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[CPU] 2주 앞으로 다가온 SKL-X HCC : 1900X 발표로 엿보는 AMD의 대응전략

Dr.Lee | 조회 2036 | 추천 19 | 2017.09.11. 04:48 http://drmola.com/pc_column/233666

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인텔의 HEDT 라인업 완비가 어느새 2주 앞으로 다가왔다. 지난 5월 30일 대만에서 개최된 컴퓨텍스에서 인텔은 그레고리 브라이언트 전무(SVP) 겸 클라이언트 컴퓨팅 사업부 대표(GM)가 진행한 기조연설을 통해 최대 18코어를 탑재한 차세대 코어 X-시리즈 프로세서를 정식으로 공개했으며, 그중 하위 5개 모델들인 코어 i5-7640X, i7-7740X/7800X/7820X 그리고 당시 처음이자 유일한 "코어 i9" 이던 i9-7900X를 6월 20일에 출시했었다. 이후 두달여간 i9-7900X는 인텔 컨슈머 라인업의 최상단을 지키고 있었지만 최근 이 타이틀을 반납한 바 있다. 정확히 2주 전인 지난 8월 28일, i9-7920X가 출시되었기 때문이다.

 

그러나 여전히 갈 길은 멀다. 무엇보다 지난 9년간 지리멸렬했던 경쟁사 AMD가 16코어라는 머릿수를 앞세워 HEDT 시장의 왕좌를 인텔로부터 빼앗았기 때문이다. 라이젠 스레드리퍼 1950X는 지난달 10일 출시되었는데, 당시의 인텔측 경쟁상대였던 코어 i9-7900X를 넉넉히 앞질렀을 뿐 아니라 최근 출시된 i9-7920X 역시 전작보다 멀티스레드 성능은 최대 14% 증가하는 데 그칠 것으로 여겨져 1950X의 집권을 실질적으로 위협하지는 못하고 있다. (이상 이 글 참조) 이 상황을 끝내기 위해 인텔은 정확히 2주 뒤인 오는 25일, 아껴 왔던 무기들을 모두 봉인해제할 태세다. 바로 SKL-X HCC 기반 코어 i9-7940X/7960X 그리고 7980XE가 그들이다.

 

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라이젠 스레드리퍼 1950X는 앞서 밝혔듯 16개의 Zen 코어를 탑재하고 있다. 출시 당시의 경쟁상대였던 코어 i9-7900X가 10개의 SKL 코어를 탑재한 것과 대조된다. 흔히 AMD의 Zen 코어는 인텔의 SKL 코어보다 단위 성능은 10% 가량 떨어지는 것으로 여겨지며 작동속도 역시 반도체 제조능력은 한수 위인 인텔이 더 높은 숫자를 달성하고 있는데(1950X는 올 코어 부스트클럭이 3.7GHz, i9-7900X는 4.0GHz), 이러한 불리조건을 오로지 많은 코어 수로 상쇄한 것이 1950X의 승인이었다. 그리고 이 승리공식은 다음 경쟁상대인 12코어 i9-7920X를 맞아서도 여전히 유효하다. 하지만 그 다음 경쟁에서는?

 

인텔이 곧 봉인해제할 코어 i9-7940X/7960X/7980XE는 각각 14, 16, 18개씩의 SKL 코어를 탑재하고 있다. 지금까지는 AMD가 코어 수에서의 압도적 (33-60%) 우위를 바탕으로 단위 성능 및 작동속도의 열위를 상쇄하는 게 가능했지만 이제부터는 얘기가 다르다. i9-7960X부터는 1950X와 코어 수가 같으며 여기부터는 거꾸로 AMD가 작동속도에서의 우위에 기대야 하는 형편이다(1950X 올 코어 부스트클럭 3.7GHz, i9-7960X 3.6GHz). 나아가 코어 수가 역전되는 i9-7980XE는 적어도 "성능으로는" 1950X에 재역전할 것이 확실시된다. AMD는 이러한 상황에 대비하고 있었을까. 이 글에서는 지금까지의 보도자료들 이면을 짚어보기로 한다.

