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신규 아키텍처로 8코어지만 10코어급 성능, 인텔 코어 i9-11900K

2021-03-30 22:00
이상호 기자 ghostlee@bodnara.co.kr

인텔 로켓 레이크의 특징은 지난 2018년 발 발표된 서니 코브 아키텍처가 사용된 점을 들 수 있다. 서니 코브는 모바일 플랫폼 전용으로 출시된 10nm CPU 아이스 레이크에 적용된 아키텍처로, 로켓 레이크에는 해당 아키텍처를 14nm 공정에 맞춰 수정된 사이프레스 코브 아키텍처가 적용되었다.

 

사이프레스 코브 아키텍처와 서니 코브 아키텍처의 구체적인 차이점은 알려지지 않았지만, 동일 아키텍처에 기반한 만큼 지금까지 사용되어온 스카이레이크 아키텍처에 비해 IPC 향상을 위해 병렬화와 레이턴시 개선에 중점을 두었고, 덕분에 인텔 발표 기준으로 최대 19%의 IPC 개선을 이뤄낸 것이 특징이다.

그러나 PCIe 4.0 도입과 CPU 클럭 상승 및 지원 메모리 클럭 증가, AVX512 지원, Xe 아키텍처 기반 새로운 그래픽 코어 탑재등 여러 요인이 겹치면서 최대 코어가 10세대 코멧 레이크의 10코어에서 11세대 로켓 레이크는 8코어로 낮아졌다.

11세대 코어 프로세서 로켓 레이크 시리즈는 최대 코어 구성이 10코어 20스레드에서 8코어 16스레드로 줄어들었지만, 지금까지와는 다른 아키텍처가 사용된 만큼 실제 얼마나 성능 차이가 발생할지는 확인이 필요한 부분이다.

 

11세대 코어 CPU 로켓 레이크의 플래그십, 코어 i9-11900K

인텔의 플래그십 구매 층이라면 10세대의 플래그십 10코어 모델인 코어 i9-10900K와 비교했을 때 11세대의 플래그십 8코어 모델인 코어 i9-11900K의 성능이 어떤 차이를 보이는가 하는 점일 것이다. 

이에 보드나라에서는 인텔 코어 i9-11900K와 코어 i9-10900K 샘플을 확보해 이들의 성능을 비교해 봤다. 코어 i9-11900K는 일반에 판매되는 리테일 모델인 반면 코어 i9-10900K는 엔지니어링 샘플(ES)이라는 차이가 있지만, 코어 i9-10900K ES 또한 리테일 제품과 스펙면에서 차이가 없다.

아키텍처 차이를 제외하면 코어 i9-11900K는 AVX512와 SHA 명령이 추가 지원되며, 코어당 L1D 캐시는 50%, L2 캐시는 100% 용량이 늘었다. 통합 L3 캐시 용량 자체는 20BM보다 작은 16MB지만, 코어당 용량을 따지면 2MB로 동일한 비율을 보인다.

 

코어가 줄어든 것을 만회하기 위함인지, 코어 i9-11900K/KF 모델에는 다른 11세대 코어 CPU와 달리 새로운 기술이 적용되었다. 어댑티브 부스트 테크롤로지(Adpative Boost Technology)라 이름 붙인 새로운 부스트 클럭이 그것으로, 터보 부스트 Max 3 기술이 듀얼 코어까지 지원하는 것과 달리, 써멀 벨로시티 부스트 클럭과 같이 올 코어 부스트 클럭 향상을 이끌어낸 기술이다.

공개 정보에 따르면 시스템의 전력과 쿨링 조건에 따라 달라지지만, 일반적으로 모든 CPU 코어의 클럭을 끌어 올리는 사용자 오버클럭과 같이 모든 코어의 클럭을 자동으로 5.1GHz까지 끌어올려준다.

사용자 오버클럭과 달리 인텔 ABT는 제조사의 공식 스펙상 정상 동작 환경으로 취급되어, 정상적인 보증 대상이다. 단지, 사용자 오버클럭에 준하는 수준의 올 코어 부스트 클럭 기술인 만큼 소비전력과 발열 상승을 감수해야할 것으로 보인다.

 

테스트는 기가바이트 Z590 Vision G 제이씨현 메인보드와 지포스 RTX 3070 FE, 윈도우 10 프로 64bit 20H2 운영체제 환경에서, 리안리 갈라하드 AIO 240 STCOM 수랭 쿨러, 커세어 AX1600i 컴스빌 파워서플라이, 마이크론 크루셜 P5 500GB 대원CTS 기반 시스템에서 진행되었다.

일체형 수랭 쿨러는 라디에이터 냉각팬과 워터 펌프 모두 메인보드 바이오스 세팅에서 최대 속도로 동작하게 설정하였고, 메모리는 동일 타이밍에 클럭만 각 CPU의 공식 지원 클럭에 맞춰 세팅한 조건이다.

