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아크로팬
2014.11.05 15:49

인텔 코어 i7 5930K 프로세서

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인텔의 ‘하이엔드 데스크톱 플랫폼’은 일반적인 ‘데스크톱 플랫폼’과 비교해 몇 가지 결정적인 차이를 가지고 있다. 게이밍과 엔터테인먼트에 최적화된 일반적인 데스크톱 플랫폼과 달리, 좀 더 고도화된 ‘하이엔드 데스크톱 플랫폼’은 플랫폼 수준에서 그 성능과 확장성에 분명한 선을 그어 놓은 것이다. 그리고 인텔은 ‘하스웰’ 기반의 하이엔드 데스크톱 플랫폼에서 그 선을 좀더 명확히 했다.

1소켓 제온 E5-1600 v3 시리즈와도 같은 플랫폼을 공유하는 형태의 코어 i7-5900, 5800 프로세서 기반 하이엔드 데스크톱 플랫폼은 이전 세대의 플랫폼과 비교할 때, 데스크톱 PC용 플랫폼과의 차별성이 더욱 커졌다. 새로운 DDR4 메모리의 쿼드 채널 구성이나 10개의 SATA3 포트 지원, 그리고 프로세서에 내장된 최대 40개의 PCI 익스프레스 레인 확장 등과 함께, 프로세서 라인업에서도 기본 6코어 제품군부터 구성해, 모든 면에서 차별화된 플랫폼으로 구성되었다.

그리고 코어 i7-5930K 프로세서는 이번 세대 하이엔드 데스크톱 플랫폼에서 사용할 수 있는, 성능과 확장성의 밸런스를 제공하는 프로세서다. 높은 동작 속도의 6코어 12쓰레드 구성이 제공하는 성능은 대부분의 환경에서 최고 수준의 성능을 보이며, 40레인 PCI 익스프레스 3.0 컨트롤러는 이 플랫폼이 제공하는 최고 수준의 확장성을 모두 사용할 수 있게 한다. 이는 성능과 확장성, 비용 등을 모두 고려하는 워크스테이션 급 사용자에게 훌륭한 대안이 될 수 있다.

■ 여느 때보다 차별화되는 제품의 위치

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▲ 전세대 플래그십보다 나은 미드레인지급 프로세서 i7-5930K

인텔 코어 i7-5930K 프로세서는 ‘하스웰’ 마이크로아키텍처를 기반으로 하는 하이엔드 데스크톱 프로세서에서 미드레인지 레벨에 포지셔닝 되어 있다. 이번 세대의 하이엔드 데스크톱 프로세서 제품군인 코어 i7-5900, 5800 제품군은 최대 8코어 구성의 프로세서가 있지만 이는 최상위 플래그십 프로세서인 i7-5960X 뿐이며, i7-5930K는 전 세대의 플래그십급 구성인 6코어 12쓰레드와 비교적 높은 동작 속도를 가진다.

이번 하이엔드 데스크톱 프로세서 제품군을 나누는 기준은 여느 때와 사뭇 다르다. 이전 세대의 하이엔드 데스크톱 프로세서는 4코어 혹은 6코어로 나뉘어 상, 하위 제품군이 구분되었지만 이번 세대는 i7-5960X 를 제외하면 i7-5900, 5800 시리즈 프로세서 모두 6코어 12쓰레드 구성에 동작 속도만 조금 차이나는 정도다. 하지만 이번 세대에서 제품군 사이의 차별점은 PCI 익스프레스 컨트롤러로, 이전처럼 40레인 PCI 익스프레스를 모두 쓰려면 i7-5900 시리즈가 필요하다.

플랫폼 차원에서는 데스크톱 플랫폼 최초의 DDR4 메모리 이용과 함께, 이전 세대와 마찬가지로 쿼드 채널, 최대 8DIMM 구성으로 고성능 대용량 메모리 구성을 지원한다. 또한 새로운 칩셋인 X99는 이전 세대의 X79 칩셋에서 제공되지 못했던 USB 3.0 등의 최신 I/O 규격들의 지원이 추가되었으며, 스토리지 지원에서도 최대 10개의 SATA3 포트를 지원할 수 있게 되었다.