 

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AMD는 지난달 31일 라이젠 스레드리퍼 라인업의 막내 1900X를 정식 출시했다. 최고 16코어까지로 구성되는 이 라인업에서 고작 8코어에 "불과"한 하위제품의 추가가 관심을 끌기란 어려운 법이다. 어쩌면 오히려 그래서였을까. AMD는 이날 매우 의미심장한 두 가지 사실을 전격적으로 공개했다. 하나는 1900X 자신에 관한 것이고 다른 하나는 라이젠 스레드리퍼 전반을 관통하는, 아마도 그중 얼굴마담 격인 1950X에 날개를 달아 줄만한 것이었다. 이들에 관하여는 후술하겠다.

 

라이젠 스레드리퍼 1900X는 549달러의 가격으로, 라이젠 7 1800X보다는 50달러가 비싸고 인텔의 8코어 카운터파트 코어 i7-7820X보다는 50달러가 저렴하다. 성능 역시 그 중간 어디쯤을 겨냥하고 있으리라고 생각하면 전혀 놀라울 게 없다. 다만 주변기기 확장의 측면에서, i7-7820X의 PCIe 라인 수는 28개로 자사 상위 모델이 갖는 44개보다 제한되어 있는 반면 1900X는 1950X/1920X와 동일한 64개를 탑재, i7-7820X는 물론 인텔측 최상위보다도 더 많은 PCIe 라인 수를 가진다.

 

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물론 많은 PCIe 라인 수를 성능으로 환산하는 작업은 생각만큼 쉽지 않다. 현세대 PCIe Gen3의 대역폭을 현존하는 어떤 그래픽카드도 전부 활용하지 못하는 상황이라 3-way 구성을 16+8+8로 하는지 8+8+8로 하는지 등은 전혀 유의미한 성능차이를 가져오지 못한다. 다만 3-way를 넘어가면, 4-way 구성은 28라인에서는 아예 불가능하기 때문에 차별화가 가능하기는 하다. 그래픽카드 4-way 구성의 효율이 매우 떨어져서 문제지만.

 

PCIe 라인 수에 따른 성능 차를 보려면, 차라리 (PCIe 라인을 사용하는) NVMe 규격의 SSD RAID 구성을 생각해볼 수 있다. 하지만 아직까지 AMD는 NVMe RAID 자체를 지원하지 않고 있으며 인텔은 VROC라는 하드웨어 키를 사서 꽂아야 NVMe RAID를 구성할 수 있다. VROC의 가격은 99-299달러. 정말 치사한 세상이다.

 

자. 이쯤에서 AMD가 준비한 히든카드를 뒤집어보자. 첫번째는 다름아닌 라이젠 스레드리퍼 1900X의 다이 구성에 관한 것이다.

 

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라이젠 시리즈의 구성에 아직도 익숙하지 않은 독자들을 위해 기초부터 짚고 넘어가자. AMD는 일반 컨슈머용 프로세서 "라이젠"과 HEDT용 "라이젠 스레드리퍼", 그리고 서버 및 엔터프라이즈용 "EPYC"에 이르는 모든 라인업을 단 하나의 다이를 스케일업하는 것으로 대응하고 있다. 이 최소단위를 "제플린" 다이라고 한다. 제플린 다이를 하나만 사용해서 4-8코어의 라이젠 3/5/7을 만들어내고, 2개의 제플린 다이로는 8-16코어의 라이젠 스레드리퍼를, 4개의 제플린 다이로는 8-32코어의 EPYC을 만들어내는 것이다. (주 : 위 두 그림 중 아래의 그림은 이해를 돕기 위한 것으로 실제와 다를 수 있다.)

