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[etc] CES 2018 (2) : 세기의 결혼, 라데온 베가 탑재한 인텔 8세대 CPU 등장

Dr.Lee | 조회 3912 | 추천 14 | 2018.01.08. 21:45 http://drmola.com/pc_column/262905

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지난 2017년 11월, 인텔은 새로운 다이간 인터커넥트 기술 EMIB(링크)를 공개하며 서로 다른 이종의 다이를 결합한 패키지 제품의 출시가능성을 내비쳤습니다. 이후 놀랍게도 AMD 내 사업부인 라데온 테크놀러지 그룹 (RTG) 과 합작하여, 라데온 GPU를 탑재한 인텔 CPU가 출시될 것이라는 사실이 밝혀졌지요. 오늘 인텔은 CES 2018을 계기로 '라데온 RX 베가 M' 을 탑재한 8세대 코어 프로세서를 새로이 추가하며 소문만 무성했던 제품의 실체를 공개했습니다.

 

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앞서 닥터몰라는 CES 특집 1편(링크)에서, AMD의 소식을 소개하며 위의 두 스틸컷으로 이번 글을 예고한 바 있습니다.

 

아기다리고기다리던 두번째 글, 시작해 보겠습니다.

 


 

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인텔은 지난 8월 모바일 시장의 카비레이크 리프레시를 시작으로 8세대 코어 프로세서 제품군을 데뷔시킨 바 있습니다. 그간 한 세대에는 하나의 주력 아키텍처를 배치하던 관례를 깨고, 7세대에도 사용된 바 있는 카비레이크와 '커피레이크'를 병립시키는 한편 8세대의 진정한 얼굴마담 커피레이크는 10년만에 처음으로 코어 개수를 늘린 메인스트림 컨슈머 CPU이자, 인텔 역사상 첫 6코어 메인스트림 컨슈머 CPU라는 뜻깊은 의미를 갖고 있습니다.

 

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오늘의 '라데온 RX 베가 M을 탑재한 8세대 코어 프로세서' (풀네임이 너무 길기 때문에 앞으로 이 글에서는 카비레이크-G라 하겠습니다) 출시는 카비레이크 리프레시, 커피레이크에 이은 세번째 메이저 8세대 라인업 보강입니다. EMIB 기술을 통해 라데온 RX 베가 M GPU와 4GB HBM2 메모리 단일 스택을 연결하는 구조로 프로세서 내장 그래픽에 4GB의 메모리를 할당한 것은 역대 최대입니다. 뒤에서 설명하겠지만 라데온 RX 베가 M이라는 GPU 자체도 내장 그래픽으로서는 역사 최상급의 스펙을 갖추고 있어, 여러 모로 전무후무한 제품이 될 예정입니다. 물론 인텔과 AMD가 합작했다는 사실 자체만큼 파격적이지는 않지만요.

 

CPU 파트는 우리 모두 잘 아는 카비레이크(=스카이레이크) 그 자체입니다. 카비레이크는 16개의 PCIe Gen 3.0 라인을 지원하며, 카비레이크-G는 그 중 8개를 CPU와 라데온 RX 베가 M 사이의 연결에 투입해 두고 있습니다. 즉 주변기기에 사용할 수 있는 라인 수는 나머지 8개로 제한됩니다.

 

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HBM이란 규격을 업계 최초로 상용화한 AMD는 라데온 R9 Fury X를 발표하며 HBM 사용으로 인해 기판의 크기 (footprint) 를 얼마나 줄일 수 있었는지 대대적으로 선전한 바 있습니다. 카비레이크-G 역시, 기존의 방식대로라면 동급의 성능을 구현하기 위해 CPU와, 별도의 GPU와, 별도의 그래픽 메모리를 모두 기판에 담아야 하므로 훨씬 큰 면적을 차지했을 것입니다. 태블릿, 노트북 등에서는 이러한 폼팩터의 제약이 대단히 중요한 문제가 됩니다.

 

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카비레이크-G의 구성요소 중 우리는 카비레이크를 이미 알고 있고, 4GB HBM2 메모리 스택 역시 엔비디아의 GP100 / GV100, AMD의 베가 GPU를 보았다면 구면일 겁니다. 유일하게 베일에 가려진 부분이 바로 라데온 RX 베가 M이지요. 현존하는 카비레이크 및 커피레이크 다이와 크기를 비교해 볼 때 대략 200mm2 가량의 면적을 차지하는 것으로 짐작됩니다. 이 제품 이전까지 유일한 '베가' 타이틀이 붙어 있던 베가 64는 484mm2 의 면적을 갖는 것으로 알려진 바 있습니다.

