흔히 인텔을 상징하는 ‘법칙’ 같은 규칙으로 ‘무어의 법칙’, 그리고 ‘틱-톡’으로 표현되는 신제품 개발 주기가 꼽힌다. 그리고 이들 규칙의 달성 측면에서 여러 논란도 있지만, 아직까지 인텔은 자발적인 혁신을 상징하는 이들 규칙들을 잘 지켜 나가고 있다. 하지만 이 규칙을 달성했다고 볼 수 있는 ‘기준’은 시대에 따라 달라지고 있으며, 최신 아키텍처와 공정 기술이 가장 먼저 적용되는 부분도 예전과 다른 모습이다.

4세대 코어 프로세서에 사용된 ‘하스웰(Haswell)’ 마이크로아키텍처는 인텔의 역사에서도 손에 꼽을 정도로 단기간에 가장 폭넓은 제품군을 갖추고, 성공적인 성과를 거두었다. 하지만 14nm 공정을 사용한 5세대 코어 프로세서 제품군은 주로 모바일 위주의 라인업을 갖추고, 데스크톱 PC용 프로세서는 아예 5세대를 건너 뛰어 6세대 코어 프로세서의 소식이 들려 올 정도였다. 그리고 데스크톱 PC를 위한 5세대 코어 프로세서는 지금까지의 주기 대비 꽤나 늦은 시기에 등장했다.

데스크톱 PC를 위한 5세대 코어 프로세서는 이전 세대의 신제품과는 성격이 크게 다르며, 기존 4세대 코어 프로세서 제품군을 대체하지 않는 것이 가장 큰 특징이다. 모바일의 고성능 제품군 ‘브로드웰(Broadwell)-H’를 기반으로 하는 인텔 코어 i5 5675c 프로세서는 기존 데스크톱용 코어 i5 프로세서의 공식인 4코어 4쓰레드, 터보 부스트 기술을 제공하지만, eDRAM 128MB를 포함한 고성능 ‘아이리스 프로(Iris Pro)’ 6200 내장 그래픽 코어 탑재, 65W의 낮은 TDP를 제공한다.

■ 기존 플랫폼에서 선택할 수 있는 또 다른 선택

▲ 데스크톱용 5세대 코어 프로세서는 고성능 모바일 제품군 기반이다.

현재 데스크톱 PC를 위해 선보인 5세대 코어 프로세서 제품군은 코어 i5-5575R, 5675R/C, 그리고 코어 i7-5775R/C 제품 정도다. 이들 제품군은 모두 65W TDP와 128MB eDRAM을 포함하는 아이리스 프로 6200 그래픽 코어를 갖추고 있다. 그리고 완전히 같은 기술 사양을 갖춘 프로세서가 R과 C로 나뉘는데 이는 패키징의 차이로, R은 FCBGA1364, C는 데스크톱 PC를 위한 LGA 1150 패키징을 가진다.

데스크톱 PC용 플랫폼에서 4세대 코어 프로세서와 비교했을 때, 5세대 코어 프로세서 제품군은 여느 때처럼 기존 제품군을 대체하는 것이 아니라 새로운 제품군이 추가되는 모습이며, 기존 코어 i7-4770R 제품 하나만 새로운 세대로 대체된다. 그리고 기존의 주요 제품군과 비교할 때 내장 그래픽 성능은 두 배 이상의 성능 차이를 기대할 수 있지만, 프로세서 성능은 낮은 TDP에 기인한 비교적 낮은 동작 속도의 영향으로, 연산 성능으로는 기존 제품들을 대체할 수 없기도 하다.

5세대 코어 프로세서는 기존 4세대 코어 프로세서와 함께 사용되던 9시리즈 칩셋 기반 메인보드에서 펌웨어 업데이트 정도로 사용할 수 있으며, 5세대 코어 프로세서 기반 데스크톱을 위한 새로운 칩셋은 소개되지 않았다. 이에 프로세서의 메모리 컨트롤러가 DDR3L 을 지원함에도 실질적으로는 기존 데스크톱 PC에서 쓰이던 DDR3 메모리 등을 그대로 활용할 수 있는 마지막 세대의 프로세서와 플랫폼이기도 하다.

