프로세서 (Processor) - 연도별 세대 (Generation) 또는 설계 (Architecture)에 따른 특징들을 소개합니다.
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2018년 10월 (Coffee Lake-S)
- 9세대 코어 프로세서, 커피 레이크 리프레시
새롭게 신설된 코어 i9 시리즈는 경쟁상대인 라이젠 7 시리즈 대비 확실한 우위를 점하기 위해 8C/16T 구성으로 출시되었으며, 코어 i7 시리즈는 대응 가능한 수준인 8C/8T 구성으로 향상되었습니다. 코어 i5 이하 라인업은 클럭 스피드를 향상시키는 것으로 컨슈머 시장의 왕좌 탈환 및 종합 성능으로도 상대 우위를 가져가며 견제 라인을 구축하는데 성공했습니다.
다만 고클럭 고성능 링버스 설계인 커피레이크 아키텍처 기반 코어가 추가되면서 발열이 큰 폭으로 증가했고, 커피레이크를 생산하는 14nm++ 공정의 출하량이 수요를 따라가지 못해 실질적으로 페이퍼 런칭화 되었다는 평가를 받고 있습니다.
이외에 특기할만한 사항으로는 상승한 발열을 감당하기 위해 실리콘 다이와 히트 스프레더 접합부의 열 전달 물질이 유체 혼합물(Thermal Paste)에서 금속(Indium)으로 바뀌었습니다.
2017년 8월 (Coffee Lake-S)
- 8세대 코어 프로세서, 커피 레이크
커피레이크의 실리콘 다이 면적은 149mm2로 알려져 122mm2의 스카이레이크 / 카비레이크 보다 약 20% 더 커졌습니다. 기본적으로 "코어의 3면을 L3 캐시가 감싸는" 스카이레이크 배치를 그대로 따르고 있으며, 코어 2개가 추가되어 3열로 구성되는 차이가 있습니다. 그 외 I/O 구성, 메모리 컨트롤러, 내장 그래픽 코어 등은 변함 없이 동일합니다.
인텔 8세대 코어 프로세서의 주요 활용처는 게이밍, 컨텐츠 생산, 그리고 오버클러킹입니다. 엔터테인먼트에 특화된 라인업임에도 코어 개수를 50% 늘려 멀티스레드 성능을 대폭 향상시켰을뿐만 아니라, 역대 최고의 싱글-코어 클럭을 달성해 기존 어플리케이션들의 성능도 함께 견인하는데 성공했습니다.
오버클러킹 지원에 관해서는 두 가지 특기할만한 사항이 있는데, 그 동안 메인보드 제조사 차원에서 제공해왔던 개별 코어 오버클럭(Per-core)과 실시간 램타이밍 제어(Real-time Memory Timing)를 공식적으로 지원하게 되었습니다.
2017년 7월 (Kaby Lake-X)
- 인텔 7세대 코어 X 프로세서, 카비 레이크-X
기존에는 HEDT 라인업도 최상위 제품군을 제외하면 표준 데스크탑과 비슷한 제품관리 규칙(K-SKU)을 쓰고 코드명에 접미사 E(Extreme)를 붙여 구분지었지만, 인텔 코어 X 프로세서부터 모든 HEDT 라인업이 X로 시작되는 코드명과 전용 제품관리 규칙(X-SKU / XE-SKU)을 사용합니다.
각설하고, 코어 X 라인업은 HEDT 시리즈 최초로 베이스가 되는 아키텍처로 두 종류를 동시에 선보였습니다. 그 중에서도 카비레이크-X 기반 제품들은 LGA1151 소켓 규격의 표준 데스크탑 모델보다 더 높은 오버클럭 포텐셜을 추구하는 익스트림 매니아를 위해 LGA2066 소켓 규격에 카비레이크-S 아키텍처를 이식한 사양으로 출시되었습니다.
물론 카비레이크-S 시리즈에 비해 클럭 스피드가 더 높아지고 공식 지원 메모리 클럭도 DDR4-2666으로 상승했지만, 강력한 멀티-쓰레딩 성능을 추구하는 HEDT 라인업의 정체성과는 다소 괴리감이 있는 모델이기도 합니다. 또한 짝을 이루는 메인보드 칩셋(X299)는 기본적으로 상위 아키텍처인 스카이레이크-X를 바탕으로 설계되었기 때문에 카비레이크-X 프로세서를 장착할 경우 일부 메모리 소켓이나 PCI-Express 슬롯을 사용하지 못하는 패널티가 발생합니다.