테스트는 메모리 클럭과 쿨링팬 세팅 외에 메인보드 바이오스 기본값을 유지한 상태로 진행되었으며, 바이오스 공개와 테스트 시점의 차이로 인해 코어 i9-10900K와 코어 i9-11900K는 출시 초기 바이오스로, 코어 i9-11900K의 ABT 상태 테스트는 F4a 바이오스에서 진행된 점을 참고하기 바란다.

 

코어 i9-11900K, AVX512와 ABT로 전력 및 발열 상승

우선, 본격적인 성능 테스트에 앞서 전 세대와 같이 14nm 기반 공정으로 설계된 코어 i9-11900K의 소비전력과 발열을 체크했다. AVX512 지원 업데이트된 프라임 95 30.3b6 버전의 SmallFFTs 테스트와 블랜더 2.92 버전을 이용해 '벤치마크' 데모 파일을 약 10분간 렌더링한 경우를 비교했다. (인텔 XTU 모니터링 기준)

코어 i9-11900K는 새로운 부스트 클럭 기술인 ABT가 더해진 만큼, 이번 테스트에서는 해당 옵션을 On/ Off해 영향력을 비교했다.

프라임 95 테스트에서 코어 i9-10900K와 같이 ABT를 제외하고 동일한 부스트 클럭 기술 환경에서 테스트했을 때 코어 i9-11900K는, 부스트 클럭이 0.1GHz 높아졌지만 코어가 2개 줄어든 영향으로 패키지 소비전력은 약 50W 줄었다. 하지만 ABT를 켰을 때는 클럭 상승에 따라 소비전력이 약 40W 높아졌다.

프라임95 테스트시 코어 i9-11900K의 온도는 코어가 줄었음에도 일반 부스트 클럭 조건에서 코어 i9-10900K 대비 소폭 낮은 수준이었고, ABT를 통해 올 코어 클럭이 높아지는 순간 패키지 온도 100℃를 찍으면서 발열에 의한 스토틀링이 발생했다.

블랜더 벤치마크에서는 스로틀링이 발생하지는 않았지만 역시나 ABT 유무에 따라 상당한 발열과 소비전력 상승이 관측되었는데, 동작 클럭이 높아진 영향도 있겠지만 일정 이상의 클럭으로 높아질 경우 소비전력이 급격히 상승하는 이슈로 지적받았던 아이스 레이크의 서니 코브 아키텍처 기반인 사이프레스 코브 아키텍처의 영향으로 추정된다.

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이 기사의 의견 보기
공부하자 milkblue님의 미디어로그 가기  / 21-04-01 9:01/ 신고
ABT 가 전력 소비를 좀 더 늘리더라도 성능 향상을 꾀하는 기술로 보이네요.
인텔 10세대 10코어 와 비교해서 인텔 11세대 8코어 제품이 비슷하거나 좀 더 좋은 성능을 보인다는 결과인데 AMD의 5800X 가 직접적인 경쟁상대일텐데 비교 성능이 궁금합니다.
역병창궐 역병창궐님의 미디어로그 가기  / 21-04-01 22:28/ 신고
리뷰 잘 보았습니다.

이미 공식 엠바고 이전부터 알려진 내용들이 원체 흉흉했기 때문에...

일단 2021년 상반기 Worst Award Cpu 부분에 당당히 오를 자격이 충분합니다.
newstar newstar님의 미디어로그 가기  / 21-04-02 22:57/ 신고
바뀌긴했나보군요. 칩셋 바뀌면서 효율성이 좋아진것 같은데 좀 지켜봐야할듯하네요.
게스트 / 21-04-05 20:13/ 신고
뭔가 어수선하네요. CPU가 "2인분 같은 1인분"인지?? 성능을 올리고 싶은데 나노
기술도 안 되고 해서 이것저것 비튼 느낌??? 결과를 보고 경쟁사와 비교해 봅시다.
흥s / 21-04-06 17:17/ 신고
완전히 게임에 초첨을 맞춰서 낸거 같네요.
하지만, i9은 10->11세대 변경이 거의 없다고 보는게 맞을꺼 같네요. 플렛폼 변화야 실제 체감이 어려운 부분이고요.
인텔로서는 어쩔 수 없는 선택이었겠지만, AMD와 상황을 생각하면 11세대 i9출시는 최악의 수가 되지 않을까 싶네요.
게스티 / 21-04-07 10:12/ 신고
아주 옛날, 브라운관 TV 시절. 그 당시에는 브라운관의 배불뚝이(유리관이 평평하지
않고 약간 나옴)를 줄이는 게 첨단기술인 척 광고했는데.
어떤 기업에서는 '평면형 브라운관'이라고 광고 하고, 경쟁업체는 '완전 평면형 브라운관'
이라고 광고했죠. 사실은 평면이 아닌데도요. 기업체의 꼼수는 아직도 계속되나 봅니다.
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