▲ 브로드웰 아키텍처에서는 단순 ‘공정 전환’ 이상의 변화가 적용되었다.

▲ 코어 i5-5675c 프로세서의 인식 정보. 몇 가지 흥미로운 점이 있다.

프로세싱 코어 수준에서 브로드웰 마이크로아키텍처는 이전 세대 대비 5% 이상 향상된 IPC를 제공하며, 스케줄러의 향상과 1.5K 엔트리로 L2 TLB 확장, 16 엔트리의 1GB Page L2 TLB 등을 갖추고 병렬 페이지 워크를 위한 2차 TLB 페이지 미스 핸들러를 갖추는 등 프론트엔드의 보강이 이루어졌다. 이 외에도 FP 멀티플라이어 향상과 벡터 처리 개선, 주소 예측 브렌치와 리턴 향상, 암호화 관련 가속 명령어의 보강과 가상화 라운드트립 성능 등이 향상되었다.

전력 효율 또한 아키텍처 개선과 14nm 공정의 도입으로 더욱 높아졌다. 14nm 공정은 전반적인 프로세서의 풋프린트를 줄임과 함께 구동 특성을 최적화해 커패시턴스나 구동 가능 최저전력 등을 더욱 낮추고, 누설 전류도 더욱 줄여 성능을 향상시키면서도 전력 소비량을 더 줄일 수 있도록 했다. 또한 14nm 공정으로의 이전은 이전 22nm 공정 대비 더 작은 다이 면적으로, 더 작은 패키지를 구현할 수 있도록 하며, 이는 모바일 제품군에서 중요한 부분으로 작용한다.

명령어 지원에서는 최신 명령어셋인 SSE4.2, AVX2와 FMA, AES-NI 등을 충실히 지원하고 있다. 독특한 점이라면 TSX 명령어셋이 지원된다는 것인데, 이는 하스웰 마이크로아키텍처에서 처음 소개된 바 있지만 제온 E7 v3 제품군 이외에서는 하드웨어 문제로 사용이 불가능했던 기능이다. AVX2와 FMA는 이를 이용할 경우 연산 성능을 크게 높일 수 있으며, TSX는 인메모리 DB 등에서 큰 성능 향상을 기대할 수 있으며, 브로드웰 아키텍처에서는 TSX 기능의 본격적인 활용도 기대된다.

▲ 기존 9시리즈 칩셋 기반 메인보드에서 사용할 수 있다.

코어 i5-5675c는 TDP 65W를 가지고, 정규 동작 속도 3.1GHz, 터보 부스트를 통한 최대 동작 속도는 3.6Ghz 정도다. 하지만 전력과 쿨링에 여유가 있을 경우 적용되는 터보 부스트는 대단히 공격적으로 설정되어 있는데, 기본 설정에서 2코어까지의 풀로드에는 3.6GHz, 그리고 4코어 풀로드 상황에서는 3.5GHz 정도로 동작한다. 이런 공격적인 설정을 통해, 낮은 TDP에서도 4코어 기준의 동작 속도에서는 기존 모델들과 비교해 큰 차이 없는 수준을 달성하고 있다.

패키지 구성은 기존의 데스크톱 플랫폼을 지원할 수 있도록 하고 있지만, 이 프로세서는 엄밀히 따지면 고성능 모바일, AIO(All-in-one) PC 등을 위한 ‘브로드웰-H’ 제품군이다. 이에 4코어 4쓰레드 구성에서도 LLC는 기존 데스크톱 모델의 코어 i5 대비 2MB 줄어든 4MB, 그리고 내장 그래픽 코어를 위한 eDRAM 128MB가 함께 패키징되어 있다. 하지만 DDR3-1600 듀얼 채널 메모리 컨트롤러와 16레인 PCIe 3.0 컨트롤러, PCH와는 DMI 2.0으로 연결되는 등 기존 시스템 구성 공식을 유지한다.

