인텔 4세대 코어 프로세서 소켓 변경과 성능 향상
인텔은 아이비브릿지 (Ivy Bridge) 후속 하스웰 (Haswell)을 이달 공식 발표하는 가운데 하스웰 프로세서에 대한 다양한 정보들이 공개되고 있다.
하스웰 프로세서는 기본적으로 이전세대 프로세서 대비 성능 향상이 이루어지며 제조 공정은 동일한 22nm를 유지하지만 새로운 소켓 적용, 그리고 VR 내장, BCLK 오버클럭 지원 등과 같은 많은 변화가 이루어질 것으로 알려졌다.
22nm 공정을 이용하는 하스웰, 소켓 변경
인텔 하스웰은 소켓 변경이 이루어졌다. 샌디브릿지 (Sandy Bridge)와 아이비브릿지는 동일한 LGA1155 소켓을 적용해 서로 소켓이 호환되었지만 하스웰은 이와 다른 LGA1150 소켓 적용으로 이들과 서로 호환되지 않는다.
제조 공정은 아이비브릿지와 같은 22nm 3D 트라이게이트 (Tri-Gate) 공정을 적용하며 저전력에 성능 향상을 목표로 코어 당 성능 (싱글 스레드, IPC 향상) 및 전력 효율이 향상된다. 최근 공개된 하스웰의 CPU 성능은 이전세대 아이비브릿지 (Ivy Bridge) 대비 10% 이내의 향상이 이루어진 것으로 알려졌다.
하이퍼스레딩 (Hyper-Threading) 지원, 프로세서 코어와 내장 그래픽은 LLC (Last Level Cache)를 서로 공유하며 메모리 컨트롤러와 PCIe 컨트롤러는 시스템 에이전트를 통해 제어된다. 듀얼 채널 DDR3/ DDR3L 메모리 컨트롤러, 아이들 전력 소모를 줄이는 DDR 파워 게이팅, 인텔 터보 부스트 (Turbo Boost)도 지원한다.
내부적으로 효율 개선을 위해 병렬 처리 개선과 새로운 분기예측 메카니즘, 버퍼 사이즈 향상, FMA 실행 유닛 추가, 로드/ 스토어 대역폭 개선, 새로운 AVX 2 명령어, FPMA (Floating Point Multiple Accumulate)를 비롯한 새로운 명령어, 빠른 암호화 및 하드웨어 기반 보안 기능이 강화된다.
전력 효율 극대화를 위하 VR 내장한 하스웰
인텔은 CPU 성능 향상과 함께 전력 효율 개선도 이루어진다. 아이들 전력 개선, 로드시 전력 효율 개선이 이루어지며 가변 TDP와 DDR 파워 게이팅, 파워 최적화 (CCPM, Power Optimizer), 새로운 파워 스테이트 (Power States)도 지원한다.
또 전력 효율 극대화를 위해 VRM (Voltage Regulator Moudle)을 프로세서 내부에 내장할 것으로 알려졌으며 이를 통해 CPU 성능은 희생하지 않으면서 전력 효율 즉 전력 소모를 줄이는 것이 가능해질 것으로 예상된다.
기존 세대는 일반적으로 메인보드에 VRM이 위치하여 멀티 페이즈 (Phase)로 CPU 전력 공급 서킷을 구성했고 서로 다른 블록을 나누어 전압 조절이 이루어졌다. 그러나 이는 전기 회로 증가로 인한 비용 상승 및 메인보드의 많은 공간을 차지했다.
그리고 인텔이 요구하는 높은 전력 효율 및 성능도 만족하지 못해왔는데 인텔은 VR 통합을 통해 이런 요구를 만족하며 프로세서 내부의 각 코어와 그래픽 코어, 시스템 에이전트 등을 독립적으로 정교하게 컨트롤해 전력 효율을 높일 수 있을 것으로 알려졌다. 메인보드 전원부 설계도 보다 간소화할 수 있을 것으로 예상된다.
최근 VR 모듈 효율 문제로 4세대 코어 프로세서의 출시가 연기될 것이라는 루머도 전해지고 있으나 인텔이 2013년 6월 3일 (미국 시간), 대만 시간 6월 4일 발표가 이루어질 것으로 공개한 만큼 이 문제는 어느 정도 해결된 것으로 보여진다.
새로운 파워 서플라이가 필요해진 하스웰?
하스웰은 또 새로운 파워 스테이트 (Power States) C-States를 지원하는데 초저전력 ULT 제품군은 C0, C1, C1E, C2E, C3, C4, C6, C7을 지원하는 데스크탑에 추가로 C8, C9, C10의 보다 깊은 단계의 절전 기능을 지원하고 전력 소모도 개선된다.
