인텔 "메테오레이크, 타일 구조로 전력 효율 향상"

지금까지 출시된 인텔 코어 프로세서는 그래픽, I/O(입출력), 코어 등 프로세서 모든 부분을 한데 뭉쳐 큰 다이(Die) 안에 모두 넣는 방식으로 만들어졌다. 그러나 인텔은 전력 효율 향상을 위해 다이 내 반도체 IP를 기능별로 분할하는 방식을 택했다.

메테오레이크는 프로세서를 구성하는 각 요소 중 순수히 연산만 수행하는 컴퓨트 타일, 그래픽 타일, 입출력을 담당하는 IO 타일 등을 다른 반도체 조각(타일)로 분할하고 이를 모두 SOC 타일에 연결했다.

총 4개 타일은 3차원 반도체 적층 기술인 포베로스를 이용해 하나의 프로세서를 구성한다.

메테오레이크 프로세서 내부 구성도. 각 타일이 기능별로 분리되어 중앙의 SOC 타일과 연결됐다. (사진=지디넷코리아)

지난 8월 중순 진행된 사전 브리핑에서 마이칼 헌스커 인텔 클라이언트 컴퓨팅 그룹 펠로우는 "메테오레이크의 목표 중 하나인 높은 전력 효율을 달성하기 위해 뭉쳐 있었던 반도체 IP를 분리하고 입출력 방식을 최적화해야 했다"고 설명했다.

■ 각 기능별 타일마다 전력 관리 컨트롤러 내장

특히 메테오레이크는 전력 효율과 절전에 중점을 두었다. 분리된 타일마다 전력 관리 컨트롤러가 내장되어 각 기능을 쓰지 않을 때는 전력을 차단하는 방식이다. P/E 코어가 밀집된 컴퓨트 타일에 내장된 전력 관리 컨트롤러는 코어별로 세밀하게 전원 공급을 제어할 수 있다.

메테오레이크 프로세서 안에서 기능별로 분리된 타일은 인텔 자체 3차원 반도체 적층 기술인 포베로스로 연결된다.

포베로스 기술은 각종 반도체를 기능별로 분할해 재설계할 수 있고 에너지 효율이 높다는 장점을 지녔다. (사진=지디넷코리아)

마이칼 헌스커 펠로우는 "포베로스는 설계자가 원하는 대로 각종 반도체를 기능별로 분리할 수 있고 에너지 효율이 높다. 한 타일에서 다른 타일로 데이터를 전송할 때 소비하는 전력은 최소한으로 억제된다"고 설명했다.

■ GPU에 집중되었던 그래픽 기능, SOC 타일로 일부 분산

메테오레이크는 P(퍼포먼스)/E(에피션트) 코어가 내장된 컴퓨트(CPU) 타일 도움 없이 SOC 타일이 최대한 전력을 아끼면서 작동하도록 내부 구조를 변경했다. 과거 내장 그래픽칩셋 안에 뭉쳐있던 동영상 코덱 처리, 디스플레이 등 기능이 다른 타일로 분산됐다.

메테오레이크는 저전력 구동을 위해 내장 그래픽칩셋을 구성하던 많은 부분을 분산했다. (사진=지디넷코리아)

이 때문에 3D 그래픽 처리는 그래픽 타일에서 일어나는 반면 과거 내장 그래픽칩셋에 포함되던 동영상 처리 전담 'Xe 미디어 엔진', 각종 디스플레이 신호를 처리하는 'Xe 디스플레이 엔진'은 SOC 타일로 이동됐다.

SOC 타일에는 컴퓨트 타일과 별개로 저전력으로 작동하는 2코어 프로세서 '저전력 아일랜드 E코어'도 포함되어 있다. 동영상 재생이나 대기 상태에서는 컴퓨트 타일이나 GPU 전력 소모 없이 SOC 타일만 가동되는 구조로 전력 소모를 줄였다.

■ SOC 타일에 다양한 코덱 처리하는 Xe 미디어 엔진 내장

Xe 미디어 엔진은 MPEG2, H.264, HEVC(H.265), AV1, VP9 등 다양한 동영상 코덱을 CPU나 그래픽 타일 도움 없이 압축하거나 재생하는 역할을 한다. 여기에 AI를 활용한 동영상 분석에 필요한 전처리 과정을 그래픽 타일이나 CPU 대신 더 빠른 시간에 처리하는 기능을 추가했다.