지원 플랫폼은 9시리즈 칩셋인 H97, Z97에서 펌웨어 업그레이드가 필요하다. 8시리즈 칩셋과는 호환되지 않는 것으로 알려졌는데, 이는 칩셋 수준에서 브로드웰 제품군을 위한 변화된 특정 기능이 요구되기 때문이라고 한다. 이미 주요 메인보드 제조사들의 메인보드들은 이 프로세서 대응을 위한 펌웨어 준비를 마친 상황이지만, 새로운 메인보드 구입 시에는 최신 펌웨어와 브로드웰 프로세서의 지원 여부에 대한 확인이 필요할 수 있다.

▲ 내장 그래픽 코어에서도 4K HEVC, VP9 등의 GPU 가속 기능을 지원한다.

이와 함께 코어 i5-5675c에서 중요한 부분으로는 eDRAM 128MB를 포함한 내장 그래픽 코어 ‘아이리스 프로 6200’ 이 있다. 인텔의 내장 그래픽 코어에서 최상위 모델인 아이리스 프로 6200은 일반 HD 그래픽스 제품군 대비 두 배 많은 48개의 EU를 탑재하며, eDRAM 128MB로 시스템 메모리와 그래픽 메모리를 공유하는 데서 오는 약점도 상당 부분 극복했다. 또한 4K급 해상도의 출력과 멀티 모니터 지원, 4K HEVC 하드웨어 재생 지원 등 최신 미디어 환경에도 대응한다.

브로드웰의 그래픽 코어에서는 3D 그래픽 성능과 전력 효율이 개선되었으며, 그래픽 처리 유닛의 경우 이전 세대 대비 유닛당 성능은 20% 향상, 픽셀 샘플러 처리량은 50%까지 향상되었다. 지원 기술은 DirectX 11.2, OpenGL 4.3, OpenCL 2.0 등을 지원하는데, 4세대 코어 프로세서와 비교하면 OpenCL 2.0 정도의 변화가 있다. 또한 퀵싱크 비디오 기술의 호환성이 개선되고, UHD 영상 재생을 위한 VP8, VP9, HEVC 하드웨어 재생 지원 등이 추가되는 등의 변화가 있었다.

특히 5세대 코어 프로세서에 추가된 HEVC 하드웨어 재생 지원은 내장 그래픽 코어로도 만족스러운 UHD 미디어 재생 환경을 얻을 수 있도록 해 준다. 이는 하드웨어 유닛의 강화와 함께 일부 기능은 프로세서와 GPU 연산 기능을 복합적으로 활용해 구현되는 것으로 알려져 있는데, 순수하게 프로세서만으로 구동하는 경우와 비교해 프로세서 점유율을 크게 낮추고 무리 없이 매끄러운 UHD 미디어 재생이 가능하며, 재생 코덱에 있어 호환성도 비교적 높은 편이다.

■ 다용도 멀티미디어 PC에 어울리는 뛰어난 성능

▲ 테스트 시스템 구성

코어 i5-5675c 프로세서는 각 기능 구성에서도 짐작할 수 있듯이, 기존 데스크톱 PC를 위한 4세대 프로세서와 비교할 때 내장 그래픽 코어를 통한 멀티미디어 성능이 대폭 강화된 것이 특징이다. 이는 게이밍이 아닌 멀티미디어 용도로 PC를 활용하는 사용자들에 있어, 기존 프로세서 내장 그래픽이 주던 약간의 아쉬움을 해결하고, 별도의 외장 그래픽 카드 없이 시스템을 구성해 비용 효율이나 전력 소비량 측면, 전반적인 시스템의 신뢰성 향상 등을 기대할 수 있게 한다.

