인텔, 9세대 Core 및 배수락 해제된 Xeon W-3175X 프로세서 출시

by Dr.Lee on 2018년 10월 10일 04시 31분 (1년 전) 조회: 3,098 추천: 6

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인텔은 한국시간 기준 지난 10월 8일 오후 11시에 주최한 9세대 Core 프로세서 공개 행사를 통해 총 3가지의 프로세서 제품군을 업데이트했다. 이날 업데이트된 제품군은 9세대 데스크탑 Core 프로세서, 9세대 하이엔드 데스크탑 (HEDT) Core X-시리즈 프로세서 및 익스트림 워크스테이션용 Xeon W-3175X 프로세서들로, 신제품의 소개와 함께 올해 초부터 불거져 온 프로세서 보안 취약점에 대한 인텔의 대응 역시 공개되어 업계의 이목을 끌었다.

 

이 글에서는 우리에게 익숙한 Skylake 기반 제품군부터 소개하겠다.

 


 

◼︎ 1. Skylake-X Refresh : 9세대 HEDT Core-X 시리즈 프로세서

 

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인텔은 Skylake 세대의 서버/워크스테이션용 칩으로 지난 2017년 Skylake-X/W/SP를 발표했다. 같은 세대의 데스크탑/모바일용 Skylake는 물론 후속 세대들인 Kaby Lake, Coffee Lake까지 적용된 링 구조를 탈피하고, Xeon Phi에 적용되었던 메쉬 구조를 이식한 것이 이 칩의 가장 큰 특징이다. 이로써 링 구조 대비 레이턴시를 크게 줄이며 코어 수를 늘릴 수 있게 되었고 Skylake-SP의 최상위 버전에서는 최대 28코어를 지원하게 되었다.

 

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Skylake-X/W/SP는 Skylake와 연결 구조만 달라진 것이 아니다. AVX-512 명령어 세트를 지원하며 이에 대응하는 연산 유닛이 추가되었고, 캐시 계층구조 측면에서도 변화를 주어 기존 코어당 L2 256KB + L3 2.5MB (L2 내용물은 L3의 부분집합) 구성에서 코어당 L2 1MB + L3 1.375MB (L2 내용물과 L3 내용물은 독립적) 구성으로 밸런스 및 집합관계를 크게 조정했다. 이에 따라 코어당 동일 클럭 성능 (IPC) 역시 2-4%가량 상승하는 효과를 얻었다.

 

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[이미지 출처 : 닥터몰라]

 

오늘 소개할 Skylake-X Refresh는 로직 측면에서는 Skylake-X와 전혀 다르지 않다. 그러나 Coffee Lake에서 먼저 선보인 14nm FF++ 제조공정이 여기에도 적용되며 클럭을 높일 여력이 발생했고, 따라서 인텔의 설명에 의하면 동일한 TDP 하에서 15% 가량의 성능 향상을 이끌어냈다.

 

14++ 공정은 Skylake-X/W/SP 및 Kaby Lake에 쓰인 14+ 공정과 핀 및 메탈 피치가 동일하고 따라서 트랜지스터 밀도에는 변화가 없으나(이는 바닐라 14nm FF인 Skylake부터 공통적이다), 게이트 피치를 70nm에서 84nm로 20% 늘려 고클럭화에 용이하도록 만든 공정이다.

 

인텔은 Skylake-X 기반의 Core X-시리즈 SKU 7종을 모두 Skylake-X Refresh 기반으로 일신했다. 이들 중 기존 HCC 다이 기반 SKU와 그들의 후속 SKU를 나열해 보면 아래 표와 같다.

 

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최상위 3개 SKU는 코어 / L3 캐시 구성에 변화가 없지만, 4번째 SKU인 i9-9920X는 전세대 카운터파트인 i9-7920X와 비교해 캐시 구성상 변화가 있다. i9-9920X의 L3 캐시 용량은 상위 SKU인 i9-9940X 및 그 전임자인 i9-7940X와 같다. 클럭 역시 베이스 클럭 기준으로 무려 20.7% 향상되어 i9-9920X는 i9-7940X까지 넘볼 수 있을 것으로 예상된다.