인텔은 C7 절전 모드를 이용하면 아이들시 최대 20배 낮은 전력 소모가 가능할 것으로 소개했다. 그런데 데스크탑 하스웰은 이전 세대보다 깊은 단계 C6, C7 절전 기능 지원으로 인해 새로운 파워서플라이가 필요할 것으로 알려졌다. 이는 하스웰의 파워서플라이 지원 기준이 더욱 강화된 것을 의미한다.
데스크탑 하스웰에서 지원하는 새로운 C6과 C7 절전 모드 상태를 유지하기 위해 최소 0.05A의 전류를 보내고 CPU 보조 전원으로 연결하는 12V2 레일은 0.6W의 최소 전력을 보낼 수 있어야 한다.
4세대 코어 프로세서 아이들에서 최대 20배 낮은 전력 소모
아이비브릿지까지는 ATX 2.3 파워서플라이 가이드라인에서 CPU 전류 공급이 최소 0.5A의 기준을 만족하면 되었다. 구형 파워서플라이라면 C6과 C7 절전 모드를 유지하기 어려워 시스템이 불안정해지는 것이다. 시스템이 불안정해지면 파워서플라이 보호회로 (UVP/ OVP)가 동작해 시스템 전원을 강제 차단하게 되는데 보호회로가 내장되지 않은 파워 서플라이라면 고장 발생 가능성이 높아지고 시스템에도 영향을 주게 된다.
일부는 이를 방지하기 위해 새로운 절전 모드를 비활성화 또는 메인보드 제조사들은 C6과 C7 절전 모드를 On/ Off 기능을 추가해야 할 것이라고 주장하기도 했다. 최근 파워서플라이 제조사들은 이를 반영해 하스웰 지원 파워서플라이 리스트를 공개하기 시작했다.
오버클럭 지원 강화 - 베이스 클럭기반 오버클럭 지원
인텔 하스웰은 터보 부스트 기술 제한 해제, 코어 배율 언락, CPU 전압 등은 VR 내장으로 제어되며 메모리 비율 및 최대 2933MHz, PCH 클럭 컨트롤 언락, BCLK 제어 등이 이루어질 것으로 알려졌다.
이와 같은 오버클럭 지원 강화로 메인보드 제조사에 따라 사용자가 원하는 다양한 오버클럭을 지원할 것으로 예상된다.
VR 통합으로 메인보드의 VRM으로 제어하던 각 전압 조절은 CPU 내장 IVR로 제어되고 세부 전압 조절 지원이 강화된다. 또 샌디브릿지 이후 제한되던 베이스 클럭 즉 BCLK도 샌디브릿지-E (Sandy Bridge-E)처럼 특정 배율로 조절 가능해져 배수 조절로만 오버클럭 가능했던 제약이 유연해진다.
베이스 클럭 배율은 100/ 125/ 167MHz의 3가지 설정이 추가되며 인텔 XMP (Extreme Memory Profiled) 지원으로 표준 JEDEC 스펙 이상의 오버클럭을 지원하며 새로운 인텔 XTU (Extreme Tuning Utility)를 통해 실시간 오버클럭 지원이 이루어진다.
내장 그래픽 GT3는 아이리스 프로/ 아이리스 그래픽스
인텔 4세대 코어 프로세인 하스웰에 탑재할 내장 그래픽은 GT1/ GT2로 나뉘던 기존과 달리 GT3의 고성능 내장 그래픽이 추가된다. GT3는 15W GT3와 28W GT3, 그리고 GT3e의 3가지로 구분된다.
아이비브릿지 GT1은 6 EU (Execution Units), GT2는 12 EU였으나 하스웰 GT1은 10 EU, GT2는 20 EU, GT3는 40 EU를 탑재하며 GT1과 GT2는 주로 데스크탑, GT3는 주로 노트북과 울트라북에 탑재된다. 모바일은 2배 이상 GT3를 내장한 R 시리즈는 거의 3배 높은 성능을 제공할 것으로 알려졌다.
| 그래픽스 레벨 |
PC |
서버/ 워크스테이션 |
|
GT3e |
Intel Iris Pro Graphics 5200 |
- |
| GT3 (28W) |
Intel Iris Graphics 5100 |
- |
|
GT3 (15W) |
Intel HD Graphics 5000 |
- |
| GT2 |
Intel HD Graphics 4600/ 4400/ 4200 |
Intel HD Graphics P4700/ 4600 |
| GT1 |
Intel HD Graphics |
- |
이중 eDRAM 즉 전용 메모리를 온보드한 GT3e와 28W GT3 2종은 인텔이 그동안 내장 그래픽 네이밍으로 사용해온 HD Graphics가 아닌 새로운 아이리스 프로 (Iris Pro Graphics)와 아이리스 (Iris Graphics) 그래픽 네이밍을 사용한다. GT3e와 GT3 (28W)는 Iris Pro Graphics 5200과 Iris Graphics 5100의 네이밍을 적용한다. 그 이하는 기존과 같이 HD Graphics에 내장 그래픽 모델명이 추가된다.