테스트 시스템은 코어 i5-5675c 프로세서와 기가바이트의 H97 칩셋 메인보드인 H97-Gaming 3를 이용했고, 메모리는 DDR3-1600 2GB 모듈 두 개로 4GB를 듀얼 채널 구성했다. 그래픽은 내장 그래픽 코어를 사용했고, 쿨러 또한 기존의 LGA 1150에 사용되던 번들 쿨러를 이용했다. 하드 디스크는 일반적인 3.5형 1TB 드라이브를 이용했으며, 운영체제는 윈도우 8.1, 주요 드라이버들은 테스트 시점에서 제조사 제공 최신 드라이버들을 이용했다.

테스트는 주로 프로세서와 그래픽 부분의 성능을 확인하고, 이를 반영하는 시스템의 생산성 측면을 PCMark 를 통해 확인했다. 테스트 결과는 기존에 가장 비슷한 위치에 있는 코어 i5-4690 프로세서, 그리고 이전 세대에서 가장 비슷한 구성을 보인 코어 i7-4770R을 이용한 기가바이트 브릭스 프로의 결과와 비교했다. 이들 결과의 경우 메모리, 스토리지 구성에서 다소 차이가 있지만, 주요 테스트 항목들에서 이들 항목들이 테스트에 주는 영향은 그리 크지 않다.

▲ Sisoft Sandra 2015 SP2(CPU Arithmetic), 높을수록 좋다.

▲ Sisoft Sandra 2015 SP2(CPU Multimedia), 단위 MPix/s, 높을수록 좋다.

▲ Sisoft Sandra 2015 SP2(Memory Bandwidth), 단위 GB/s, 높을수록 좋다.

▲ Cinebench R15 테스트 결과, 높을수록 좋다.

▲ Intel Linpack 11.3 테스트 결과, 단위 GFLOPS, 높을수록 좋다.

SiSoft Sandra 2015 SP2를 통해 확인한 기본 연산 능력에서, 코어 i5-5675c는 이전 세대의 코어 i5 프로세서들과 비교해 동작 속도가 낮아 보임에도 성능은 대등하거나 조금 더 뛰어난 수준이다. 이는 마이크로아키텍처의 IPC 개선 등이 반영된 것과 함께, i5-5675c의 터보 부스트 설정에 따라 실질적인 풀로드시 동작 속도는 거의 차이 없는 수준을 유지하는 것도 이유로 볼 수 있다. 테스트에 이용한 메인보드에서 i5-5675c의 4코어 터보 부스트 동작 속도는 3.5GHz에 이른다.

쿨링이 충분하고 프로세서가 연산 기능에만 집중하는 테스트 상황에서 코어 i5-5675c는 풀로드 3.5GHz, 최대 3.6GHz의 동작 속도를 가진다. 터보 부스트 동작 시 풀로드 기준 성능에서는 기존 4세대 코어 프로세서와 비교해 약간 뒤쳐지지만 아키텍처 개선 등으로 실질적인 성능은 거의 차이가 없는 수준이다. 개선된 14nm 공정은 기존과 동급의 연산 성능과 강화된 내장 그래픽 성능을 기존보다 낮은 TDP로 안정적으로 구현하는 데 영향을 주었다고 볼 수 있겠다.

기본 연산 성능을 확인할 수 있는 Cinebench R15나 인텔 린팩(Linpack) 테스트에서도 i5-5675는 기존의 i5-4690과 큰 성능 차이를 보이지 않는다. Cinebench R15에서는 약간 높은 동작 속도가 반영되어 i5-4690이 조금 더 높은 성능을 보이고, 인텔 린팩에서는 오차 범위 정도로 i5-5675c가 앞서는 정도다. 동작 속도 대비 성능 측면에서는 i5-5675c쪽이 좀 더 개선된 모습이지만 동작 속도 자체가 기존보다 조금 낮은 만큼, 이 테스트들에서 절대 성능 자체는 비슷하다.

