2. 인텔 샌디브릿지-E와 X79 칩셋
인텔 (Intel)은 지난 해 초 데스크탑 최초로 6코어 프로세서를 발표한 이후 2011년 초에는 새로운 아키텍처가 적용된 샌디브릿지 (Sandy Bridge) 프로세서를 발표했고 2011년 11월 중순 (2011년 11월 14일) 샌디브릿지 아키텍처 기반의 하이엔드 라인업인 샌디브릿지-E (Sandy Bridge-E)를 출시했다.
톡 (Tock)에 해당되는 인텔 샌디브릿지-E 프로세서
인텔은 틱 (Tick)과 톡 (Tock) 전략을 바탕으로 프로세서 성능을 개선해오고 있다. 틱은 공정의 개선, 톡은 아키텍처를 개선하는 방향으로 샌디브릿지-E는 톡에 해당되는 프로세서다. 인텔은 네할렘 (Nehalem) 아키텍처를 개선한 32nm 공정의 웨스트미어 (Westmere)를 바탕으로 6코어 기반 프로세서 (코어 i7 980X)를 2010년 3월 출시한 바 있다.
샌디브릿지-E 프로세서는 네할렘 아키텍처 기반의 코어 i7 900 시리즈인 블룸필드 (Bloomfield)를 대체하는 프로세서로 하이엔드 라인업을 이어간다. 22nm 공정을 바탕으로 한 아이비브릿지 (Ivy Bridge)가 2012년 3-4월 출시가 예상되나 이들은 샌디브릿지를 대체하는 라인업 즉, 저가형부터 퍼포먼스 라인업까지를 형성한다. 하이엔드 라인업은 아이브릿지 등장 이후에도 당분간은 샌디브릿지-E가 유지할 것으로 알려져 있다.
인텔 샌디브릿지-E 프로세서는 6코어와 4코어 기반 2종이 있으며, 코어 i7 3960X는 플래그십으로 Extreme Edition이며, 배수락 해제, 그리고 L3 15MB의 대용량 캐쉬 제공, 부동소수점연산을 위한 AVX와 암호화를 위한 AES 명령어를 지원한다. SSE4.1과 SSE4.2 명령어 역시 지원된다.
6코어는 인텔이 2010년 3월 출시한 코어 i7 980X가 처음으로 32nm 공정과 하이퍼스레딩 (Hyper-Threading) 지원으로 12 스레드 (Threads)를 지원했다.
샌디브릿지-E 프로세서는 샌디브릿지와 같은 아키텍처를 기반으로 하며, 샌디브릿지와 큰 차이는 LGA2011로 교체된 소켓과 내장 그래픽 제외, 그리고 쿼드 채널 (Quad Channel) DDR3-1600MHz를 공식 지원한다. 참고로 이전 세대 하이엔드인 네할렘 (Nehalme) 아키텍처 기반의 블룸필드 (Bloomfield) 코어 i7 900 시리즈는 트리플 채널 (Triple Channel) DDR3-1066MHz 메모리 컨트롤러를 내장했다. 샌디브릿지 코어 i5/ i7 시리즈는 DDR3-1333MHz를 공식 지원한다.
6코어 기반에 다이 사이즈와 트랜지스터 집적도 증가
[32nm 샌디브릿지-E 8코어 다이 (트랜지스터 2.27Billion/ 434.7mm^2)]
[32nm 코어 i7 걸프타운 6코어 (트랜지스터 1.17Billion/ 248mm^2]
[32nm 샌디브릿지 4코어 (트랜지스터 995Million/ 216mm^2)]
인텔 샌디브릿지-E는 다이 (Die) 구조를 통해 최대 8코어 구성이 가능한 것이 확인되나 이는 서버에 해당되며, 데스크탑용은 현재까지 6코어 라인업만 제공된다.
샌디브릿지-E 하이엔드 프로세서는 6코어 기반 코어 i7 3960X/ 3930K의 2종과 4코어 기반 코어 i7 3820의 1종으로 총 3종의 프로세서가 등장할 것으로 알려져 있다. 8코어 제품군은 라인업에 나타나지 않았는데 이는 샌디브릿지-E CPU가 8코어를 구성할 경우 TDP 130W 범위를 넘어서 발열이나 소비전력 문제가 있기 때문으로 알려져 있다.
