[특집] 주목받는 세대교체의 주역 \'LGA1156\'1

빠르게 변하는 세상 속에서도 유독 빨리 변하는 것이 IT 분야다. 보통 10년이면 강산이 변한다지만, 이런 변화 속도는 IT 분야에서는 예외다. IT 분야에서 10년이면 강산이 변하는 수준이 아니라 천지가 새로 창조될 정도로 빠른 변화가 일어나고 있으며, 이는 성능을 끌어올리는 기간으로 정의되는 각종 '법칙' 들로 구현된다.

그리고 이런 빠른 변화 속에서도, PC계에서는 몇 년 만에 찾아오는 큰 변화의 시기를 맞고 있다. 인텔의 새로운 프로세서들에서 시스템 구조가 완전히 바뀌면서, 프로세서 뿐 아니라 전체적인 플랫폼이 완전히 바뀌는 시기를 맞은 것이다. 시스템 구조 전반이 바뀐 건 인텔 프로세서 역사상 처음이고, 소켓과 메모리 형식의 전체적인 변화는 가장 가까이 보면 2004년 등장한 LGA775 이후 약 5년만이다.

인텔의 네할렘 아키텍처 기반 프로세서들은 다양한 혁신과 함께, 프로세서 시장에 많은 화제를 뿌리며 등장했다. 그리고 이 중 큰 관삼을 모으는 플랫폼으로는 대중적으로 사용되는 단일 프로세서 기반의 플랫폼으로 제시된, 린필드와 클락데일 기반의 코어 i3/5/7 프로세서에서 사용되는 LGA1156 소켓 기반 플랫폼이다.

■ 기존 플랫폼과 확연히 다른 모습의 LGA1156

▲ 왼쪽이 2칩 구조 LGA1156, 오른쪽이 3칩 구조 LGA775

LGA1156 플랫폼은 기존의 LGA775에 비해 많은 부분이 바뀌었다. 그 중 가장 돋보이는 변화는 시스템의 전반적인 디자인이 기존의 프로세서-MCH-ICH 3칩 구조에서 프로세서-PCH로 구성되는 2칩 구조로 바뀐 것이다. 이는 같은 코어 i7 900 시리즈의 LGA1366 플랫폼이 기존의 3칩 구조를 사용한 데 반해 더 간소화된 것이다.

LGA1156 플랫폼에서 2칩 구성이 가능하게 된 이유로는 지금까지 메인보드 칩셋 쪽에 있던 PCI 익스프레스 컨트롤러와 메모리 컨트롤러가 프로세서로 들어간 덕분이 크다. 기존 LGA775 플랫폼의 MCH가 프로세서에 통합된 덕분에 기존의 ICH 칩이 약간 변형된 PCH와 프로세서만으로 플랫폼 전체가 만들어지는 게 가능했다.

또한 2칩 구조로 가면서 LGA1156 플랫폼은 기존의 FSB 구조의 LGA775나, QPI를 사용하는 LGA1366과 차별화된, '단일 프로세서 전용 플랫폼' 으로 자리매김했다. FSB나 QPI를 사용하는 기존 플랫폼의 경우 듀얼 프로세서 이상의 구성이 가능하지만, 프로세서 간 통신 수단이 없는 LGA1156은 단일 프로세서만 사용할 수 있게 된 것이다. 하지만 거의 모든 PC가 단일 프로세서를 사용하는 현재 상황에서, 이런 플랫폼의 특성은 오히려 효율을 배가한 선택이 되었다.

여기에 클락데일 프로세서에서는 그래픽 엔진까지 프로세서에 들어가서, 프로세서가 시스템 구성의 '절반'이 되었다. 지금까지는 내장 그래픽 엔진이 주로 메인보드 칩셋쪽에 위치했지만, LGA1156에서는 프로세서 쪽에 위치하여 플랫폼의 표준화를 확고하게 하고, 메모리 접근 성능의 향상 덕분에 성능 개선도 가능하게 되었다.

▲ 플랫폼에서 프로세서 비중이 더 커졌다.

LGA1156 플랫폼에서 프로세서 부분을 제외하고 가장 크게 바뀐 부분 중 하나는 사용되는 메모리 규격이다. 프로세서 안에 DDR3 메모리를 지원하는 듀얼 채널 메모리 컨트롤러와 PCI 익스프레스 컨트롤러가 들어가면서 시스템에서 프로세서가 차지하는 비중이 대폭 늘어났으며, 성능의 개선과 함께 전체적인 시스템의 신뢰도와 비용 효율까지 개선하는 효과를 얻었다.

