텔에 있어 올해의 ‘코어 울트라 2세대’ 제품군은 여러 모로 중요한 의미를 가진 제품이 아닐까 싶다. 새로운 마이크로아키텍처의 방향성이나 프로세서를 구성하는 ‘타일’ 구조, 인텔의 내부 제조 공정을 고집하지 않는 유연성 등이 모두 모여, 지금까지의 인텔의 프로세서와는 사뭇 다른 성격의 프로세서가 등장했다. 브랜드 또한 14세대에 걸친 ‘코어’ 시대를 마감하고 본격적으로 새로운 ‘코어 울트라’ 시대가 열린다. 데스크톱 PC용 CPU에 NPU가 탑재되는 것도 이번이 처음은 아니지만, 이번을 계기로 빠르게 확장될 것 같다.
프로세서 제품 측면에서 보자면 정말 오랜만에 아키텍처가 크게 바뀌는 변화 속에서도 다양한 상황에서 전 세대 대비 고민 없는 성능 우위를 보여주는 세대 교체가 아닌가 싶다. 특히 성능 뿐만 아니라 전력 효율 측면의 큰 향상은 이전 세대 대비 큰 매력으로 다가올 것 같다. 지금까지 몇 세대 동안은 성능을 위해 물리적인 한계를 넘어서는 무리수가 느껴졌다면 이번 세대는 극단적인 무리수를 두지 않는 선에서도 이전 세대를 뛰어넘는 성능을 보여주는 면이 긍정적이다.
물론 이번 코어 울트라 200S 시리즈의 NPU가 ‘루나 레이크’의 고성능 유닛이 아니라는 점은 조금 아쉬운 부분이다. 이 또한 고성능 그래픽카드를 많이 사용하는 플랫폼의 특징을 반영한 것으로 이해할 수 있겠다. 하지만 차세대 윈도 환경으로 꼽히는 ‘코파일럿+ PC’ 기능들은 올해는 데스크톱 PC에서 만나기 어렵게 됐다. 그럼에도 ‘코어 울트라 200S 시리즈’ 프로세서가 등장하면서 데스크톱 PC에서도 분명한 ‘AI PC’ 시대가 열린다는 의미가 크게 느껴진다.
권용만 기자 yongman.kwon@chosunbiz.com
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