만약 이 프로세서를 외장 그래픽 카드와 함께 게임용으로 쓰고자 한다면, 제조 공정과 아키텍처의 개선이 적용되었다 해도 기본 연산 성능에서는 기존 4세대 코어 프로세서와 차이를 느끼기 쉽지 않을 것이다. 그리고 내장 그래픽 코어를 통한 멀티미디어 활용이나 저전력 등의 분명한 목적성을 가지는 제품의 성격 차이는 실질적으로 시장에서 4세대 코어 프로세서와 5세대 코어 프로세서가 공존할 수 있게 하는 이유가 되기도 한다.

▲ 3DMark(Firestrike) 테스트 결과, 높을수록 좋다.

▲ 3DMark(Sky Diver) 테스트 결과, 높을수록 좋다.

3DMark Firestrike 테스트에서 코어 i5-5675c의 ‘아이리스 프로 6200’은 기존 코어 i7-4770R의 ‘아이리스 프로 5200’과 그리 큰 성능 차를 보이지는 않는다. 하지만 기존의 i5-4690과 비교하면 EU 수의 차이와 eDRAM의 유무 등으로 인해 두 배 가량의 성능 차이를 기대할 수 있어 내장 그래픽 성능의 아쉬움을 상당 부분 해결할 수 있다. 지금까지는 LGA 1150에서 쓸 수 없었던 ‘아이리스 프로’ 그래픽을 사용할 수 있다는 것이 5세대 코어 프로세서 제품군의 의미 중 하나이기도 하다.

흥미로운 점은 각 프로세서의 물리 연산 성능을 반영하는 ‘Physics’ 점수에서 코어 i5-5675c가 i5-4690 대비 동작 속도에서 기대할 수 있는 성능 차이 이상의 결과 차이를 얻어 냈다는 점이 있다. 같은 코어, 쓰레드와 명령어 셋, 비슷한 동작 속도임에도 i5-5675c가 좀 더 높은 성능을 얻어낼 수 있었던 데는 아키텍처 수준에서 이루어진 변화가 성능에 반영된 것으로도 볼 수 있을 것이며, 이는 2코어 4쓰레드 구성에 낮은 동작 속도를 가지는 i5-5250U의 성능에서도 볼 수 있다.

한편, 4세대 코어 프로세서와 5세대 코어 프로세서의 그래픽 성능 차이가 생각보다 벌어지지 않는 이유로는 듀얼 채널 DDR3 메모리의 대역폭 한계를 꼽을 수 있다. 프로세서 성능 차이를 감안하더라도 코어 i5-5250U의 내장 그래픽 코어는 i5-5675c와 같은 48EU를 갖춘 HD 그래픽스 6000이지만 성능은 전 세대의 20EU 구성 HD 4600보다 늘어난 EU에 따른 성능 차이가 전혀 반영되지 못하고 있으며, eDRAM의 유무에 따라서 큰 폭의 성능 차이를 볼 수 있기 때문이다.

▲ PCMark 8 테스트 결과, 높을수록 좋다.

▲ 테스트 시스템 전력 소비량 테스트 결과, 단위 W, 낮을수록 좋다.

PC의 전반적인 성능과 생산성을 확인할 수 있는 PCMark 8에서는 사뭇 재미있는 결과를 확인할 수 있다. 코어 i7-4770R과의 비교에서 코어 i5-5675c는 테스트 시스템 구성에서 쓰레드 수, 메모리 용량이나 스토리지에서의 불리함을 안고도 GPU를 활용하는 부분에서 코어 i7-4770R 이상의 결과를 보였기 때문이다. 모든 테스트 항목에서 코어 i5-5675c는 전 세대의 상위급 모델인 코어 i7-4770R과 비교해 프로세서 활용에서는 거의 근접한 결과를, 그리고 GPU 활용시에는 더 나은 성능을 보였다.