 

 

현존하는 카비레이크 다이를 그대로 사용한 데서 짐작할 수 있듯, 인텔의 GT2 그래픽 역시 그대로 보존되어 있습니다. 특이한 점은, 이를 비활성화하지 않고 남겨 두어 추가 디스플레이 장착 / 퀵싱크 비디오 인코딩 등에 활용할 수 있게 한 것이죠. 카비레이크 가문에서 내장 GPU가 redundant한 녀석은 이 녀석 외에도, 작년 하반기 하이엔드 데스크탑 라인업의 막내로 출시되었던 카비레이크-X가 있었습니다. 당시 카비레이크-X는 내장 GPU를 단순히 비활성화해 이러한 부가 기능을 전혀 사용할 수 없었는데, 그에 비하면 훨씬 세심한 고려가 들어간 모습입니다.

 

AMD 베가 계열 GPU의 특징 중 하나는 시스템 메모리 공간까지 컨트롤할 수 있게 되면서, 물리적으로 중간 계층에 자리잡게 되는 HBM2 메모리를 '캐시'로 칭하게 되는 것이었습니다. AMD는 이를 High Bandwidth Cache라고 따로 이름붙이기도 했습니다. 한편 인텔은 과거에도 GT3/e, GT4/e 등 내장 GPU가 확장된 모델을 생산해온 바 있는데 이들 중에는 eDRAM이라는 별도의 버퍼를 그래픽메모리처럼 활용하게끔 한 모델도 있었습니다.

 

이러한 구성의 경우 eDRAM은 CPU와 직접 연결되어 사실상의 L4 캐시처럼 활용되기도 했고, 게이밍 및 일부 어플리케이션에서는 실제 성능향상으로 이어지기도 했습니다. High Bandwidth Cache라는 이름에서 이와 같은 용도를 떠올릴 분들도 분명 계시겠지요. 그러나 결론부터 말하면, eDRAM과 달리 High Bandwidth Cache는 CPU가 아닌 라데온 RX 베가 M GPU에 직결되어 있어 L4 캐시로의 활용은 어려울 것으로 짐작됩니다.

 

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카비레이크-G 제품군에는 총 5종의 모델이 속해 있습니다. 이들은 다시 라데온 RX 베가 M 'GH' / 'GL' 의 2가지 GPU로 구분됩니다. 전자를 탑재한 모델이 2종, 후자를 탑재한 모델이 3종이며 전 모델에 공통되는 사항으로 4코어 8스레드 지원, 듀얼채널 DDR4-2400 메모리, 1100MHz로 작동하는 인텔 HD 630 내장 GPU 탑재 등이 있습니다. 이들 중 코어 i7-8706G는 유일하게 vPro 기능을 지원하며 기업용을 겨냥하고 나온 것으로 추정됩니다.

 

재미있는 점은, 라데온 RX 베가 M GPU의 사양을 설명하는 부분입니다. 게이밍 성능을 크게 좌우하는 ROP 개수를 "xx개" 라는 직접적인 표현 대신, "클럭당 xx 픽셀" 이라는 표현으로 에둘러 언급하고 있기 때문입니다. 이유는 알 수 없으나 ROP라는 용어 자체의 정의상 클럭당 처리 가능한 픽셀 수는 곧 그 개수를 의미합니다. 즉 라데온 RX 베가 M GL은 32개, GH는 무려 64개의 ROP를 탑재하고 있는 것과 같습니다.

 

...여기까지 작성했을 때, 저는 눈으로 보고 있는 슬라이드상의 정보와 머릿속의 통념 사이에서 극심한 인지부조화를 겪어야 했습니다! 내장그래픽 성능이 비교적 좋은 것으로 평가받는 브리스톨 릿지마저도 ROP는 8개에 그쳐 있는데다, 현존하는 최강의 'APU'를 탑재한 게이밍 콘솔 XBOX ONE X 조차 32 ROP를 가졌을 뿐인데, 고작 PC용 CPU가 그보다 많은 ROP를 가졌다고 곧이곧대로 믿어야 할까요.

 

그.래.서. 닥터몰라 VGA 계산기를 오랜만에 꺼내들게 되었습니다. 이럴 때 써먹으려고 만들고 다듬어 왔으니 밥값을 할 차례다!

 

시뮬레이션으로 검증하기 위해서는 우선 기준을 잡아야 합니다. 인텔이 밝힌 라데온 RX 베가 M의 성능은 아래와 같습니다.

 

kaby_lake_g_11.jpg

 

우선 GL 모델입니다. 20개의 베가 NCU (Next-gen Compute Unit) 가 탑재되어 총 1280개의 스트림프로세서를 가지며, 대역폭으로 미뤄 볼 때 HBM2 작동 속도는 1.4Gbps로 추정됩니다. 이 제품은 지포스 GTX 950M 대비 2.2-3.0배 (게이밍 성능 기준), 노트북용 GTX 1050 대비 1.4배의 성능을 보인다고 합니다.