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▲ 프로세서와 플랫폼 모두 큰 변화가 있었다.

코어 i7-5930K 프로세서는 이미 시장에서 성공적인 성과를 거둔 4세대 코어 프로세서에서 사용된22nm 트라이게이트 공정 기반의 ‘하스웰’ 마이크로아키텍처를 기반으로 하며, 기술적인 특징의 상당 부분을 이어받았다. 하스웰 마이크로아키텍처는 이전 세대 대비 AVX2, FMA 등의 새로운 명령어 지원과 실행 유닛 개선을 통한 성능 향상, 전원부 구성에서 내장 VR 채택 등을 통한 전력 효율 향상 등을 특징으로 한다.

6코어 12쓰레드 구성의 코어 i7-5930K 프로세서는 15MB의 캐시를 갖추고, 기본 3.5GHz에서 터보부스트 기술을 통해 최대 3.7GHz의 동작 속도를 가진다. 이전 세대의 6코어 12쓰레드 프로세서와 비교했을 때 차이는 기본 동작 속도가 꽤 높아졌다는 것과, 터보 부스트를 위한 헤드룸이 대단히 적다는 것인데, 6코어 모두를 이용해도 3.6GHz의 동작 속도를 얻을 수 있고, 2코어 정도만 이용하는 경우 최대 3.7GHz로 동작한다.

LGA2011-v3 소켓 기반 프로세서들의 TDP는 140W 정도로, 이전 세대보다 10W 정도 올랐다. 물론 이들 프로세서들의 경우 터보 부스트 2.0, EIST, 이전 세대보다 더욱 강화된 C-state 등 다양한 전력 관리 기술들을 통해 전력 효율을 극대화하고 있다. 이와 함께 모든 코어 i7-5900, 5800 시리즈 프로세서는 터보 부스트 동작 배수를 재정의 가능한, 배수 제한이 해제된 k 시리즈 이상으로 구성되어 있는 것도 특징이다.

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▲ 이번 세대 제품군에서는 제품군 구분 기준이 ‘PCIe 레인 수’

프로세서 패키징 치원에서는 기존 데스크톱용 프로세서와는 다른 특징을 제공한다. 제온 E5 v3 시리즈와 LGA2011-v3 소켓을 공유하는 이 프로세서는, 제온 E5 v3 프로세서와 마찬가지로 쿼드 채널 DDR4 메모리를 지원하는 첫 프로세서와 플랫폼이기도 하다. 최대 구성 가능한 메모리는 8개 DIMM으로 64GB 이상도 장착 가능하다. 또한 기본적으로는 DDR4-2133 규격을 공식 지원하지만 XMP 2.0을 통해 그 이상의 고성능 메모리를 지원한다.

이번 세대의 하이엔드 데스크톱 플랫폼에서 프로세서의 라인업을 나누는 중요한 기준으로는 프로세서 내장 PCI 익스프레스 컨트롤러가 있다. 코어 i7-5900 시리즈 제품군은 이전 세대처럼 최대 40레인이 제공되지만, 코어 i7-5800 시리즈 제품군은 28레인으로 제한된다. 코어 i7-5930K와 5820k의 비교에서, 두 프로세서 모두 k 시리즈 프로세서인 만큼 동작 속도 차이의 의의보다는 추가 PCI 레인의 차이가 더욱 크게 느껴질 것이다.

코어 i7-5930K 프로세서의 40레인 PCI 익스프레스 컨트롤러는 SLI나 크로스파이어 등 다중 그래픽카드 구성에서 그 차이를 볼 수 있다. 40레인 구성의 코어 i7 프로세서는 3-way 구성시 x16 슬롯 두 개와 x8 슬롯 하나로 구성이 가능하며, 최대 5개의 8배속 슬롯을 확보할 수 있다. 하지만 28레인 구성의 경우 당장 2-way에서도 x16 두 개가 나오지 않으며, 때로는 x16과 x8의 비대칭 구성이 되기도 한다.

