인텔, 에피션트·퍼포먼스 x86 코어 첫 공개

[인텔 아키텍처데이] 맞춤작업에 따라 코어 구동하는 '스레드 디렉터' 기술도 선봬

반도체ㆍ디스플레이입력 :2021/08/20 07:31

인텔이 새로운 x86 코어 2종을 처음 공개했다.

인텔은 오는 4분기 차세대 코어 프로세서, 엘더레이크(Alder Lake)에서 고성능을 담당하는 '퍼포먼스 x86 코어'와 저전력·고효율을 담당하는 '에피션트 x86 코어' 등 2개 코어를 내놓을 예정이다. 2개의 코어 모두 인텔 7 공정을 통해 자체 생산된다.

인텔은 지난해 고성능 코어와 저전력·고효율 코어를 조합한 폴더블PC와 슬림 노트북용 하이브리드 프로세서 2종을 출시한 바 있다. 코어 i5-L16G7, 코어 i3-L13G4 등 두 제품이 삼성전자 갤럭시북S, 레노버 씽크패드 X1 폴드 등에 탑재됐다.

엘더레이크 안에는 에피션트 x86 코어와 퍼포먼스 x86 코어가 공존한다. (사진=인텔)

■ 6세대 코어 칩 수준 성능 내는 '에피션트 코어'

인텔은 지난 17일 '아키텍처데이'에 앞서 진행된 사전 브리핑을 통해 "에피션트 x86 코어의 개발 목표는 세계에서 가장 효율적인 x86 코어를 만드는 것"이라고 설명했다. 

2015년 출시된 6세대 코어 프로세서(스카이레이크) 수준의 성능을 더 낮은 전력에서 낼 수 있다는 것이다.

인텔 에피션트 x86 코어 개념도. (사진=인텔)

에피션트 x86 코어는 클록당 명령어 처리 수(IPC)를 높이기 위해 명령어를 실행하면서 결과값을 미리 예측하는 분기 예측 정확도를 향상시켰다. 또 비순차 실행 디코더도 개선해서 한 번에 최대 6개 명령어를 해석해서 처리한다.

AI 처리 가속에 필요한 명령어가 추가되었고 악성코드가 메모리의 일부 내용을 변조해도 이를 감지하고 프로그램 실행을 중단하는 CET(제어-흐름 강화 기술)도 내장하고 있다.

인텔이 공개한 에피션트 x86 코어 성능 비교 그래프. (사진=인텔)

인텔은 정수 연산을 수행하는 SPECrate 벤치마크 자체 수행 결과를 토대로 "과거 6세대 코어 프로세서 대비 코어 하나당 최대 소모 전력을 40% 낮추면서 성능은 최대 40% 높아지는 결과를 얻었다"고 설명했다.

■ "퍼포먼스 x86 코어, 전 세대 대비 최대 19% 성능 향상"

아디 요아즈 인텔 퍼포먼스 코어 최고 아키텍트는 "퍼포먼스 x86 코어 개발 목표는 인텔 역사상 최고의 성능을 내는 동시에 앞으로 10년간을 내다 본 코어를 개발하는 것"이라고 설명했다.

인텔 퍼포먼스 x86 코어 개념도. (사진=인텔)

이어 "AI 쓰임새가 늘어나면서 보다 복잡한 명령어를 처리해야 할 필요성이 커졌다. 동시에 노트북에서 데스크톱PC, 데이터센터까지 폭 넓게 쓰일 수 있는 코어를 만들어야 했다. 다양한 목표가 있었지만 이를 개발하는 데 성공했다"고 덧붙였다.

퍼포먼스 x86 코어는 대용량 데이터를 처리할 수 있는 능력을 강화했다. 코어 당 배정되는 임시 저장소인 L2캐시 용량도 PC용은 1.25MB, 서버용은 2MB로 끌어올렸고 정수/실수 연산 처리 능력도 강화했다.

인텔은 퍼포먼스 x86 코어의 성능이 전 세대 대비 최대 19% 향상되었다고 설명했다. (사진=인텔)

인텔은 데스크톱용 11세대 코어 프로세서(로켓레이크)에 내장된 사이프레스코브 코어와 퍼포먼스 x86 코어 성능 비교 결과 최대 19% 성능 향상이 있었다고 설명했다.

■ 알맞은 코어에 작업 분배하는 '스레드 디렉터' 내장

지금까지 출시된 PC용 프로세서는 모두 같은 종류의 코어로만 구성됐다. 인텔 펜티엄D, AMD 애슬론64 X2 등 듀얼(2)코어 프로세서가 등장하기 시작한 2005년부터 옥타(8)코어 프로세서가 흔한 현재까지 이 사실에는 크게 변함이 없었다.

앞으로는 서로 성격이 다른 다른 두 개 코어가 한 프로세서 안에 공존한다. 실행할 프로세스를 알맞은 코어에 적절히 나눠주어야 할 필요성이 커진다.

서로 다른 코어에 적절한 작업을 배분해야 할 필요가 있다. (사진=인텔)

예를 들어 이메일을 확인하거나 알림 등을 처리하는 단순한 작업에 퍼포먼스 x86 코어를 동원하는 것은 상대적으로 전력을 낭비한다. 또 게임이나 동영상 편집 등 작업에 에피션트 x86 코어를 쓰면 전력 소모는 줄일 수 있지만 성능은 떨어지며 처리 시간도 길어진다.

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인텔은 운영체제에 보다 정확한 정보를 전달하는 '스레드 디렉터'를 개발했다고 밝혔다. (사진=인텔)

인텔은 이런 문제를 보다 효율적으로 처리할 수 있는 새로운 기술인 '스레드 디렉터'를 개발했다. 실행되는 명령어에 대한 정보와 전력 소모 등을 실시간으로 감시해서 운영체제에 알려준다.

마이크로소프트가 올 4분기 출시할 윈도11은 스레드 디렉터를 활용해서 코어에 맞는 적절한 작업을 배분한다. 또 전력 소모를 줄이기 위해 쓰지 않는 코어는 자동으로 꺼버리는 파킹(Parking) 기술도 활용한다.