2017년 6월 (Sky Lake-X)
- 7세대 코어 X 프로세서, 스카이 레이크-X
이런 급격한 변화의 일환으로 내부 구조면에서 대대적인 개선이 이루어졌습니다. 약 10년간 유지해오던 링버스(Ringbus) 내부 순환 인터페이스를 그물망(Mesh) 직결 구조로 변경, 코어대 코어간 데이터 공유시 발생하는 지연시간을 최소화 할 수 있도록 했습니다.
언코어 영역에서도 주목할만한 변화가 있었습니다. 그물망 인터페이스 구성으로 인해 공유 캐시(L3)보다 각 코어별 프라이빗 캐시의 비중이 더 커지면서 L2 캐시와 L3 캐시의 리밸런싱이 이루어졌습니다. L2 캐시 크기는 코어 당 1MB로 기존 256KB 대비 400% 증가했고, L3 캐시는 1.375MB로 감소해 55% 수준으로 조정되었습니다. 중간 레벨 캐시 적중률이 증가함에 따라 하위 캐시가 굳이 상위 캐시에 포함된 데이터를 전부 가지고 있을 필요가 없어지면서, 하위 캐시들의 정책 또한 포괄적(Inclusive) 방식에서 배타적(Exclusive) 방식으로 바뀌었습니다.
이외에도 성능 향상을 위한 최적화 기술인 인텔 터보 부스트 맥스 3.0(Intel Turbo Boost Max 3.0)도 강화되었습니다. 이전 세대까지의 터보 부스트 맥스 기술은 싱글-코어 기반 프로그램의 성능을 높이기 위해 가장 뛰어난 컨디션을 가진 코어 하나를 할당해주는 기능이었지만, 스카이레이크-X 기반 프로세서부터 듀얼-코어까지 지원할 수 있도록 개선되었습니다.
2016년 8월 (Kaby Lake-S)
- 7세대 코어 프로세서, 카비 레이크
인텔 7세대 카비레이크 프로세서는 기존에 사용하던 인텔 100 시리즈(Sunrise Point) 메인보드에서도 사용할 수 있지만, 함께 출시된 3DXPoint 기반 SSD 인텔 옵테인(Optane)을 사용하려면 인텔 200 시리즈(Union Point) 메인보드와 함께 사용해야 합니다.
이전 세대인 스카이레이크와 차이점을 꼽자면 공정 최적화에 따라 클럭 스피드가 소폭 상승했으며, 코어 아키텍처 이후 처음으로 펜티엄 시리즈도 하이퍼 스레딩(Hyper Threading) 기술을 지원하기 시작했습니다. 이에 따라 상위 모델인 코어 i3 시리즈는 오버클럭이 가능한 K-SKUs 및 터보 부스트를 지원하는 모델이 추가되었습니다.
또한 연산성능은 비슷하지만 내장 그래픽 코어(iGPU)의 미디어 가속 능력도 여러모로 향상된 모습을 보여줍니다. H.265 및 VP9 고효율 비디오 코덱 기반의 4K / 10bit / 60-fps 영상을 하드웨어 가속 할 수 있으며, H.265 Main 8 / VP9 8bit 인코딩도 하드웨어 가속을 지원합니다. 10bit 컬러를 지원하므로 영상에 HDR 효과를 추가할 수도 있습니다.
2016년 5월 (Broadwell-E)
- 5세대 코어 E 프로세서, 브로드웰-E
하드웨어 트랜잭션 메모리(TSX)를 사용할 수 있도록 개선된 상태로 출시되었기 때문에 데이터베이스 관리 작업에서 더욱 빠른 성능을 기대할 수 있습니다. 이미 세대 교체가 이루어진 하스웰 시리즈는 마이크로코드 업데이트 이후 비활성화 되었고, 브로드웰 역시 초기 스테핑 버전에서 동일한 문제가 발견되었지만 새로운 스테핑 버전으로 정상적으로 작동하도록 수정한 제품을 선보이면서 고성능 멀티스레드 작업에서 차별화된 제품으로 자리잡았습니다.