다이 사이즈는 인텔 샌디브릿지-E 6코어는 2.27B (22억 7천만 개)에 434.7mm^2, 32nm 웨스트미어 (Westmere) 기반 걸프타운 (Gulftown) 6코어는 1.17B에 240mm^2이며, AMD 투반 (Thuban) 6코어는 45nm 공정에 904M에 346mm^2, AMD 불도저 (Bulldozer) 8코어는 32nm 공정에 2B, 315m^2이다. 샌디브릿지 4코어는 32mn 공정에 995M, 216mm^2, 네할렘 (Nehalem)/ 블룸필드 (Bloomfield) 4코어는 45nm 공정에 731M, 263mm^2이다.
다이 사이즈는 샌디브릿지-E 6코어가 이전의 걸프타운 6코어의 2배에 약간 못미치는 정도로 커지고 트랜지스터 집적도도 크게 늘어난 것을 알 수 있으며, 기존 네할렘/ 블룸필드 기반 4코어보다도 더 켜졌다. TDP 스펙은 블룸필드 4코어 및 걸프타운 6코어와 같은 TDP 130W가 적용된다.
샌디브릿지와 같은 터보 부스트 2.0 지원
인텔 샌디브릿지-E 프로세서는 샌디브릿지와 같이 네할렘 아키텍처보다 개선된 터보 부스트 (Turbo Boost) 2.0 기술을 지원한다. 특히 터보 부스트 시 동작 클럭은 이전 네할렘 아키텍처 기반 프로세서보다 향상되었다.
터보 부스트 2.0 기술은 싱글 스레드 등의 환경에서는 코어 하나만 동작 클럭을 높여 싱글 스레드 처리 성능 향상과 함께 전력 효율을 높인다. 또한 스레드가 늘어나는 환경에서는 이에 맞추어 모든 코어를 활성화한 후 동작 클럭을 높여 처리 성능을 개선한다.
인텔 X79 칩셋, PCI-E 3.0과 4채널 메모리 지원
인텔 네할렘 (Nehalem) 아키텍처 기반의 코어 i7 900 시리즈 블룸필드 (Bloomfield) 프로세서는 이를 지원하는 X58 + ICH10R 조합으로 투 칩 솔루션 구성이었는데 샌디브릿지-E는 샌디브릿지와 같이 CPU 내부에 노스브릿지 기능이 내장되면서 사우스브릿지 기능을 제공하는 새로운 싱글 솔루션 칩셋인 인텔 X79와 조합된다.
샌디브릿지-E 프로세서 지원 X79 칩셋은 초기 정보 공개 당시에는 서버 환경 등을 위한 SAS (Serial Attached SCSI) 등을 지원할 것으로 알려졌다. 그러나 실제 제품 등장이 가까워진 최근 SAS를 비롯한 다수의 기능이 제외되는 등 기능의 제한이 이루어졌으며, 이로 인해 출시가 연기되었다는 소식도 전해지고 있다.
[샌디브릿지-E와 PCI-E 3.0 지원하는 인텔 X79 Express 칩셋]
샌디브릿지-E를 지원하는 X79 칩셋은 DMI 20Gb/s와 DDR3-1600MHz 공식 지원 및 쿼드 채널 (Quad Channel) 구성을 지원해 최대 51.2GB/s의 메모리 대역폭을 확보할 수 있다. 블룸필드의 경우 QPI 4.8/ 6.4GT/s와 DDR3-1066MHz 공식 지원, 트리플 채널 (Triple Channel) 구성을 지원해 25.6GB/s의 메모리 대역폭을 제공했다.
오버클럭 지원에서 샌디브릿지-E CPU는 샌디브릿지가 CPU 배율이 100MHz로 고정되고 K 버전만 배수 조절로 오버클럭이 가능한 것과 달리 CPU 배율을 100/ 125/ 166/ 250MHz로 설정이 가능하며, 배수 조절되는 CPU면 보다 자유롭게 오버클럭 설정을 적용할 수 있다.