 

이외에도 전성비의 측면에서, 인텔이 TDP를 측정하는 기준인 베이스 클럭을 기준으로 보면 최상위 SKU인 i9-9980XE가 i9-7980XE 대비 15.4% 향상되는 등 모든 SKU에 걸쳐 변화가 있었다. TDP는 모든 SKU가 165W로 통일되어, 유일하게 140W이던 i9-7920X 체급에서만 소비전력이 다소 올랐다. 가격은 전세대 동일 체급 SKU와 비교해 권장소비자가격(MSRP) 기준으로는 소폭 하락이나 실 구매가(Street Price) 기준으로는 오히려 상승하는 등 복합적인 양상을 보였다.

 

Skylake-X와 Skylake-X Refresh '상위' SKU들의 구조적인 차이점을 그림으로 나타내 보면 아래와 같다.

 

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Skylake-X/W/SP는 본래 6채널 DDR4 메모리 인터페이스로 설계되었으나, HEDT 시장에 출시된 Core X-시리즈 프로세서 및 (곧 소개할 Xeon W-3175X를 제외한) 1소켓 전용 워크스테이션용 Xeon-W 프로세서는 메모리 인터페이스를 33.3% 제한해 DDR4 메모리를 4채널까지만 구성할 수 있다. 전체 다이 면적에서 이만큼의 메모리 인터페이스가 차지하는 면적은 0.6%에 불과해, 수율 구제 목적보다는 의도적으로 체급을 나누기 위해서일 가능성이 더 크다.

 

Core X-시리즈의 최상위 3개 SKU인 i9-9980XE, 9960X, 9940X는 각각 전세대 카운터파트인 i9-7980XE, 7960X, 7940X와 구조상 차이가 없으나 i9-9920X는 동일하게 12코어를 탑재한 i9-7920X 대비 L3 캐시 슬라이스가 2개 더 활성화되어 있는 것을 볼 수 있다.

 


 

한편, 기존 Skylake-X 세대에서 LCC 다이에 기반하던 '하위' SKU와 그들의 후속 SKU를 나열해 보면 아래 표와 같다.

 

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SKU넘버 기준으로 직관적으로 짝을 짓자면 i9-9900X와 i9-7900X / i9-9820X와 i7-7820X / i9-9800X와 i7-7800X가 서로 짝지워지는 것이 맞는다(위 그림의 위 표). 그러나 코어 구성과 가격을 기준으로 SKU를 재배열하면 위 그림의 아래 표와 같고, 필자는 이쪽이 시장 변화를 더 직관적으로 보여준다고 본다. 뒤에서 다루겠지만 9세대 데스크탑 Core 프로세서 제품군에 8코어 Core i9 / i7 SKU들이 추가되며, 6코어 Core X-시리즈 SKU가 존재할 이유가 사라졌기 때문이다.

 

Skylake-X Refresh 세대의 가장 큰 특징은 모든 '하위' Core X-시리즈 SKU가 HCC 다이 기반으로 교체된 것이다. 이에 따라 TDP가 일제히 140W에서 165W로 상승한 반면 베이스 클럭은 그만큼 오르지는 않아, 앞서 상위 SKU에서 살펴본 것과 달리 전성비는 신세대에서 오히려 조금 나빠졌다. 다만 HCC 다이 기반인 만큼 코어 수 대비 더 많은 L3 캐시 슬라이스를 활성화해, 동일 코어 수 SKU간의 비교시 코어당 L3 캐시 용량이 최대 50% 더 늘어난 것이 특징이다.

 

Skylake-X와 Skylake-X Refresh '하위' SKU들의 구조적인 차이점을 그림으로 나타내 보면 아래와 같다.

 

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또한 전세대 최하위 2개 SKU i7-7820X / i7-7800X의 PCIe 3.0 레인 수가 28개로 제한되었던 것과 달리, 신세대의 모든 SKU는 최상위 i9-9980XE부터 최하위 i7-9800X까지 일관되게 44개의 PCIe 3.0 레인을 지원하고 있다. 마찬가지로 최상위부터 최하위 SKU에 걸쳐 제약 없는 인터페이스를 제공하는 경쟁 플랫폼 AMD Ryzen Threadripper의 존재가 이끌어낸 변화로 해석된다.