또한 인텔 터보 부스트 맥스 3.0 기능이 새롭게 추가되었습니다. 싱글-코어 어플리케이션을 실행할 경우 사전에 정의한 베스트 코어를 가속시켜 기존의 터보 부스트 2.0 보다 더 높은 클럭 스피드로 작동합니다. 이로써 표준 데스크탑 모델에 비해 평균적으로 낮은편이던 싱글-쓰레드 성능까지 보완할 수 있게 되었습니다.
DDR4 메모리 가격이 주력 메모리(DDR3)의 두 배에 달하던 하스웰-E 프로세서와 달리, 스카이레이크 덕분에 DDR4 메모리가 주력으로 자리잡은 상황인 브로드웰-E 기반 시스템의 가격은 좀 더 저렴할 법도 했지만 실상은 그렇지 못했습니다. 하스웰-E 프로세서에 비해 5~10% 가량 높은 가격이 책정되었기 때문입니다. 이는 동급 프로세서일 경우 대략 5~10만원 정도이며, 최초의 일반 소비자용 10-코어 프로세서인 i7-6950X Extreme Edition 모델은 8-코어 모델인 i7-6900K 모델보다 $650(65만원 이상) 가량 높은 가격이 책정되었습니다.
2015년 8월 (Sky Lake-S)
- 6세대 코어 프로세서, 스카이 레이크
하스웰 아키텍처(4세대)에서 늘린 백엔드에 이어 프론트엔드까지 보강된 스카이레이크는 성능면에서 충분히 긍정적인 요소들을 모두 갖췄습니다. 때마침 메모리 시장도 DDR3 에서 DDR4로 전환되는 시점이었기 때문에 새로운 기왕이면 새로운 시스템으로 전환하는 유저들이 많았다는 점도 스카이레이크의 수요를 늘리는데 한 몫 했습니다.
프로세서와 플랫폼의 경계로 보자면 통합 전압 조정기(FIVR)가 빠지게 되면서 시스템 레벨의 전력 제어권은 메인보드의 역할로 돌아갔습니다. 이는 메인보드들의 품질을 평준화시켰지만, 하이엔드 메인보드의 메리트 감소 및 발열 상승으로 오버클러킹 잠재력을 떨어뜨리던 FIVR의 제약이 사라졌다고 평가할 수 있겠습니다. 인텔의 일반 소비자용 메인보드 플랫폼은 상위 라인업인 Z-Series를 제외하면 오버클럭을 지원하지 않기 때문에 일반 소비자 입장에서는 투자한만큼 돌려받을 가능성이 늘어난 셈 입니다.
이외에도 내장 그래픽 코어의 3D 성능이 제법 향상되었습니다. 이전 세대까지는 저사양 캐주얼 게임으로 분류되던 리그 오브 레전드(LoL)를 쾌적하게 즐기려면 그래픽 옵션의 타협이 필요했지만, 스카이레이크 세대는 코어 i3 부터 풀옵션 상태에서도 쾌적한 플레이가 가능해졌습니다.
2014년 9월 (Broadwell)
- 5세대 코어 프로세서, 브로드웰
하지만 5세대 기반 리테일 데스크탑 프로세서는 코어 i7-5770C 와 코어 i5-5675C 모델만이 2개월 남짓한 짧은 시간동안 한정적인 수량으로 풀렸습니다. 새로운 기술에도 불구하고 실질적인 연산부인 CPU 코어는 하스웰과 동일한 구조였기 때문에 연산 성능면에서는 큰 차이를 느끼기 힘들었고, 전용 그래픽 카드를 탑재하는 것이 일반적인 고사양 데스크탑 PC 시장에서 내장 GPU 코어 성능이 대폭 향상된 점을 가격 상승폭에 준하는 메리트로 꼽기에는 역부족이라고 보는 시선이 많았습니다.
더군다나 거의 비슷한 시기에 출시된 6세대 스카이레이크 프로세서가 CPU 코어 프론트엔드 확장 + DDR4 메모리 지원 사양으로 출시되었기 때문에, eDRAM 및 TSX 명령어를 기존 플랫폼으로 적극적으로 활용할 계획을 가진 소수의 유저들에게만 공급되고 빠르게 단종 수순을 밟았습니다.
