인텔 "E코어 제온6+, 최신 공정·새 코어로 효율 극대화"

[애리조나(미국)=권봉석 기자] "클리어워터 포레스트는 인텔의 첨단 공정과 패키징, 새로운 E코어 아키텍처가 결합된 차세대 제온6+ 프로세서다. 지난 해 출시한 E코어 제온6(시에라포레스트) 뒤를 이어 최고의 소켓당 연산 밀도와 전력 효율을 제공할 제품이다."

30일 오전(이하 미국 현지시간) 미국 애리조나 주 '인텔 테크투어 US' 행사장에서 팀 윌슨 인텔 디자인 엔지니어링 그룹 SOC 총괄이 이렇게 설명했다.

이날 인텔은 내년 상반기 출시를 앞둔 고효율 E(에피션트) 코어 '다크몬트' 기반 차세대 서버용 프로세서 '제온6+'(개발명 클리어워터 포레스트)를 공개했다.

E코어 제온6+는 인텔이 보유한 극자외선(EUV) 기반 1.8나노급 공정 '인텔 18A'와 3차원 패키징 기술 '포베로스 다이렉트'를 이용해 성능과 전력 효율을 동시에 끌어올린 것이 특징이다.

인텔 18A 등 3개 공정 반도체, 3차원 패키징 기술로 결합

E코어 제온6+의 핵심은 공정과 패키징 기술의 혁신에 있다. E코어를 모은 컴퓨트 타일은 새로운 트랜지스터 구조 '리본펫', 반도체 후면 전력 전달 기술(BSPDN) '파워비아'를 모두 활용한 인텔 18A 공정에서 생산된다.

리본펫 트랜지스터는 게이트 올 어라운드(GAA) 구조를 통해 누설 전류를 줄이고, 낮은 전압에서도 높은 성능을 제공한다. 파워비아는 전력 공급층을 칩 후면으로 이동시켜 저항 손실을 최소화함으로써 전력 효율을 극대화했다.

패키징 구조는 반도체 다이를 금속(구리) 접점끼리 맞닿게 하는 3차원 반도체 적층 기술 '포베로스 다이렉트'로 완성됐다.

컴퓨트 타일은 인텔 18A, 메모리 컨트롤러와 각종 가속기가 포함되는 I/O 타일은 인텔 7 공정으로 제작된다. 컴퓨트 타일 최대 12개, I/O 타일이 얹히는 베이스 타일은 EUV 기반 인텔 3 공정을 활용한다.

컴퓨트 타일 하나당 24개 다크몬트 코어가 집적되고, 이를 12개 활용하면 1소켓 288코어, 2소켓 576코어로 작동하는 서버 시스템을 완성할 수 있다.

팀 윌슨 총괄은 "큰 다이 대신 소형 컴퓨트 타일을 병렬로 연결해 인텔 18A 공정의 수율을 높임은 물론 차세대 공정으로 전환을 빠르게 수행할 수 있다. 이는 미래 공정 혁신을 앞당기는 인텔의 전략적 기반"이라고 강조했다.

E코어 '다크몬트', 서버 워크로드에 최적화

E코어 제온6+에 탑재되는 코어 아키텍처 '다크몬트'는 팬서레이크에 투입되는 것과 기본적으로 같은 구조를 지닌다. 그러나 서버 워크로드에 적합하도록 확장형 구조를 더했다.

스테판 로빈슨 인텔 펠로우는 "제온6+에 탑재되는 다크몬트 코어는 서버 환경의 복잡한 코드, 다양한 언어(language) 기반 응용프로그램을 처리하도록 최적화됐다"고 설명했다.

다크몬트 코어는 E코어 제온6(시에라포레스트)에 탑재된 전세대 E코어 '크레스트몬트' 대비 분기 예측 정확도는 30% 향상됐다.

곱셈·덧셈(FMA) 명령어를 처리하는 유닛이 두 배로 늘어 AI·벡터 연산 성능이 대폭 향상되었으며, L1 데이터 캐시에 ECC가 적용되어 단일 비트 오류를 교정할 수 있다.

코어가 과도하게 데이터를 가져와서 부하를 주는 경우 대역폭을 자동 조절해 병목 현상 등을 예방하는 적응형 프리페처(prefetcher) 기능도 추가됐다.

스테판 로빈슨 인텔 펠로우는 "서버 워크로드의 부하 변동에 따라 이를 최적화해 효율을 높인다"고 설명했다.

"5년 전 서버 교체시 서버 수 1/8로 절감 가능"

E코어 제온6+는 지난 해 출시한 E코어 제온6(시에라포레스트) 대비 코어 수는 최대 두 배, 클록당 명령어 처리 수(IPC)는 17%, 메모리 채널 및 I/O 대역폭을 50%, 메모리 속도는 20% 끌어올렸다.

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