 

제플린의 내부에는 4개의 Zen 코어와 각각에 딸린 L3 캐시 슬라이스를 묶은 "코어 컴플렉스" (CCX) 가 두 개 탑재되어 있다. AMD는 현재까지 CCX 내부의 연결구조 및 인피니티 패브릭의 정확한 작동원리를 공개하지 않았는데, 관념적으로 CCX 내부는 크로스바로 / 인피니티 패브릭은 링 버스의 일종으로 대입해볼 수 있다. 이 경우 CCX 내부는 거의 레이턴시 없이 각각의 코어 및 L3 캐시 슬라이스가 통신할 수 있지만 CCX 내부의 복잡도를 올리기(=코어 수 늘리기)는 매우 어렵다. 반면 인피니티 패브릭을 매개로 CCX를 하나 더 추가한다든지 하는 일은 상대적으로 쉽다(=인텔이 링 구조 하에서 코어 수를 늘리는 것처럼).

 

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좀더 자세히 살펴보면 위와 같다. 우선 제플린 다이를 하나만 탑재한, 그리고 8코어 모두 사용하는 라이젠 7이라고 하여 제플린의 온전한 사양을 전부 사용하지는 않는다. 다이간 / 프로세서간의 연결을 위해 예비해 둔 3개의 인피니티 패브릭(IF) 링크를 사용하지 않기 때문이다. 인텔이 서버용 다이에서 소켓 구성에 따라 선택적으로 QPI/UPI를 활성화하거나 비활성화하는 것과 같다. 이미 잘 알려졌듯 라이젠 3/5/7은 멀티 소켓을 지원하지 않는다.

 

한편 라이젠 7은 첫 등장 후 한동안 2 CCX 구조에 따른 '성능저하설'로 몸살을 앓아야 했다. 결론적으로 말해 CCX 구조는 오버헤드를 초래하는 것이 맞지만, 동시에 이 모든 핸디캡이 반영된 총체가 라이젠 7의 성능이었기 (그리고 그 자체로 코어 i7-6800/6900 시리즈를 앞섰기) 때문에 성능이 '저하된다'는 표현은 엄밀히 말하면 틀린 것이다. 다만 CCX를 넘나드는 L3 캐시 액세스는 분명히 레이턴시 증가를 가져왔으며, 따라서 4코어 이상을 점유하는 단일 작업의 경우 코어 수 증가만큼 성능 향상이 스케일링되지 않는 현상이 뚜렷하게 나타났다. 구체적으로는 L3 캐시 8MB를 넘어가는 구간, 4코어를 넘어가는 구간 각각이 그러했다.

 

이후 출시된 라이젠 5 6코어 모델의 경우 각 CCX에서 코어 하나를 비활성화한 것이다. 그러면서도 L3 캐시 슬라이스는 모두 남겨놓은 것이 특징이다.

 

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라이젠 5는 4코어와 6코어로 출시되었는데, 이 중 4코어 모델은 CCX 하나를 통째로 비활성화해 1 CCX 구성을 취하지 않겠느냐는 희망 섞인 기대가 있었다. 그러나 뚜껑을 열어보니 각 CCX마다 코어 2개씩을 비활성화한 소위 '2+2' 구성으로 밝혀졌는데, 그 이유로 AMD는 (4코어 모델 둘 중 상위 모델인) 라이젠 5 1500X에 (코어 수는 줄어들었지만) 여전히 전체 L3 캐시를 모두 사용하게 하려 했기 때문이라고 언급한 바 있다. 다시 말해 L3 캐시를 반토막낸 1 CCX와 L3 캐시를 온전히 살린 2 CCX 사이에서 후자가 더 우수하다고 판단했다는 얘기다.

 

어쨌든 라이젠 5 1500X까지는 변명이 되었던 '온전한 L3 캐시' 라는 장점도 라이젠 5 1400부터는 써먹을 수 없게 된 것이, 1400 및 그 이하 라이젠 3은 모두 L3 캐시가 8MB로 줄어들어 있기 때문이다. 팀킬 방지를 위해 1400까지는 어쩔 수 없었다 치더라도, 상위 모델과 비교해 SMT 비활성화라는 비교적 큰 핸디캡이 있는 라이젠 3은 1 CCX 구성이 가능하지 않았을까 하는 의문이 생겼다. 일단 AMD의 공식 답변은 "아니다" 였다.