기존의 LGA775 플랫폼이 사용하던 FSB 기반 구조는 프로세서 외부에 메모리 컨트롤러가 있고, FSB를 통해 메모리에 접근했다. 이 구조의 장점은 하나의 프로세서를 사용하면서도 메인보드에 따라 다양한 메모리 조합이 가능하다는 것인데, 이 덕분에 기존 프로세서들은 칩셋이 지원만 한다면야 다양한 메모리를 선택적으로 사용할 수 있었다.

하지만 FSB의 대역폭 문제는 지금까지 인텔의 x86 계열 프로세서의 성능 향상에 있어 언제나 골칫거리였다. 시스템의 모든 데이터가 FSB를 거쳐 가는 덕분에, 실질적으로 프로세서나 메모리가 사용할 수 있는 대역폭은 서로 만족스럽지 못했기 때문이다. 여기에 멀티 코어 프로세서들의 코어간 데이터 이동까지 FSB를 사용하다 보니 FSB는 이제 포화상태에 왔다.

LGA1156 플랫폼에 와서는 메모리 컨트롤러가 프로세서 안에 포함되었으며, 프로세서 내부의 고속 연결을 사용해 DDR3 메모리의 제 성능을 끌어낼 수 있도록 구성되었다. 예전처럼 메모리 선택의 유연성을 기대할 수는 없게 되었지만, 그 대신 확실한 성능을 확보한 것이다. 그리고 새로운 플랫폼이 DDR3 메모리를 지원하게 되면서, LGA775 플랫폼과 함께 등장했던 DDR2 메모리는 세대교체를 맞이하게 되었다.

▲ PCI 익스프레스 슬롯도 메인은 실속있게 16배속 1개만 있다.

프로세서에 포함된 PCI 익스프레스 컨트롤러도 LGA1156 플랫폼의 특징이다. PCI 익스프레스 컨트롤러가 내장된 덕분에, LGA1156 플랫폼이 보여 주는 PCI 익스프레스 버스의 성능은 현존하는 플랫폼들 중 최고 수준이다. 이는 당연한 결과인 게, PCI 익스프레스 장비에서 데이터가 이동하는 경로와 단계가 단축되기 때문이고, 특히 전송률에 민감한 장비의 경우 이 차이가 체감 가능하게 나타나기도 한다.

현재 LGA1156 플랫폼에서 사용할 수 있는 PCI 익스프레스 컨트롤러는 이원화되어 있다. 프로세서에 포함된 2.0 규격의 16레인과, PCH에 포함된 6-8레인까지 최대 24 레인을 사용할 수 있으며, 이 중 PCH에 포함된 8레인은 주로 내장 장치들과 그래픽카드가 아닌 장치들을 위한 확장 슬롯에 배정되는 것이 일반적이다.

프로세서에 포함된 16레인의 컨트롤러는 일반적인 PC에서 가장 고대역폭을 요구하는 디바이스인 그래픽 카드를 위한 구성이다. 일반적으로 그래픽 카드는 PCI 익스프레스 규격에서 단일 슬롯으로 최대 구성인 16레인을 사용하며, LGA1156 플랫폼이 제공하는 프로세서 내장 16레인 PCI 익스프레스 컨트롤러는 달리 해석하면, '단일 그래픽카드' 구성을 전제로 하고 있다.

LGA775 플랫폼은 PCI 익스프레스 컨트롤러가 프로세서 외부에 있어서, 메인보드에 따라 다양한 구성이 가능했다. 이에 비해 LGA1156은 하드웨어적인 한계를 두어 플랫폼의 포지션에 분명한 선을 그었다. 그 이상의 구성이 필요하다면 플래그쉽급 솔루션인 LGA1366을 사용하도록 한 것이다. 하지만 일반적으로는 그래픽카드 한 장을 사용하는 게 보통인 만큼, LGA1156의 이런 구성은 플랫폼의 정형화를 통한 효율성의 배가와 함께 성능적인 면에서 장점으로 부각될 수 있다.

■ 기존 플랫폼과 차별화되는 성능과 가능성

▲ 일세를 풍미했던 프로세서들도 천천히 은퇴하는 분위기다.