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▲ 최신 하이엔드 데스크톱 플랫폼의 기준을 제시하는 X99 PCH

코어 i7-5900, 5800 시리즈 프로세서와 짝을 이루는 칩셋은 X99 PCH다. X99는 이전 세대 플랫폼의 칩셋인 X79와 비교해 스토리지 확장성 등이 대거 보강되었으며, X79에 채택되지 않았던 최신 인터페이스들을 대거 지원하는 것이 특징이다. DMI 2.0 x4 규격으로 프로세서와 연결되며, 보강된 기능은 X99 칩셋을 탑재한 메인보드가 기본 기능만으로도 화려한 기능성을 갖출 수 있게 한다.

가장 돋보이는 변화는 스토리지 지원으로, X99는 10개의 SATA 6Gbps 인터페이스에 SATA Express, M.2 인터페이스 등을 지원 가능하다. 재미있는 점은, 인텔이 이를 위해 내부적으로 두 개의 SATA 컨트롤러를 조합한 것으로 보인다는 점인데, RAID 구성을 지원하는 6포트 SATA와, AHCI까지만 지원하는 추가 4포트를 지원하기 위한 컨트롤러가 내부적으로 분리되어 관리된다. 또한 일부 SATA 포트와 공유해서 SATA Express 등의 구성이 가능하다.

이 외에도 USB 컨트롤러도 3.0 규격을 지원하도록 바뀌었으며, 매니지먼트 엔진의 버전도 9.1로 오르는 등의 차이가 있다. 또한 X99 PCH는 별도로 8레인의 PCI Express 2.0 컨트롤러를 가지고 있어, 별도의 온보드 장치 확장이나 외부 확장 등에 활용되기도 한다. 이 외에는 대부분 기존의 구성 요소 블록을 활용해 온보드 사운드, 네트워크 기능을 구현하고 있는데, 이는 기존의 블록들도 이미 충분한 기능과 성능을 제공하고 있기 때문이기도 하다.

■ 분명한 포지셔닝에서 오는 높은 존재 가치

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▲ 테스트 시스템 구성

코어 i7-5930K 프로세서는 이전 세대의 하이엔드 데스크톱 프로세서에서 최상위 구성이던 6코어 12쓰레드 구성과 함께 향상된 동작 속도를 제공한다. 덕분에 이 프로세서의 성능은 이전 세대의 최상위급 익스트림 프로세서와 견줄 만큼 뛰어난 성능을 가진다. 또한 이 프로세서 포지셔닝도 분명한데, 성능과 확장성 등에서 메인스트림 플랫폼과 확실히 차별화되면서도, 상위 모델인 5960X와도 분명한 격차를 가지고 있다.

테스트 시스템은 코어 i7-5930K 프로세서와 기가바이트 GA-X99-UD7-WiFi 메인보드로 구성했다. 메모리는 지스킬(G.SKILL) 립죠스 4 DDR4-2666 4GB 메모리 4개로 16GB 쿼드 채널 구성했고, 그래픽카드는 기가바이트의 지포스 760을 이용했다. 스토리지는 HGST의 500GB 2.5" HDD를 메인 드라이브로 이용했고, 윈도우 8.1 기반에서 주요 드라이버는 메인보드 제조사에서 제공하는 최신 버전들을 설치했다. 파워 서플라이는 FSP의 1000W급 제품을 이용했고, 쿨러는 써모랩 트리니티에 LGA 2011 대응 킷을 조합했다.

아무래도 결과값은 상위 모델인 i7-5960X와 이루어지게 되는데, 두 개 적은 코어와 더 높은 동작 속도가 실제 성능에서는 어느 정도 격차를 보이는지, 그리고 절반 수준에 가까운 가격을 고려할 때 이 프로세서가 제공하는 가치에 대한 부분이 중요한 부분일 것이다. 물론 이와 함께, 이 프로세서가 메인스트림 급의 프로세서들과의 성능 경쟁에서도 얼마나 경쟁력 있는지를 보는 것도 흥미롭다.

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▲ SiSoft Sandra 2014 SP3 (CPU Arithmetic), 높을수록 좋다.

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▲ SiSoft Sandra 2014 SP3 (CPU Multimedia), 단위 Mpix/s, 높을수록 좋다.

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▲ SiSoft Sandra 2014 SP3 (Scientific Analysis : DP), 단위 GFLOPS, 높을수록 좋다.