 

CCX 구성에 관해 비교적 길게 서술한 이유는 이것이 후술할 라이젠 스레드리퍼 1900X만의 독특한 특징과 연관되었기 때문이다. 이 내용을 기억하자.

 

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라이젠 스레드리퍼 1950X와 1920X는 각각 2개의 제플린 다이를 탑재했다. 외견상 EPYC과 같은 4개의 실리콘으로 구성되지만 그중 2개는 더미이고, 더미와 제플린 다이는 서로 대각선(diagonal)으로 배치되어 있다. 앞서 라이젠 3/5/7에서 공통적으로 삭제되어 있던 IF 링크는 여기서 2개가 활성화되어, 패키지 내 제플린 다이 사이의 고속 통신을 담당하게 되었다. 이를 통해 두 개의 제플린 다이는 (마치 링 도메인 사이를 버퍼 스위치로 연결하던 HSW-EP/EX처럼) 유기적으로 연결된 형태를 취하게 되었다.

 

거두절미하고, 여기서 발생가능한 문제는 크게 두 가지로 압축된다. (1) 단일 작업의 L3 캐시 및 코어 점유가 CCX 너머로 혹은 다이 너머로 확대되는 경우 / (2) 하나의 코어가 자신이 속하지 않은 다이의 메모리 채널을 활용하려는 경우가 그것이다. 이중 (1)의 경우는 (라이젠 3/5/7이 그랬듯) 답이 없으니 논하지 않고, (2)의 경우는 코어가 자신이 속한 다이의 메모리 채널을 활용하는 경우(로컬)와 속하지 않은 다이의 메모리 채널을 활용하는 경우(리모트)로 구분하고 있다.

 

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AMD에 따르면 로컬 메모리만을 사용하는 경우(로컬 모드)보다 리모트 메모리까지 활용하는 경우(디스트리뷰티드 모드) 레이턴시는 30% 가량 증가하지만 (66.2ns vs 86.9ns) 쿼드채널을 모두 활용하는 대역폭의 이점이 있다고 하며, 닥터몰라의 벤치마크에서도 디스트리뷰티드 모드가 평균 5% 더 우수하게 나타났다. 즉 다이를 넘나들며 메모리를 액세스해야 하는 것 자체는 큰 문제라고 보기 어렵고, CCX 구성이 더욱 복잡해지는 데서 오는 오버헤드가 유일한 변수로 남은 셈이다.

 

라이젠 스레드리퍼 1950X는 4+4+4+4 구성으로 어차피 성능의 '절벽'이 4코어를 넘어설 때 발생하니 라이젠 7과 비교해 불리하지 않다. 그러나 1920X는 3+3+3+3 구성이어서 멀티스레드 성능은 라이젠 7보다 높지만, 성능 절벽이 발생하는 구간은 오히려 라이젠 7보다 낮은 (4코어 vs 3코어) 모순이 발생한다. AMD는 1900X에서 지금까지 한 번도 시도하지 않았던 방식으로 이 점을 극복했다. 바로 제플린 다이 내에서 CCX 하나를 완전히 끄는 것이다.

 

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그동안 AMD에 의해 각 CCX 구성은 무조건 대칭(symmetrical)이어야 하는 것으로 알려져 왔기에 라이젠 스레드리퍼 1900X가 4+0+0+4 구성을 취한다는 것은 놀라운 반전이다. 그러나 1900X 자체의 '태생적으로 관심을 끌기 어려운 포지션' 탓에 이 사실은 잘 알려지지 못했다. 앞서 라이젠 3이 단일 CCX 구조일 수 있지 않을까 하는 의문이 바로 이 사실을 접한 뒤 나온 것이다.