샌디브릿지-E는 40 PCIe Lane을 제공 (샌디브릿지는 24/ 그래픽은 16 PCIe Lane 제공)하며, PCIe 레인 구성은 멀티 GPU 구성시 PCIe 2.0 x16 + x16 Lane 또는 PCIe 2.0 x16 + x16 + x8/ x16 + x8 + x8/ x16 + x8 + x8 + x8 Lane 구성 등을 지원한다. 인텔 6 시리즈 칩셋인 P67/ Z68 칩셋과 마찬가지로 AMD CrossFire X와 엔비디아 (NVIDIA) SLi를 모두 지원한다.
인텔 6 시리즈 칩셋 (P67/ Z68)에서 최근 PCI-Express 3.0 (이하, PCIe 3.0) 지원이 부각되고 있는데 샌디브릿지-E 프로세서 역시 PCIe 3.0 지원에 대한 논란이 있어 왔지만, PCIe 3.0 스펙 표준을 지원한다.
인텔 X79 칩셋 공식 다이어그램에는 PCIe 2.0 지원으로 확인되지만, 이는 PCIe 3.0 지원 장치가 없기 때문에 PCIe 2.0 지원만 표기했다. 현재 공개된 인텔 X79 메인보드들은 PCIe 3.0 스위치 IC (전환 스위치)를 PCIe 3.0 규격 지원 칩으로 장착해 PCIe 3.0을 지원한다.
SATA 지원은 인텔 P67/ Z68 칩셋과 같이 6포트를 지원하며, 2포트는 SATA3 (6Gbps), 나머지 4포트는 SATA2 (3Gbps) 규격을 지원한다. 14개의 USB 2.0 포트와 기가비트 이더넷 맥, 8 PCIe 2.0 x1 Lane, HD Audio 등을 제공한다.
USB 3.0 (5Gbps)는 기존 인텔 6 시리즈 칩셋과 같이 네이티브로 지원하지 못하며, 2012년 3월 또는 4월 출시 예정인 22nm 아이비브릿지 (Ivy Bridge)에서 PCIe 3.0과 USB 3.0이 네이티브로 공식 지원된다.
인텔 X79는 RSTe 3.0 (Rapid Storage Technology enterprise 3.0)을 지원하며, 11월 말 즈음하여 RST 3.0 공식 드라이버가 등장할 것으로 알려져 있다. SSD를 HDD의 캐싱 장치로 활용해 성능을 높이는 인텔 SRT (Smart Response Technology) 기술은 인텔 Z68 칩셋이 지원했는데 X79 칩셋은 이를 지원하지 않는다.
인텔 샌디브릿지-E 프로세서는 이전의 블룸필드 (Bloomfield) 프로세서와 같이 Intel Extreme Memory Profile (XMP 1.3)를 지원해 더욱 높은 동작 클럭을 가진 메모리를 통해 성능 향상이 가능하며, 기존 DDR3 트리플 채널 지원에서 DDR3 쿼드 채널 지원을 통해 메모리 대역폭도 늘어나 시스템 전반의 성능이 향상된다.
샌디브릿지-E 기본 쿨링 솔루션은 미제공
샌디브릿지-E 프로세서의 박스 디자인은 기존 인텔 프로세서 라인업처럼 플래그십 Extreme Edition은 블랙, 이하 버전은 파란색 박스 디자인을 제공한다.
샌디브릿지-E 프로세서는 리테일 버전의 샌디브릿지까지 기본으로 제공하던 기본 쿨링 솔루션이 제공되지 않는다. 이에 맞추어 쿨링 솔루션은 수냉 방식 등 다양하게 등장할 것으로 알려져 있다.
하이엔드 유저들은 별도의 쿨링 솔루션을 사용하는 것이 일반적이기 때문에 문제가 없을 것이지만, 기본 쿨러가 필요한 경우에는 별도 구입이 필요하다. 샌디브릿지-E와 호환되는 인텔 기본 공랭 쿨러는 리테일 버전에 포함되지 않으나 별도 구입이 가능하고 가격은 20달러 ($20) 내외, 3년의 보증 기간을 제공한다.