이렇듯 데스크탑 시장에서는 반쯤 의도적으로 징검다리 역할을 수행하게 되었지만, 데스크탑 모델보다 먼저 출시되었던 초박형 노트북 시장에서는 앞서 소개한 모든 특징들이 필수적인 개선 요소로 꼽히는 시장이기 때문에 대대적인 신제품 출시와 함께 세대 교체의 주역으로 대우받았습니다. 특히 2017년 이전까지는 DDR3 메모리가 DDR4 메모리보다 가격대비 용량면에서 앞섰으며, 프로세서 자체 가격대비 성능면에서도 충분한 경쟁력을 갖춘 덕분에 꾸준한 수요를 보이기도 했습니다.
2014년 9월 (Haswell-E)
- 4세대 코어 E 프로세서, 하스웰-E
지난 2/3세대 HEDT 프로세서의 전환이 사실상 공정 전환 정도로 끝난 것이 아쉬웠는지, 이번 세대 교체에서는 최저/최대 코어수를 모두 2개씩 늘려 하이엔드의 이름에 걸맞는 변화를 꾀했습니다.
많은 변화가 있었던만큼 칩셋은 물론이고, 장착하는 소켓까지 전부 새롭게 바뀌었습니다.
그 중 LGA2011-3 소켓의 경우 표준 규격 설계대로의 핀 개수는 2011개지만 CPU 상에 예비로 남겨둔 접점을 포함하면 총 2102개의 핀을 사용할 수 있으며, 일부 메인보드 제조사들은 예비 핀의 일부 또는 전부를 포함시켜 오버클럭에 도움이 될만한 요소를 추가해 OC Socket 등의 명칭으로 제공하기도 합니다.
2013년 6월 (Haswell)
- 4세대 코어 프로세서, 하스웰
프로세서에 내장되는 통합 전압 조정기(FIVR)를 채택해 클럭 변동에 따른 전압 조절을 더 정밀하고 빠르게 제어할 수 있게 되었습니다. 메인보드의 경우 저가형 제품의 전력 설계에 별다른 노력을 들일 필요가 없어졌지만, 고가의 메인보드에서 제공하던 고급 전력 제어기능도 유명무실해지는 현상이 부각되기도 했습니다.
2014년에는 후속 공정인 14nm 생산이 연기되어 클럭 스피드를 좀 더 높인 하스웰-리프레시와 데빌스 캐년(Devil's Canyon) 라인업을 출시했습니다. 인텔의 프로세서 역사상 최초로 베이스 클럭 4.0GHz로 작동하는 코어 i7-4790K와 펜티엄 브랜드가 20주년을 맞이한 기념으로 유일한 오버클럭 지원 모델인 펜티엄 G3258이 함께 출시되었습니다.
2013년 9월 (Ivy Bridge-E)
- 3세대 코어 E 프로세서, 아이비 브릿지-E
대신 더욱 미세해진 22nm 공정이 적용되어 클럭 스피드가 상승했으며, 미세 공정으로 늘어난 클럭 여유폭을 십분 활용해 배수(Ratio) 조절을 최대 63x 까지 설정할 수 있습니다. 물론 어디까지나 설정이 가능할 뿐이고 정상작동 수치를 찾는 일은 오버클러커의 역할입니다.
또한 PCI-Express 3.0 인터페이스를 지원해 장치(특히 그래픽 카드) 간 대역폭이 두 배로 상승했습니다. 짝을 이루는 메인보드 칩셋은 샌디 브릿지-E와 동일한 X79이지만, 프로세서와 직결된 슬롯은 PCI-Express 3.0 규격으로 동작합니다. 단, 칩셋간 인터페이스는 여전히 DMI 2.0을 사용하기 때문에 X79 칩셋과 연결된 슬롯은 여전히 PCI-Express 2.0 규격으로 동작합니다.
2012년 4월 (Ivy Bridge)
- 3세대 코어 프로세서, 아이비 브릿지
프로세서 레벨에서는 대역폭이 두 배로 늘어난 PCI-Express 3.0 인터페이스가 최초로 적용되기 시작했으며, 짝을 맞춰 출시된 인텔 7-시리즈 칩셋 플랫폼도 마찬가지로 대역폭을 늘린 SATA3 인터페이스(6Gb/s)가 최초로 적용되었습니다.
공정 전환으로 발열이나 전력에서 이점이 있을 것으로 기대되었지만, 히트-스프레더와 코어 사이의 열 전달 물질이 TIM(Thermal Interface Material)으로 변경되면서 데스크탑 시장에서는 온도 측면에서는 부정적인 시선이 많습니다. 모바일 프로세서는 실리콘 다이가 노출된 형태로 출고되기 때문에 샌디브릿지에 비해 여러 측면에서 개선되었다는 평가를 받았습니다.