GT3 중 가장 높은 성능으로 알려진 GT3e는 128MB 용량의 eDRAM (embedded DRAM)과 512bit 메모리 버스, L4 캐쉬로 알려진 이 메모리는 CPU와 내장 GPU가 공유해 성능 향상에 기여한다. GT3e는 지포스 GT 650M급 또는 최근 공개된 루머에 따르면 데스크탑 지포스 GT 640급 성능을 제공할 것으로 전해지기도 했다.
내장 그래픽 중 GT3 시리즈가 DX11.1을 지원하며 OpenGL 3.6과 OpenCL 1.2, HDMI 1.4a와 DisplayPort 1.2, 4K 해상도, 스테레오스코픽 3D, 최대 3대의 디스플레이 동시 출력을 지원할 것으로 알려졌다.
4세대 코어 프로세서 하스웰 데스크탑 라인업
하스웰 프로세서는 아이비브릿지처럼 초기에는 메인스트림 및 퍼포먼스 이상의 코어 i5와 코어 i7 시리즈가 시장에 등장할 것으로 알려졌다. 모델명에 K가 추가되어 배수락 해제된 제품군, 그리고 저전력 모델로 S/ T가 모델명에 포함된 버전도 함께 등장한다.
데스크탑의 TDP 스펙은 일반 버전이 아이비브릿지의 77W보다 상향된 84W, 저전력 S/ T 모델은 각각 TDP 65W/ 45W/ 35W가 적용된다.
데스크탑 하스웰의 내장 GPU는 GT2 기반의 HD Graphics 4600 (20 EU)가 탑재되며 아이비브릿지 코어 i7 3770K/ 3770은 하스웰 코어 i7 4770K/ 4770, 코어 i5 4670K/ 4670은 아이비브릿지 기반 코어 i5 3570K/ 3570을 대체한다.
하스웰의 최근 공개한 예상 가격은 아이비브릿지 대비 4-13% 높거나 유사한 가격대를 형성할 것으로 알려졌으나 초기에는 기존 세대 대비 약간 높은 가격을 형성할 것으로 예상된다.
| 모델명 |
클럭 |
터보 부스트 클럭 |
코어/ 스레드 |
캐쉬 |
메모리 지원 |
소켓 |
|
코어 i7 4770R |
3.20GHz |
3.90GHz |
4C/ 8T |
6MB |
DDR3-1600MHz |
BGA |
| 코어 i5 4670R |
3.00GHz |
3.70GHz |
4C/ 4T |
4MB |
DDR3-1600MHz |
BGA |
|
코어 i5 4570R |
2.70GHz |
3.20GHz |
4C/ 4T |
4MB |
DDR3-1600MHz |
BGA |
LGA1150 소켓이 아닌 BGA로 제작될 하스웰 기반 R 시리즈 제품군은 코어 i7 4770R과 코어 i5 4670R, 코어 i5 4570R의 3종이 등장할 것으로 예상되며 이들은 하이퍼스레딩 지원과 L3 캐쉬 차이가 있다. 일반 데스크탑보다 낮은 동작 클럭 및 TDP 스펙은 65W로 낮아졌다.
R 시리즈는 GT3e를 탑재하며 DDR3-1600MHz를 지원해 일반 데스크탑보다 높은 내장 GPU 성능을 제공하며 주로 인텔 스몰폼팸팩터 플랫폼 NUC 또는 올인원PC (AIO PC) 등에 탑재될 것으로 알려졌다.
하스웰은 플랫폼은 Shark Bay 플랫폼으로 데스크탑 및 모바일은 기존과 같이 CPU와 사우스브릿지 기능을 하는 PCH 투칩이 기본 구성이며 여기에 초저전력 등 작은 폼팩터를 위한 다른 플랫폼은 CPU와 PCH를 멀티칩 (MCM, Multi-Chip Module) 패키지로 원칩 구성한 시스템 온칩 (SoC, System-On-Chip)도 등장할 것으로 알려졌다. |
