[타이베이(대만)=권봉석 기자] "3분기 출시할 모바일(노트북)용 프로세서 '루나레이크'(Lunar Lake)는 x86 프로세서에 대해 사람들이 가진 생각은 물론 AI PC를 경험하는 방식을 바꿀 것이다. CPU와 GPU(그래픽처리장치), NPU(신경망처리장치) 모두 경쟁에서 이길 것이다."
컴퓨텍스 타이베이 2024 전 주 진행된 '인텔 테크투어 타이완' 기조연설에서 미셸 존스턴 홀타우스 인텔 CCG(클라이언트 컴퓨팅 그룹) 총괄(수석부사장)이 이렇게 강조했다.
인텔 테크투어는 2022년부터 시작된 연례 기술 행사다. 매년 새 프로세서 출시를 앞두고 각국 기자단에 강점과 특징 등을 소개한다. 올해 행사에는 한국을 포함해 15개 국가와 지역에서 150개 매체, 227명이 참석했다.
올해 행사 핵심은 오는 3분기 출시될 모바일용 프로세서, 루나레이크다. 이달부터 국내 포함 전 세계 시장에 출시되는 퀄컴 스냅드래곤 X 엘리트/플러스, 하반기 출시될 AMD 라이젠 프로세서와 경쟁할 제품이다.
■ TSMC 위탁생산 타일과 메모리, 인텔 기술로 조립
전작인 코어 울트라 시리즈1(메테오레이크)는 컴퓨트(CPU), GPU, SOC, I/O 등 4개 타일을 인텔과 TSMC가 생산한 다음 3차원 적층 기술 '포베로스'(FOVEROS)로 결합해 구성했다.
반면 루나레이크는 CPU 타일, 그리고 GPU와 NPU, 미디어 엔진 등 다양한 반도체 IP(지적재산권)를 재배치/통합한 플랫폼 제어 타일 등 단 두 개로 구성됐다. 여기에 LPDDR5X 메모리를 결합해 주요 PC 제조사에 공급된다.
CPU와 GPU가 한 메모리를 같이 쓰는 통합 구조로 애플 M시리즈 프로세서와 같은 방식의 접근을 택했다. 한 다이(Die) 안에서 데이터가 오가므로 메모리를 분리했던 과거와 달리 지연시간과 면적은 줄이면서 대역폭은 높일 수 있다.
핵심 요소인 컴퓨트 타일(TSMC N3B), 그리고 플랫폼 제어 타일 모두 대만 TSMC가 만들었다는 것도 특징이다. 두 타일을 연결하는 베이스 타일은 인텔 22나노미터 공정에서 생산됐다.
■ 컴퓨트 타일 내 P·E코어, 전력 효율성 강화에 방점
컴퓨트 타일은 고성능 P(퍼포먼스) 코어 '라이언코브'(Lion Cove) 4개와 저전력·고효율 E(에피션트) 코어 '스카이몬트'(Skymont) 4개, 총 8개 코어로 구성된다. 대부분의 작업은 E코어가 먼저 처리하며 고성능이 필요한 작업에서 P코어가 작동한다.
P코어와 E코어는 최근 강조되는 지표인 와트 당 성능, 다시 말해 전력 효율성 향상에 중점을 뒀다. E코어 '스카이몬트'는 P코어 '라이언코브'보다 적은 전력으로 같은 성능을 내도록 설계됐다.
인텔 자체 검증 결과 전작(메테오레이크) 대비 클록 당 명령어 처리 성능은 P코어 최대 14%, E코어 최대 68%까지 향상됐다. 동영상 재생이나 대기 상태 등 단순한 작업만 처리하던 '저전력 아일랜드 E코어' 성능도 전세대 대비 최대 2배 향상됐다.
P코어 한 개를 두 개처럼 쓰는 프로세서 효율 향상 기술인 '하이퍼스레딩'은 루나레이크에서 빠졌다. 하이퍼스레딩이 빠진 대신 IPC(클록당 처리 가능 명령어 수)를 크게 높여 성능 하락이 일어나지 않을 것이라는 것이 인텔 관계자 설명이다.
■ 성능 높이고 전력소모 줄인 Xe2 GPU로 AI 가속
GPU는 게임이나 동영상 처리 뿐만 아니라 AI PC에서 중요도가 한층 커졌다. 고밀도 연속 AI 연산을 단시간에 처리하려면 GPU의 도움은 필수다. AI 연산 성능을 가늠하는 지표인 TOPS(1초 당 1조 번 AI 연산) 중 상당수가 GPU에서 나온다.
루나레이크의 GPU는 새롭게 개발한 Xe 코어 8개를 결합한 'Xe2'다. 내부 구조를 보완해 메테오레이크 대비 성능은 50% 가까이 늘어났다. AI 연산 중 상당수를 차지하는 행렬 관련 처리를 위한 XMX도 더해 AI 처리량은 1.5배 이상 향상됐다.
Xe2 GPU의 AI 연산 성능은 최대 67 TOPS다. 디스플레이 규격은 2022년 하반기 정식 확정된 디스플레이포트 2.1, HDMI 2.1과 함께 노트북 직결 디스플레이 패널과 연결되는 eDP 1.5도 함께 지원한다. 처리가 쉽지 않은 차세대 코덱인 VVC(H.266) 재생도 지원한다.
■ AI 연산 성능 NPU 단독 48 TOPS, 최대 120 TOPS 가능
마이크로소프트는 최근 '빌드' 행사에서 PC 이용 이력을 추적하는 기능인 '리콜' 등을 담은 새로운 PC 카테고리인 '코파일럿+ PC'를 공개한 바 있다. 코파일럿+ PC는 40 TOPS 이상 NPU 탑재를 요구한다.
루나레이크에 탑재된 인텔 4세대 NPU인 'NPU 4' 성능은 전작(10.5 TOPS) 대비 3배 이상인 최대 48 TOPS까지 향상됐다. 과거 2개에 그쳤던 NPU 내 연산 장치를 최대 6개까지 늘리는 한편 작동 클록도 끌어올렸다.
NPU와 GPU의 성능 강화에 따라 루나레이크의 AI 연산 성능도 세 자릿수까지 올라섰다. NPU 48 TOPS, GPU 67 TOPS와 CPU 5 TOPS를 합해 최대 120 TOPS까지 AI 연산이 가능해졌다는 것이 인텔 설명이다.
■ S/W 생태계 확대 위해 루나레이크 개발킷도 보급
AI PC의 쓰임새를 최대한 확보할 수 있는 소프트웨어 관련 역량 확보도 중요하다. 인텔은 이미 AI 모델 500개를 코어 울트라에 최적화하는 한편 에이수스와 협력해 코어 울트라 시리즈1 기반 개발자 키트도 보급중이다.
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미셸 존스턴 홀타우스 총괄은 "최대 120 TOPS를 실현 가능한 개발자 키트를 생산해 AI PC용 소프트웨어 개발자에게 공급할 것이다. 업그레이드가 가능한 구조로 개발돼 향후 등장할 '팬서레이크'(Panther Lake) 등 다음 제품과도 호환될 것"이라고 설명했다.
인텔은 현재 루나레이크 제품화 단계인 'B0' 스테핑 단계 실리콘이 생산에 들어갔다고 밝혔다. 오는 3분기부터 주요 PC 제조사에 공급되며 오는 연말까지 20개 제조사가 80개 이상의 제품을 출시 예정이다.