 

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(라이젠 3 및 5 1400의 단일 CCX설은 일단 공식적으로 부인되었다.)

 

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각 다이 내에서 CCX 하나씩을 완전히 비활성화한 덕분에 라이젠 스레드리퍼 1900X는 중간에 버퍼 스위치를 둔, 따라서 레이턴시는 조금 늘어났지만 대신 메모리 채널과 PCIe 라인 수가 각각 두 배씩 증가한 라이젠 7과 정확히 같은 꼴이 되었다. 현재까지 공개된 리뷰에 따르면 1900X는 거의 모든 케이스에서 라이젠 7 1800X을 앞서고 있다. 작지만 실질적인 변화로 i7-7820X와의 맞대결이 가능해졌다고 볼 수 있다.

 

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여기까지 잘 따라왔다면 "라이젠 스레드리퍼 1900X가 4+0 구조라니 놀랍군! i7-7820X도 상대할 수 있겠어. 그런데 그게 SKL-X HCC랑은 무슨 상관이지?" 라고 되물을 수 있겠다. 맞다. 그건 별개의 문제다. 그리고 이제 우리는 오늘의 두 번째 주제이자 본론으로 옮겨가려 한다. 바로 이 글 서두에 언급했던 "라이젠 스레드리퍼 전반을 관통하는, 아마도 그중 얼굴마담 격인 1950X에 날개를 달아 줄만한" 새로운 변화 말이다.

 

앞서 중반쯤에서, 현재까지 PCIe 라인 수를 성능으로 환산할 수 있는 가장 좋은(유일한) 방법은 NVMe SSD RAID라고 밝힌 바 있다. 안타깝게도 AMD의 어떤 플랫폼에서도 아직까지 지원하지 않는 그것. 인텔에서는 99-299달러 VROC 하드웨어 키를 사서 꽂아야 활성화할 수 있는 그것. 정작 PCIe 라인이 가장 많은 현존하는 플랫폼에서는 써먹을 수 없고 , 써먹을 수 있는 곳에서 발휘되는 성능은 포텐셜을 모두 끌어내지 못한다. 비극적이지 않은가.

 

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그래서, 마침내 AMD의 대응전략이 베일을 벗었다. 정확히 인텔의 SKL-X HCC 기반 코어 X-시리즈 프로세서가 출시되는 9월 25일, Day-1 서포트로 NVMe RAID를 언락하기로 한 것이다. 그간 명색이 HEDT인 라이젠 스레드리퍼(의 X399 메인보드)가 NVMe RAID를 지원하지 않는 것을 두고는 많은 억측이 제기된 바 있다. 그 중 대표적인 것은 "2개의 다이가 각각 PCIe 라인을 반씩 제공하는 구조이므로 NVMe RAID 구성이 어렵다" 는 것 등이 있다. 결국 애초부터 '구조적 문제' 같은 건 없었고, 그냥 봉인해 두었다는 것이 밝혀진 셈이다.

 

다가올 "9월 25일 전쟁"을 앞둔 매체들의 지배적인 예상은, AMD가 EPYC 24코어 / 32코어 라인업이라도 긴급수혈하지 않고 이대로 두는 한 인텔과의 HEDT 성능 맞대결에서 최종 패배를 피할 수 없다는 것을 기정사실화하고 그에 대응하는 '젠틀한 패배전략'이 무엇이냐를 점치는 것에 가까웠다.  이에 대해서는 크게 두 가지 견해가 있다.