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▲ SiSoft Sandra 2014 SP3 (Memory Bandwidth), 단위 GB/s, 높을수록 좋다.

SiSoft Sandra 2014 SP3의 프로세서 테스트는 코어 수와 동작 속도에 따른 영향을 이론적인 한계에 가깝게 반영하는 특징이 있다. 그리고 순수 연산 성능에서 상위 모델인 i7-5960X와의 성능 차이는 25% 정도인데, 이는 코어 수로 예상할 수 있는 성능 격차보다는 적다. 이는 i7-5930K가 비교적 높은 동작 속도를 가지고 있어서, 이를 통해 어느 정도 성능 격차를 메웠기 때문이다.

프로세서 멀티미디어 테스트에서 i7-5930K는 상위 모델과의 격차를 더 줄인다. 이는 멀티 코어 활용률이 연산 성능 테스트보다 떨어지는 경우 코어당 동작 속도가 비교적 높은 i7-5930K가 좀 더 유리해지기 때문이다. 그리고 이 차이는 과학 연산 알고리즘의 테스트에서 더욱 좁아지는데, 이는 i7-5930K이 멀티쓰레드 활용에 따라 그 가치가 달라질 수 있음을 보여 주는 부분이기도 하다.

메모리 대역폭에서는 두 프로세서 간 큰 차이가 없다. 절대 수치 수준으로는 분명 DDR3-1600 쿼드 채널의 대역폭과 비교했을 때, 꽤나 분명한 성능 향상을 보이고 있다. 컨트롤러 기본 상태인 DDR4-2133에서는 이 향상된 메모리 대역폭으로 인한 성능 차이를 체감하기 쉽지 않을 것이지만, 현재 고성능 모듈을 XMP 구성하거나 향후 DDR4 동작 속도가 올라갈 수록 차이가 분명해질 것으로 기대된다.

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▲ 3DMark : Firestrike 테스트 결과, 높을수록 좋다.

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▲ Cinebench R15 테스트 결과, 높을수록 좋다.

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▲ Cinebench R11.5 테스트 결과, 높을수록 좋다.

3DMark – Firestrike의 피직스 테스트는 게이밍 환경에서 프로세서의 성능 차이를 반영한다. 그리고 이 테스트에서 i7-5930K의 결과는, i7-5960X와 비교에서 Sandra 2014의 연산 테스트 결과보다 그 격차가 크게 좁혀져 있다. 이는 멀티코어 게이밍 환경이 아직 8코어 16쓰레드 급의 환경을 제대로 활용하지 못하는 것이라고도 볼 수 있으며, 이런 경우 i7-5930K는 뛰어난 밸런스를 기대할 수 있을 것이다. 물론 4790k와의 비교에서는 거의 산술적인 예측이 가능한 수준의 결과가 나왔다.

또한 이 프로세서의 6코어 12쓰레드 구성은 현재 사용 환경에서 높은 활용 효율을 기대할 수 있다. Cinebench 테스트에서 이 프로세서와 메인스트림 급 4790k, 플래그십인 5960X와의 성능 차이는 이 ‘효율’ 측면을 반영하는데, 4790k와 5930K의 성능 차이는 Cinebench 버전에 큰 차이가 없이 어느 정도 일정하지만, 5930K와 5960X의 성능 차이는 버전에 따라 다소 달라지는 모습을 보인다.

두 개 버전의 cinebench 테스트에서 i7-5930K는 i7-4790k보다 28~30% 정도 높은 성능을 보이며, 이는 두 개 더 많은 코어 수를 높은 동작 속도로 만회한 것으로 볼 수 있다. 하지만 i7-5960X와 비교했을 때는 cinebench R11.5에서 성능 차가 특별히 좁혀지며, 이는 실제 사용 환경에서는 더욱 크게, 자주 나타날 수 있는 상황이다. 이런 멀티쓰레드 효율을 생각할 때, i7-5930K의 고클럭 6코어 12쓰레드 구성은 꽤나 현실적인, 높은 효율을 제공한다고 볼 수 있을 것이다.

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▲ 인텔 린팩 11.2 테스트, 단위 MFLOPS, 높을수록 좋다.

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▲ 소비 전력량, 단위 W, 낮을수록 좋다.