 

한 가지 아쉬운 점은, Skylake-X Refresh는 뒤에서 다룰 보안 취약점 업데이트에서 비껴나 있다는 사실이다. 인텔은 Skylake-X Refresh 및 뒤에서 다룰 Skylake-W Refresh (Xeon W-3175X) 에 대해서는, 기존까지와 마찬가지로 펌웨어 및 OS 레벨에서 보안 취약점을 차단할 것이라고 밝혔다. 이 경우 지금까지 제기된 성능하락 이슈에서도 자유롭지 못할 것으로 보인다.

 


 

◼︎ 2. Skylake-W Refresh : Xeon W-3175X 프로세서

 

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인텔은 또한 같은 날 배수락이 해제된 첫 번째 Xeon SKU인 Xeon W-3175X 프로세서를 공개했다. 출시일자, 가격 및 상세 사양은 불명이나 Skylake-X/W/SP 계열의 최상위 버전 다이 기반으로 28코어를 제공하는 것이 확정되었고, 기존의 Xeon-W 제품군과도 또 다르게 6채널 DDR4 메모리를 지원하여 독자적인 메인보드 규격을 사용하는 것이 확실해졌다.

 

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하나의 제품군 내에서 최상위 SKU 단 하나가 독자 플랫폼을 사용하는 것이 이례적으로 보이지만 사실 처음 있는 일은 아니다. 기억력이 좋은 독자분이라면 십여년 전 Core 2 Extreme QX9775를 기억할 것이다. 그보다 몇 년 전에는 Xeon에 사용된 Gallatin 칩을 그대로 데스크탑에 이식해 인텔 최초의 Extreme Edition 프로세서(Pentium 4 Extreme Edition)를 만들어낸 전례도 있다. 물론 십여년간 쓰지 않던 무기를 다시 꺼낸 것은 인텔이 느끼는 위기감의 반영이라고도 볼 수 있다.

 

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위 표는 인텔과 AMD 양사의 서버 / 워크스테이션 / (하이엔드)데스크탑 제품군에서의 최상위 모델을 비교한 것이다. Xeon W-3175X가 특별한 것은 비단 독자 플랫폼이기 때문만이 아니고, Xeon으로서는 최초로 배수락 해제(Unlocked)를 공식화하고 마케팅 포인트 삼은 데 있다. 여기서 Xeon W-3175X는 여타 Xeon과 결정적으로 차별화되며, 전통적으로 겨냥해 온 프로페셔널 사용자층에 더해 일반 '매니아' 계층에 소구하려는 움직임이 명확해진다.

 

재미있게도 AMD 역시 Ryzen Threadripper WX-시리즈를 통해 '프로페셔널과 일반(매니아) 계층의 중간' 이라는 특이점을 겨냥하려는 모습을 보인 바 있다. AMD가 전통적인 (하이엔드)데스크탑 영역에서 프로페셔널 지향성을 더한 것이라면 인텔의 접근법은 순서가 반전된 셈이다. 바로 이 지점에서, W-3175X라는 SKU넘버에 숨은 "WX"가 예사롭지 않아 보인다.

 

결과적으로 양사의 두 "WX" 모두 이질적인 프로페셔널(Workstation) 시장과 매니아(Extreme) 시장을 동시에 잡는 데 승부를 걸고 있다.

 

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한편 인텔은 Xeon W-3175X 단 하나만을 위해, 싱글 소켓 LGA 3647 플랫폼 칩셋인 X599를 출시할 것이라고 밝혔다. 지난 컴퓨텍스에서 인텔은 (당시 제품군 분류 및 SKU넘버가 확정되지 않았던) 28코어 프로세서 5GHz 수랭 오버클럭을 시연할 당시 ASUS의 ROG DOMINUS EXTREME이라는 샘플 마더보드를 사용한 바 있는데, 이와 동명의 X599 마더보드가 곧 ASUS로부터 출시될 것이다. 이외에 GIGABYTE에서도 X599 플랫폼을 준비 중이다.