기본 리테일 쿨러가 포함되지 않는 샌디브릿지-E 프로세서는 뒤에 다룰 샘플 패키지에서 공개할 수냉 쿨러를 비롯하여 다양한 서드파티 제조사들에서도 LGA2011 소켓 기반의 샌디브릿지-E 지원 수냉 쿨링 솔루션을 준비중이다.
샘플 패키지에 포함된 수냉 쿨러는 Asetek과 협력해 만든 수냉 쿨링 솔루션으로 리테일 예상 가격은 85달러 ($85)에서 100달러 ($100) 사이다.
이전 세대보다 향상된 샌디브릿지-E 성능
[코어 i7 990X 및 코어 i7 2600K와의 성능 차이]
인텔 샌디브릿지와 같은 아키텍처를 기반으로 한 코어 i7 3960X는 최상위 플래그십 프로세서로 이전 세대 플래그십 최상위 코어 i7 990X를 대체한다.
네할렘 아키텍처에서 동작 클럭과 아키텍처, 그리고 DDR3 트리플 채널 DDR3-1066MHz 공식 지원에서 DDR3 쿼드 채널과 DDR3-1600MHz를 공식 지원해 코어 i7 3960X는 메모리 대역폭을 추가로 확보 가능해 이전 세대보다 게임이나 애플리케이션에 따라 20% 이상의 성능 향상이 이루어지는 것으로 소개되고 있다.
동일한 아키텍처를 기반으로 한 샌디브릿지 코어 i7 2600K과도 메모리 채널 지원 및 늘어난 L3 캐쉬 등을 바탕으로 게임이나 애플리케이션에 따라 40% 이상의 향상이 가능한 것으로 소개된다.
멀티코어 지원 애플리케이션 및 게임 필요
데스크탑 최초의 6코어 (헥사코어, Hexa-Core)를 다룬 데스크탑 최초의 6코어 CPU 걸프타운, Intel Core i7 980X 기사를 통해 살펴보았듯이 멀티코어 프로세서는 이들의 성능을 이끌어낼 프로그램이나 게임을 필요로 한다. 하지만 현재도 여전히 듀얼이나 쿼드 코어 CPU 지원의 비중이 높기 때문에 스레드 수가 늘어난 CPU들은 더욱 더 늘어난 스레드를 지원할 애플리케이션이나 게임이 요구된다.
인텔 샌디브릿지-E 라인업
[인텔 샌디브릿지-E 라인업 (코어 i7 시리즈)]
인텔 32nm 샌디브릿지 (Sandy Bridge)는 저가형부터 퍼포먼스 라인업까지 시장을 형성하며, 코어 i5 2500/ 2500K (3.3GHz)는 메인스트림, 코어 i7 2600/ 2600K (3.4GHz), 그리고 가장 최근에 등장한 코어 i7 2700K (3.50GHz)는 퍼포먼스 라인업을 각각 형성한다. K 버전은 배수락이 해제된 버전이다.
샌디브릿지-E 프로세서는 하이엔드 라인업으로 코어 i7 900 시리즈 블룸필드 (Bloomfield) 라인업을 대체하며, 코어 i7 3820 (4C/8T, 3.6GHz/ L3 10MB/ 배수락 적용)이 가장 하위 라인업에 배치되며, 코어 i7 3930K (6C/ 12T, 3.2GHz/ L3 12MB/ 배수락 해제, $555)가 중간, 가장 상위 플래그십은 코어 i7 3960X Extreme Edition (6C/ 12T, 3.30GHz/ L3 15MB/ 배수락 해제, $990)이다. 코어 i7 3930K/ 3960K는 6코어에 하이퍼 스레딩 지원으로 12스레드를 지원한다. 코어 i7 3960K는 코어 i7 990X Extreme Edition (6C/ 12T, 3.46GHz/ L3 12MB/ 배수락 해제)을 대체한다. |