인텔 린팩 테스트는 AVX2 연산 성능과 함께 프로세서와 메모리 시스템의 성능을 가늠해 볼 수 있는 도구로, 같은 마이크로아키텍처를 사용한다면 프로세서 코어의 수와 동작 속도, 그리고 메모리 컨트롤러의 영향을 받는다. 그리고 이 테스트에서 i7-5930K는 두 개 적은 코어 수 덕분에 i7-5960X보다는 24% 가량 낮은 성능이 나오지만, 메인스트림 급인 i7-4770k보다는 75% 가량 빠르다. 그리고 이는 코어 수와 동작 속도 이외에도, DDR4 쿼드 채널 메모리의 영향이기도 하다.

전력 소비량 측면에서는, 하이엔드 데스크톱 플랫폼과 프로세서라는 위치, 그리고 이전 세대 대비 10W 늘어난 TDP를 생각했을 때 대단히 흥미로운 결과를 볼 수 있다. 높은 동작 속도를 가지는 6코어 12쓰레드, 140W TDP라는 만만치 않은 조건에도 다양한 전력 관리 기술을 통해 효율을 최대한 끌어올렸다. 이는 별도의 외부 그래픽카드를 장착한 구성에서도 유휴 상태 소비전력 64W라는 데서 확인할 수 있다.

물론 어느 정도 부하가 걸리는 경우 소비 전력량은 빠르게 늘어난다. 이 프로세서에 정의된 터보부스트 작동시의 허용 TDP는 약 170W 수준이며, AVX2까지 프로세서의 능력을 최대한 활용하는 린팩 테스트에서의 소비 전력량이 이 한계에 근접한다. 물론 AVX2를 활용하지 않는 풀 로드 상황인 Cinebench나 3DMark의 경우에는 100~110W 정도에 머무른다. 때로는 이 5930K가 5960X보다 전력 소비량이 크기도 한데, 이는 샘플의 편차와 동작 속도 등의 조건에 따른 변수가 작용한 것으로 보인다.

■  최고 효율의 시스템을 위한 또 다른 방향

인텔은 이번 세대의 하이엔드 데스크톱 프로세서 제품군에서 여느 때와 다른, 프로세서 제품군 모두에게 독특한 개성을 부여하는 데 성공했다. 덕분에 최상위 익스트림 급 i7-5960X는 최초의 ‘8코어’ 프로세서로, 그리고 엔트리급 제품인 i7-5820k는 ‘현실적인 6코어 프로세서’ 라는 위치를 가지게 되었다. 그리고 이는 i7-5930K도 마찬가지이며, 높은 동작 속도와 40레인 PCI 익스프레스 컨트롤러는 이전 세대의 플래그십 프로세서 이상의 성능과 함께 높은 확장성을 제공한다.

코어 i7-5930K는 현재 높은 활용 효율을 얻을 수 있는 높은 동작속도의 6코어 12쓰레드 구성과 함께, 플랫폼이 제공하는 확장성 측면을 모두 활용할 수 있는 특징을 가진 프로세서다. 이 프로세서가 제공하는 40레인의 PCI 익스프레스 컨트롤러는 3-way 이상의 다중 그래픽카드 구성에서 진가를 발휘하며, 최고 수준의 비주얼 성능을 요구하는 익스트림 게이머 혹은 GPU 집약적 워크로드를 위한 워크스테이션 대용으로도 활용 가능할 것이다.

물론 성능에서 이 프로세서는 이전과 달리 상위 프로세서와 분명한 격차가 있다. 하지만 익스트림 시리즈 프로세서와의 가격 차이, 그리고 자신의 워크로드가 가지는 특성을 고려하면, 이 프로세서는 높은 비용 대비 성능을 얻을 수 있는 선택이기도 하다. 특히 기본적으로 높은 동작 속도와 함께, 오버클록킹을 통한 성능 향상분까지 고민할 수 있다면, 제품이 가진 독특한 개성은 더욱 극대화될 것으로 기대된다.

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▲ 인텔 코어 i7-5930K 프로세서 제품 주요제원

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    zegal's 2014.11.07 16:10
    정말 2011은 가지고 싶은 구성이지만
    서민들에겐... 그저 슈퍼컴퓨터..

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