 


 

◼︎ 3. Coffee Lake Refresh : 9세대 데스크탑 Core 프로세서

 

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무엇보다 이 날의 주인공은 인텔의 첫 8코어 데스크탑 제품군, Coffee Lake Refresh 9세대 데스크탑 Core 프로세서였다. Coffee Lake와 동일한 14++ 제조공정 기반으로 내부적인 변화는 크지 않지만 최상위 SKU의 코어 수가 인텔의 데스크탑 제품군으로는 처음으로 8개를 달성한 데 의의가 있다. 또한 Coffee Lake Refresh는 아래의 스펙터 / 멜트다운 보안 취약점에 대해 처음으로 하드웨어 레벨의 조치를 적용하고 나온 데스크탑 칩이기도 하다. (같은 조치는 앞서 모바일 칩들인 Whiskey Lake, Amber Lake에 선 적용된 바 있다)

 

- Meltdown Variant 3 : Rogue Data Cache Load

- Meltdown Variant 5 : L1 Terminal Fault

* 이외 Spectre Variant 1 / 2, Meltdown Variant 3a / 4 에 대해서는 기존과 동일하게 펌웨어 / OS 레벨에서 대응. 향후 Cascade Lake까지도 동일

 

또한 데스크탑 제품군으로는 처음으로 SKU넘버가 Core i9으로 확장되며 그에 동반해 가격 역시 MSRP 기준 400달러선을 돌파하는 기록을 세우게 되었다. 다만 전례 없는 포지션에 자리잡는 Core i9를 제외하면 나머지 SKU의 가격은 전세대 같은 체급 SKU와 유사하게 책정되어 빠른 시일 내에 이들을 대체할 것으로 보인다.

 

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8코어 Coffee Lake Refresh 다이의 도입으로 Core i9 / i7 SKU들이 8코어로 업그레이드되며 Core i7은 두 가지 의의를 갖게 되었다. 하나는 2006년 1세대 Core i-프로세서 Nehalem부터 7세대 Kaby Lake까지 유지되어 온 '가짜' (4코어)8스레드 체제가 만 12년 만에 '진짜' (8코어)8스레드로 탈바꿈한 것이다.

 

다른 하나는 인텔의 세대교체 역사상 처음으로 9세대 Core i7은 8세대 Core i7(6코어 12스레드)보다 적은 스레드 수를 갖게 된 것이다. 닥터몰라는 물리 코어 수가 증가하더라도 스레드 수가 감소하며 일부 조건에서 멀티스레드 성능이 감소할 가능성이 있다고 보고, 앞서 2세대 Ryzen Threadripper X- / WX-시리즈를 리뷰하며 9세대 Core i9 / i7의 성능도 함께 시뮬레이션해 본 바 있다(링크).

 

시뮬레이션에 따르면 Core i9-9900K는 전세대의 i9 막내인 i9-7900X와 맞먹는 성능으로 Core i9 브랜드 막내가 되기에 부족함이 없었고, i7-9700K는 전세대 카운터파트인 i7-8700K를 스레드 수의 열세를 상쇄하고 뛰어넘는 성능을 보여 세대교체의 정당성을 입증했다. 시뮬레이션 결과는 시제품 벤치마크와 다소 차이가 있을 수 있으나 일찍이 유출된 시네벤치 점수(링크) 등 시뮬레이션 결과를 뒷받침하는 자료가 존재하여 대강 성능 범위를 살피는 데는 무리가 없을 것으로 보인다.

 

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[아래 이미지 출처 : AnandTech, 위 이미지와 역순]

 

한편 Coffee Lake Refresh는 트랜지스터 밀도가 변화하지 않은 채 코어 수를 늘렸기 때문에 당연히 다이 면적이 전세대보다 넓다. 면적의 증가는 열설계(Thermal Design)의 측면에서 두 가지 상반된 결과를 낳을 수 있다. 하나는 넓어진 면적으로 열밀도가 낮아져 다이의 온도 자체는 낮게 유지하기 쉬워진다는 점이다. 다른 하나는 정 반대로, 넓은 면적에서 뿜어져나오는 열을 제어하기 더 힘들어진다는 것이다.