 

첫째는 플래그십 경쟁에서는 밀리더라도 플래그십 바로 아래 모델까지는 충분히 견제할 수 있는 성능을 라이젠 스레드리퍼 1950X가 이미 가지고 있고 무엇보다 가격이 i9-7980XE의 절반이라는 점에 있다. 즉, 지난 9년간 하이엔드 시장에서의 경쟁 자체를 성립시키지 못했던 AMD로서는 굳이 더 욕심내지 않더라도 충분히 현 단계의 마일스톤을 이뤘다고 여길 수 있겠다는 것이다. 사실 예선탈락에서 은메달로까지 올라온 것만 해도 어디겠냐며. 그리고 두번째는, 오히려 아직 플래그십 경쟁은 끝난 게 아니고 AMD는 실제로 라이젠 스레드리퍼 1950X를 i9-7980XE의 라이벌로도 손색없다고 여기고 있다는 것이다.

 

그간 많은 정황은 첫번째 추측을 뒷받침하고 있었는데 오늘 살펴본, 라이젠 스레드리퍼 1900X의 발표에 묻어온 두 가지 심상찮은 움직임은 '혹시 정말로 두번째가 아닐까?' 하는 방향으로 급격히 선회하고 있다. 이를 뒷받침하는 것으로, 지난 8월 31일 진행된 AMD의 국내 미디어 대상 라운드테이블에서 그들은 인텔의 코어 i9-7980XE에 대해 두 가지 요지로 답변했는데 하나는 비록 코어 수는 2개 더 많지만 클럭이 더 낮아 최종 성능은 큰 차이가 아닐 것이라는 점, 그리고 다른 하나는 설령 CPU 성능에서 인텔이 근소 우위를 차지하더라도 플랫폼 레벨에서 X399가 X299보다 여전히 feature-rich 할 것이라는 점이었다.


모든 정보를 결합해 보면, 9월 25일 인텔의 왕좌 탈환 시도에 대응하여 AMD는 라이젠 스레드리퍼 1950X + NVMe RAID 카드로 맞불을 놓으리라는 추측이 가능하다. 결국 9월 25일 이후의 CPU 시장에서 AMD는 'i9-7980XE를 이기지는 못하더라도 크게 지지는 않는' 절대성능과, 인텔 플랫폼이 'As is' 상태로는 제공하지 않는 NVMe RAID를 무기삼아 실제로 대등하게 경쟁할 마음가짐인 것이다. CPU는 대동소이하고 플랫폼은 feature-richer 하다면 종합적으로 맞대결에서 승산이 있겠다는 판단을 했을 수도 있다.

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Dr.Lee

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Profile image 여우비 2017.09.15 17:04
오랜만에 들렀는데 참으로 흥미로운 주제네요.
NVMe RAID를 네이티브 서포트한다면 가격 경쟁력도 더욱 우수하고..
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    인텔의 HEDT 라인업 완비가 어느새 2주 앞으로 다가왔다. 지난 5월 30일 대만에서 개최된 컴퓨텍스에서 인텔은 그레고리 브라이언트 전무(SVP) 겸 클라이언트 컴퓨팅 사업부 대표(GM)가 진행한 기조연설을 통해 최대 18코어를 탑재한 차세대 코어 X-시리즈 프로세서를 정식으로 공개했으며, 그중 하위 5개 모델들인 코어 i5-...

    • Dr.Lee |
    • 17.09.11 |
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    장비지원 : B&P 인터내셔널, 이신렬 박사님 측정수행 : STUDIO51 데이터 검증 : 이신렬 박사님 최대 출력 (0dBFS, 500Hz, sine wave) 정격 출력 (-15dBFS, 500Hz, sine wave) 비보정 주파수 응답 (20Hz-20kHz, sine sweep, -15dBFS, 1/24smoth) 기기 자체가 가지는 좌우 편차가 상당히 있는 편입니다. 이는 반복 측정시에도 ...

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    "We believe in a wireless future a future where all of your devices intuitively connect." "우리는 선 없는 미래를 믿습니다. 모든 기기가 저절로 알아서 연결되는 미래를 말이죠." 애플이 아이폰7에서 이어폰 단자를 제거하고 그에 대한 대안으로 만든 에어팟 소개영상의 제일 첫 부분의 설명이다. 이어폰 단자를 최초...