인텔 "메테오레이크 성능·전력소모, AI로 조절"

인텔이 오는 4분기부터 본격 출하할 차세대 코어 프로세서, 메테오레이크(Meteor Lake)부터 AI를 활용해 성능과 전력소모를 조절하겠다고 밝혔다.

에프라임 로템(Efraim Rotem) 인텔 설계 엔지니어링 그룹 펠로우는 최근 미국 캘리포니아 주 팔로알토 소재 스탠포드 대학교에서 진행된 반도체 학술행사 '핫칩스 2023'(Hot Chips 2023)에서 이와 같은 구상을 밝혔다.

인텔 구상의 핵심은 고성능으로 작동해야 하는 시점과 저전력으로 작동해야 하는 시점을 AI를 이용해 보다 정확하게 파악하고 전력 낭비를 줄이겠다는 것이다. 이 기술은 메테오레이크 이후 인텔이 생산하는 모든 제품에 투입될 예정이다.

■ DVFS·스피드 시프트로 전력 소모 조절

인텔 프로세서는 그동안 동적 전압·주파수 조절(DVFS) 기능을 이용해 전력 소모와 성능을 조절해 왔다. 예를 들어 윈도 운영체제 부팅을 마친 후 아무 프로그램도 실행하지 않는 상태에서 작동 클록을 떨어뜨리고 전압을 낮춰 전력 소모를 줄인다.

반대로 아이콘을 더블클릭해 오피스 응용프로그램이나 게임 등을 실행하면 작동 클록을 끌어올려 짧은 시간 안에 실행을 마치도록 한다. 문제는 어느 시점까지 고성능으로, 그리고 어느 시점에서 저전력 모드로 전환할 지 파악하는 것이다.

인텔은 6세대 코어 프로세서(스카이레이크)부터 탑재한 '스피드 시프트' 기능으로 이 시점을 파악해 왔다. 내장된 전원 관리 하드웨어(PCU)가 인텔 자체 알고리듬에 따라 주파수와 전압을 관리하는 방식으로 작동했다.

■ AI 기반 모델로 에너지 소모 최대 20% 절감

메테오레이크 프로세서는 AI와 머신러닝을 이용해 현재 실행되는 작업을 실시간으로 분석한 다음 고성능으로 작동해야 하는 시점과 저전력으로 작동할 시점을 보다 정확하게 추적해 제어한다.

작동 상태 분석에는 인텔이 12세대 코어 프로세서(엘더레이크)부터 P(퍼포먼스)코어, E(에피션트) 코어 제어를 위해 활용하는 스레드 디렉터의 정보도 활용된다.

인텔 자체 조사 결과 AI 기반 성능 제어를 활용할 경우 그렇지 않은 경우에 비해 적게는 10%에서 최대 20%까지 에너지 소모가 줄어들었다.

에프라임 로템 펠로우는 "AI 기반 성능 제어를 통해 반응 속도는 35% 향상되었고 최대 15% 에너지 절감에 성공했다"고 설명했다.

■ 미리 학습한 시나리오 기반으로 작동

단 AI 기반 성능 제어에도 한계는 있다. AI 모델 역시 특정한 시나리오에 맞게 만들어진 것이며 일반 소비자의 패턴을 모두 학습하지는 못한다.

반면 PC 제조사는 실행 패턴이나 소모 자원 등을 학습해 성능을 최적화하는 프로그램들을 PC에 기본 탑재하고 있다. 일례로 델테크놀로지스가 PC에 탑재하는 '델 옵티마이저'는 자주 쓰는 소프트웨어 실행 속도를 높이는 기능을 내장하고 있다.

주요 PC 제조사가 메테오레이크에 탑재될 AI 성능 제어 기능과 자체 소프트웨어를 결합해 추가로 전력 소모를 줄일 가능성도 있다.

에프라임 로템 펠로우는 "현재 성능 제어를 위한 다양한 AI 모델을 연구하고 있으며 게임도 그 중 하나"라고 밝혔다.

■ "AI 기반 성능 제어, 메테오레이크 이후 모든 제품에 적용"

인텔은 이미 지난 5월 말 컴퓨텍스 타이베이 2023에서 메테오레이크를 구성하는 4개 타일 중 하나인 SoC 타일에 AI 처리를 위한 VPU 엔진을 통합하겠다고 밝힌 바 있다.

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