 

인텔이 발표한 TDP가 전세대와 동일하게 유지된 것은 첫 번째 결과에 무게를 실어줄 가능성이 높은 한편, 지난 수 세대간 사용자들의 원성에도 꿈쩍않고 비금속 TIM(Thermal Interface Material)을 적용하던 인텔이 돌연 금속 용접(Solder) 방식으로 선회한 것은 두 번째에 무게를 싣는 것이기도 하다. 시제품으로 실측해 보아야 정확히 결론내릴 수 있겠으나 현재로서는 그 중간 어딘가쯤이 아닐까 싶다.

 

Core i9의 신설로 Core i7 SKU에 하이퍼스레딩이 제거된 것을 두고도 다양한 관측이 제기된다. 닥터몰라(링크) 및 AnandTech(위의 링크)이 공통적으로 제기한 가설은, 하이퍼스레딩이 적용된 SKU 수를 축소함으로써 하이퍼스레딩을 매개로 작동하던 보안 취약점에의 노출을 줄이고 그 영향을 은폐하려 한다는 것이었다.

 

"최근 일년간 전문가 그룹에서는 인텔의 근현대 아키텍처가 연루된 보안 취약점을 꾸준히 보고한 바 있습니다. 인텔은 그들의 신제품에서 이를 해결할 것이라 공약했지요. 한편 근래 드러난 보안 취약점 가운데는 하이퍼스레딩 기술에서 유래한 것이 많습니다. 가설이지만, 하이퍼스레딩을 제한적인 모델에만 허용함으로써 보안 취약점의 노출을 비껴가거나 / 패치로 인한 성능 저하에 하위 모델보다 독보적으로 높은 작동속도를 부여받는 최상위 모델 단 1종만을 노출시켜 역효과를 상쇄해 드러나지 않게 하려는 것일 가능성이 있습니다." - 닥터몰라

 

"The other angle, I suspect, is one of the side-channel attacks that can occur when HyperThreading is in action. By disabling HyperThreading on the volume production chips, this security issue is no longer present. It also ensures that every thread on that chip is not competing for per-core resources." - AnandTech

 

한편 9세대 들어 코어 수 증가 / 하이퍼스레딩 배제 등 변동이 큰 Core i9 / i7과 대조적으로, i5 이하 SKU의 변경 사항은 전세대 대비 클럭이 100~200MHz 증가하는 선에 그친다. 올 연말까지 이어질 것으로 전망되는 인텔의 14nm 공급부족 사태가 어떻게 수습되는지에 따라 9세대 Core 프로세서의 조기 안착 여부가 갈릴 것으로 보인다.

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댓글 1

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알테리온

1년 전

뭔지 모르겠지만 굉...장해 보이는 군요

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by 쿠도군 on 1년 전
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CPU

CPU 보안 취약점 중간결산, 그 두번째 : 2분기의 뉴페이스들

이 글에서는 2018년 1사분기 결산 직후 올라온 도스파라의 칼럼(링크) 이후, 지난 3개월 그러니까 2018년 2사분기 동안 새롭게 등장한 보안 취약점들을 나열하고 짚어 보도록 하겠습니다. 2018.3.27 윌리엄 앤 메리 칼리지, 카네기멜론대학, 캘리포니아주립대학 리버사이...

by 슈퍼아빠 on 1년 전
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KudoCast 046: 둘만 좋았던 관계

지난 번엔 닥터몰라, 이번엔 호로요이가 녹음 버튼을 안 누르는 바람에 또 다시 방송분으로 나가는 쿠도캐스트. 일론 머스크는 이번엔 미니 잠수함을 만들겠다고 하고, 쿠도군은 아직도 왜 갤럭시 S9 플러스와 갤럭시 노트 9가 따로인지 이해를 못하고 있으며, 티맥스는 ...

by 쿠도군 on 1년 전
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