 

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상위 모델인 GH는 24개의 베가 NCU를 탑재해 1536개의 스트림프로세서를 가지며, 게이밍 성능 기준으로 지포스 GTX 960M보다는 2.0-2.7배, GTX 1060 Max-Q보다는 1.07-1.13배 더 높은 성능을 보인다고 합니다.

 

즉 라데온 RX 베가 M의 성능을 시뮬레이션할 때의 기준점은 노트북용 지포스 GTX 1050 / GTX 1060 Max-Q가 되어야 합니다. 이 점을 숙지하고,

 

ces_intel_appendix01.png

 

...결과를 보면 놀라울 따름입니다. 우선 GL을 16 ROP로 / GH를 32 ROP로 가정한 경우는 일제히 앞서 잡은 '기준선'에 못 미치는 성능을 얻었습니다. 반면 GL을 32 ROP로 / GH를 64 ROP로 가정하면 일제히 '기준선'을 넘어서는 결과를 얻습니다. 흥미로운 점은, 그렇다면 라데온 RX 베가 M이 베가 64와 정확히 같은 수의 ROP를 갖는다는 것입니다.

 

잠깐 다른 얘기를 해 봅시다. 아주 러프하게 보아, 양대 그래픽카드 제조사인 AMD와 엔비디아의 GPU 발전 전략은 범용 연산성능을 향상시키는 것과 특화된 유닛을 발달시키는 것으로 양분되어 있었습니다. AMD의 최신 GPU인 베가 64는 무려 4096개의 스트림프로세서를 탑재해 출시 당시 최상급의 범용 연산성능을 자랑했지만 게이밍 성능에서는 88개의 ROP를 가진 지포스 GTX 1080 Ti에게 크게 뒤처졌습니다.

 

반면, 경쟁 체급의 지포스 (GTX 1060 Max-Q는 48개) 보다 연산성능이 떨어지면서도 (GTX 1060 Max-Q와 라데온 RX 베가 M GH는 각각 1280개 / 1536개의 스트림프로세서를 갖지만 GTX 1060 Max-Q가 클럭이 더 높아 연산성능이 더 높습니다) 더 많은 ROP 개수를 무기삼아 우위에 선 것은 정 반대의 접근입니다. 물론 독립형 GPU를 만들 때와 내장 GPU를 만들 때의 설계철학이 같을 수 없다는 점을 감안하더라도, 연산성능을 중시하던 AMD가 정 반대의 노선으로 전격적으로 환승한 것은 매우 파격적인 일입니다.

 

오늘날 AMD의 독립형 GPU는 연산성능만 기형적으로 발달해 전체 성능을 향상시키는 데 수확체감을 겪는 것으로 짐작되는 상황입니다. 다시 말해 연산성능을 조금 희생하더라도 거기에 투입될 자원을 ROP에 대신 사용했더라면 훨씬 적은 자원(=전력)의 투입으로 큰 성능향상을 얻을 수 있었다는 뜻입니다. 카비레이크-G는 정확히 이 지점을 찾아내 겨냥한 것으로 생각됩니다. 그 결과, 전성비가 매우 좋은 파스칼 아키텍처를 재차 극한의 효율로 끌어올린 Max-Q보다도 뛰어난 효율을 얻어낼 수 있게 된 것입니다.

 

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잠시 나무에서 벗어나 숲을 보겠습니다. 오늘날 게이밍 노트북 시장은 연간 무려 42%나 성장을 거듭하고 있습니다. 그동안의 APU는 내장 GPU 성능이 아무리 좋더라도 계륵이라는 느낌을 지울 수 없었는데, 카비레이크-G는 비로소 "게임용" 으로 적합한 수준까지 내장 GPU 성능을 끌어올린 첫 번째 단일 솔루션입니다.

 

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인텔은 8세대 모바일 라인업을 U / G / H의 3가지 노선으로 전개할 계획입니다. 울트라씬을 겨냥한 저전력 U 시리즈, 고성능 데스크북을 겨냥한 H 시리즈, 그리고 게이밍 노트북을 겨냥하는 G 시리즈가 바로 그것입니다. 이들 중 U / G는 카비레이크, H는 커피레이크에 기반하고 있습니다.

 

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AMD의 기존 APU 사용자들이 가장 불만을 가졌던 부분은 전력 관리 시나리오가 매우 경직되어 있다는 점이었습니다. GPU 로드가 조금만 걸리면 즉시 CPU 성능이 폭락하는 현상은 4세대 카베리까지도 고쳐지지 않았던 고질병입니다. 결론부터 말하면 카비레이크-G 역시 이러한 트레이드오프가 적용되는 것 자체는 불가피합니다. 관건은, 얼마나 세밀하고 끊김없이 (seamless) 속도를 조절하느냐는 것.