물론 이런 결과는 테스트 시점과 이 때 사용한 드라이버의 버전 측면, 그리고 i7-4770R에서의 쓰로틀링 문제 등의 문제도 복합적으로 작용한다. 4, 5세대 코어 프로세서의 그래픽 드라이버는 지난 1년간 많은 기능, 성능 개선이 이루어진 바 있고, 5세대 코어 프로세서의 그래픽 코어에서 성능 개선, OpenCL 지원 개선도 이 부분에 영향을 준 것으로 보인다. 또한 테스트 환경에서의 i5-5675c 는 전반적으로 i7-4770R 대비 안정적인 쿨링 환경이었다는 점도 변수가 될 것이다.

소비 전력 측면에서는 기존 4세대 코어 프로세서도 뛰어난 효율을 보여준 바 있지만, i5-5675c는 그보다도 부분적으로 소비 전력이 더 줄었다. 유휴 상태의 소비 전력은 물론이고, 프로세서 부에 집중적인 부하가 걸리는 3DMark 물리연산 테스트나 Cinebench 등의 테스트에서 i5-5675c는 이전 세대의 i5-4690 대비 6~10W 가량 전력 소비가 줄어든 결과를 보였다. 또한 시스템 구성을 좀 더 전력 소비에 신경을 쓰는 쪽으로 한다면 더욱 큰 전력 절감 효과를 기대할 수 있을 것이다.

하지만 GPU 쪽의 성능이 강화된 만큼, GPU 쪽에 부하가 걸리는 경우 전력 소비량은 가파르게 증가한다. Cinebench나 3DMark 구동시 전력 소비량은 프로세서 테스트 시 80W 대지만 GPU 테스트 시에는 110W 대로, 터보 부스트에서의 프로세서 패키지 최대 한계 전력 소비량 설정에 근접하게 된다. 한편 GPU 가속 상태에서의 UHD HEVC 비디오 재생 시 전력 소비량은 88W 정도로, 비용과 에너지 효율적으로 원활한 미디어 재생을 가능하게 한 밸런스 측면도 볼 수 있다.

■  데스크톱 멀티미디어 PC를 위한 최선의 선택

코어 i5-5675c는 5세대 코어 프로세서로 등장하긴 했지만, 이 프로세서 제품군은 기존 4세대 제품군을 대체하지 않고, 공존하며 보완하는 위치에 있는 것이 특징이다. 기존에는 모바일이나 완제품 PC에서만 쓸 수 있었던 고성능 내장 그래픽 코어를 데스크톱의 LGA 1150 소켓 기반 시스템에서 사용할 수 있도록 해 주는 제품이자, 멀티미디어 측면에서는 현존 최고 수준의 기능과 성능이 지원이 제공되는 점 등도 이 프로세서를 단순한 세대교체 신제품과는 다른 의미를 가지게 한다.

한편 데스크톱 PC용 5세대 코어 프로세서는 실질적으로 지금까지 수 년간 이어져 온 DDR3 메모리 기반 데스크톱 플랫폼의 마지막 프로세서이기도 하다. 출시가 임박한 6세대 코어 프로세서는 본격적으로 DDR4 메모리를 사용하여, 네할렘 아키텍처 이후 몇 년만의 대대적인 플랫폼 전환이 예상되고 있기 때문이다. 또한 6세대 코어 프로세서에서는 예전 4세대 코어 프로세서 때처럼 데스크톱용 프로세서에 고성능 그래픽 코어를 탑재한 제품은 선보이지 않을 것으로 알려져 있다.

코어 i5-5675c는 현재, 그리고 최소한 다음 세대까지는 내장 그래픽 코어를 사용하는 데스크톱 PC에 있어 가장 강력한 그래픽, 멀티미디어 성능과 생산성을 제공할 것으로 기대된다. 뛰어난 그래픽 성능과 4K 미디어 지원 기능과 성능 등은 다용도로 사용할 데스크톱 멀티미디어 PC 구성에 있어 최적의 선택이며, 6세대 코어 프로세서의 등장이 임박해 있지만 데스크톱 PC에서는 5세대 코어 프로세서의 독특한 위치를 당분간은 완벽하게 대체하지 못할 것으로 보인다.

▲ 인텔 코어 i5-5675c 프로세서 주요 제원

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