2011년 11월 (Sandy Bridge-E)
- 2세대 코어 E 프로세서, 샌디 브릿지-E
코어 및 공유 캐시 활성화 정도에 따라 4-코어 10MB 공유 캐시(i7-3820)와 6-코어 12MB 공유 캐시(i7-3930K), 6-코어 15MB 공유 캐시(i7-3960X)로 총 3개 모델이 출시되었습니다.
최대 3-채널 메모리를 지원하던 네할렘 & 웨스트미어 기반의 일반 소비자용 1세대 코어 아키텍처에서 더 나아가 4-채널 메모리를 지원해 더욱 넓어진 대역폭을 갖추게 되었습니다. 메모리 대역폭 자체는 일반적인 컴퓨팅 성능에 큰 영향을 미치지 않지만, 더 많은 메모리를 장착할 수 있어 쾌적한 성능을 자랑하는 PC 구축이 가능해졌습니다.
2011년 1월 (Sandy Bridge)
- 2세대 코어 프로세서, 샌디 브릿지
아키텍처 측면 외에도 새로운 확장 명령어 세트나 부가 기능 개선을 통해 성능 향상을 꾀했습니다. 고급 벡터 확장(AVX, Advanced Vector eXtension)은 x86 프로세서의 극적인 성능 향상을 가능케했던 MMX와 SSE의 뒤를 잇는 확장 명령어 세트로, 기존의 128-bit/2-OPrd(SSE)에서 256-bit/3-OPrd로 개선되어 약 2.5배에 달하는 성능을 낼 수 있습니다.
인텔 터보 부스트 기능도 2세대로 진화하면서 좀 더 적극적으로 성능을 높일 수 있도록 개선되었습니다.
터보 부스트 1.0은 열설계전력(TDP)을 비교적 엄격하게 지켰기 때문에 클럭 상승폭이나 유지 시간이 여유롭지 않았지만, 터보 부스트 2.0부터는 안전한 시간 내에서 TDP를 넘는 클럭 스피드를 유지한 뒤 안정 상태로 복귀하도록 바뀌었습니다. IDF에서 공개한 자료에 의하면 약 25초 가량 TDP 초과 상태를 안전하게 유지할 수 있다고 합니다.
2010년 1월 (Westmere)
- 1세대 코어(32nm) 프로세서, 웨스트미어 (Westmere)
한편, 보급형 모델은 클락데일(Clarkdale)이라는 코드명으로 듀얼-코어 CPU와 GPU가 통합된 형태로 출시되었습니다. CPU 코어는 32nm 공정이지만 메모리 컨트롤러와 GPU 코어는 45nm 공정으로 생산되어 별도의 실리콘 다이를 갖췄으며, 이를 하나의 PCB 기판에 멀티 칩 모듈(MCM) 방식으로 얹은 형태입니다.
메모리 컨트롤러가 외부 인터페이스로 연결되어 실질적인 성능은 감소했기 때문에 코어i5/i3 이하의 보급형 모델로 출시되었습니다.
기존의 린필드 제품군과 겹치는 구간인 인텔 코어 i5 프로세서 시리즈의 경우 린필드 기반 4C/4T 제품군은 코어 i5-700, 클락데일 기반 2C/4T 제품군은 코어 i5-600으로 나뉘어 어렵지 않게 구분할 수 있도록 구성되었습니다.
2008년 11월 (Nehalem)
- 1세대 코어(45nm) 프로세서, 네할렘
시간이 조금 흐른 뒤에는 중급형 시장을 위해 LGA1156 소켓과 함께 린필드(Lynnfield) 시리즈를 출시했습니다. LGA1366에 비하면 메모리 컨트롤러의 성능이 조금 축소되어 2-채널만 지원하며, DDR3 메모리 공식 지원 대역폭도 소폭 낮아졌습니다. 또한 프로세서와 칩셋간의 연결 방식도 QPI 대신 기존의 다이렉트 미디어 인터페이스(DMI, Direct Media Interface)를 채택했습니다. 그럼에도 불구하고 프로세서 성능 자체는 블룸필드에 필적했기 때문에 상당한 인기를 누렸습니다.