 

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이러한 우려를 불식시키기 위해 인텔은 동적 파워 세이빙 기능을 강조하고 있습니다.
 

ces_intel_appendix02.png

 

앞선 과정들을 통해 최종적으로 확정한 라데온 RX 베가 M의 추정 스펙을 바탕으로 적절한 비교 대상들과 함께 나열해 본 성능 시뮬레이션 결과를 소개하며 글을 마칩니다. 라데온 RX 베가 M 외에 눈여겨볼 만한 제품은 역시 라이젠 APU. 이 제품은 11개의 베가 NCU를 탑재해 704개의 스트림프로세서를 갖고 있으며, 16개의 ROP를 탑재하고 있습니다. 지포스 GT 1030 / MX150을 뛰어넘고, 노트북용 지포스 GTX 1050의 7-80%에 상응하는 성능을 보이고 있군요.

 


 

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+ 여담이지만, 라데온 프로 560을 탑재한 현세대 맥북 프로 15인치 최상위 CTO 모델의 경우 45W CPU (코어 i7-7700/7820/7920HQ) 와 35W 독립형 GPU의 조합으로 단순 합산할 경우 TDP는 80W에 달합니다.

 

앞서 동적 파워 세이빙을 통해 인텔은 최대 17.5W까지 절약할 수 있고 주장했는데, 그렇다면 TDP가 100W인 카비레이크-G 상위 라인업 역시 산술적으로는 맥북 프로의 하우징에서도 사용 가능하다는 뜻이기도 하지요. 물론 65W TDP의 하위 라인업은 별다른 타협 없이도 그대로 사용할 수 있을 것입니다.

 

단순히 '사용 가능성'의 여부를 넘어, EMIB / HBM2의 적용으로 기판 크기가 극소화된다면 남은 공간을 추가적인 쿨링 솔루션 / 배터리 등으로 채울 수 있기에 운신의 폭은 더욱 넓어집니다. 만약 올해 리뉴얼되는 맥북 프로가 카비레이크-G를 탑재한다면? 생각만 해도 즐거운 상상 아닐까요? 아, 가격이 2799달러부터 시작할테니 그건 즐겁지 않군요...

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Profile image [게임미식가] 잼아저씨 2018.01.08 23:05

근데 어차피 100와트 식히려면 히트파이프를 꽤나 넣어야 될거라 공간절약이 얼마나 효용성이 있을지 모르겠습니다. 열원이 몰빵되어 있어서 서로 간섭하면 좋지 않을 거 같기도 하구요. 어쨌든 호기심이 많은 사람의 좋은 장난감이 될 거 같습니다. 인텔의 전력관리 짬밥과 암드의 혁신적인 설계를 기대했지만... 현실은 CPU 멜트다운에 쿨러까지 멜트다운 될수도 ㅋㅋ

Profile image algalon 2018.01.09 00:35

정략결혼인가요 ㅋㅋ

Profile image 카트 2018.01.09 01:07
amd는 자사 apu는 저렇게 안만드는건가요..? 레이븐릿지는 이미 지고 들어가는건가 ㅠㅜ
Profile image [게임미식가] 잼아저씨 2018.01.10 01:29
가격대를 달리하면 경쟁력이 있을수도 있죠. 플루이드 모션을 지원하는 저가 APU라면 그것만으로도 나름 메리트가 있을 거 같은데요.
Profile image 카트 2018.01.10 13:47
전성비로 울트라북에서 활약해주면 좋겠네요. 얘도 ROP좀 넣어다가 ㅠㅜ
Profile image TundraMC 2018.01.09 08:47
아이고...역시나 ROP 갯수가 문제였군요...
제발 CU만 박지말고 ROP좀 박아줍쇼...암드형님...
어떻게 하와이XT랑 피지XT랑 베가64가 ...크흑..

라고는 해도 어차피 암드가 자금부족때문에 투트랙이 안되니 나비도 저렇게나오겠죠...
Profile image 도토리묵 2018.01.11 23:11

옛날 IYD 처럼 계산기는 공개하지 않으시나요? 설정놀이 하기에 딱 좋았던 물건인데 말이죠...

Profile image Ian 2018.01.12 10:37

VEGA M GL과 GH의 성능 차이는 꼭 TDP 차이만큼 나는 듯 합니다.

GL을 울트라북(그램 아님)으로 나온면서 가격만 착하다면 GTX 1050을 채용한 겜용 노트북은 설 자리가 없을 듯 합니다.

Ryzen 2400G도 노트북으로는 기대할 만한 선택지로도 보이구요.

AMD 2018년 달리자, 가즈아~~ 

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