LGA775와 LGA1156은 이미 외형과 구조, 그리고 설계 컨셉부터 다른 플랫폼이다. LGA775가 모든 세그먼트를 흡수할 수 있는 범용적인 플랫폼이라면, LGA1156은 일반적인 용도에 특화된 '최적화' 플랫폼인 셈이다. 이 최적화된 용도 안에 일반 PC로의 대부분의 용도가 들어가며, 이 안에서 LGA1156 플랫폼 기반 PC는 확실한 효율을 보여 준다.

하지만 이런 플랫폼 구조적인 면을 떠나, 현재 PC의 중심은 '프로세서'고, 프로세서 라인업의 차별화가 플랫폼 전체 성능의 차별화로 나타난다. 이는 이미 코어 i7 900 시리즈 이상에서 사용하는 LGA1366 플랫폼이 잘 보여주고 있으며, 현재 출시된 네할렘, 웨스트메어 아키텍처 기반의 LGA1156 소켓 기반 프로세서는 그 성능 면에서 LGA775 소켓 기반 프로세서와 비교해 확실히 차별화된다.

▲ 이제 LGA775는 공식적으로 '퇴출 선언'이 난 상태

현재 시점에서 LGA775 플랫폼의 대표 주자들이라면 45nm 공정을 사용한 펜린 아키텍처를 사용한 울프데일 계열 듀얼 코어 프로세서들과 요크필드 계열의 쿼드 코어 프로세서들이 있다. 이 프로세서들은 최근까지 시장에서 성능 면에서 충분한 인정을 받았으며, 아직도 충분히 좋은 성능을 가지고 있기는 하다. 하지만 이는 '현재형' 이다.

클락데일 프로세서가 나오기 전까지 LGA775 프로세서들은 시장에서 메인스트림과 그 이하의 시장을 주 타겟으로 잡고 있었다. 이는 네할렘 아키텍처 기반 프로세서들이 상위 모델들부터 LGA775 프로세서들이 잡고 있던 위치를 그대로 이어 갔기 때문이다. 그리고 클락데일 프로세서가 출시된 이후부터는 점점 '퇴출' 의 길을 걷고 있다.

현재 LGA775 라인업에서, 메인스트림 급으로 분류되는 코어 2 듀오와 쿼드 라인업의 프로세서는 점점 그 설 자리를 잃고 있다. 코어 2 듀오 E7000, E8000 라인업은 코어 i3 500 계열이, 코어 2 쿼드 Q8000, Q9000 라인업은 코어 i5 700 이상의 라인업으로 대체되고 있는 것이다. 출시된 지 6개월 가량이 지난 코어 i5 750은 이미 기존 쿼드 코어 라인업을 모두 실질적으로 퇴출시키기도 했다.

앞으로의 로드맵에서는 더 이상 LGA775로 새로운 프로세서 제품군이 나오기를 기대하기는 힘들다. 대개 약간의 변경 수준에서 그칠 것으로 보인다. 반면 LGA1156 기반에서는 이제 엔트리부터 퍼포먼스 레벨까지 완전한 프로세서 라인업의 구색이 갖추어졌으며, 추후 출시될 프로세서까지 LGA1156 플랫폼을 사용할 것으로 알려져 있다. 그 '가능성' 면에서 이미 큰 차이를 보이고 있는 것이다.

▲ 인텔은 '3-5-7'로 이어지는 라인업을 통해 LGA1152 플랫폼 체계를 완비했다.

LGA1156 플랫폼의 프로세서가 기존 LGA775 프로세서들을 빠르게 대체하고 있는 가장 큰 이유는 플랫폼이 가진 기본 성능에서 기인하는 '효율' 덕분이다. 그리고 그 중심에는 프로세서의 변화와 함께 이미 위에서 소개한 바 있는 플랫폼의 변화가 있다. 덕분에 언뜻 보기에는 같은 클럭 속도를 가지는 프로세서라도, 더 좋은 성능이 나오는 것이다.

일단 기존 LGA775 기반 프로세서들과 LGA1156 기반 프로세서들의 순수한 '이론적 연산 능력'만을 따지면. 네할렘 아키텍처 이후 효율이 다소 개선되긴 했지만 현재 플랫폼에서 나오는 실질적인 성능을 설명하기는 많이 부족하다. 이론적 연산 능력 이상의 차이가 나는 이유는 플랫폼을 구성하는 요소들이 더 강력해지고, 더 최적화되었기 때문이다.

LGA1156 플랫폼이 가지는 특징 중 하나는 프로세서에 내장된 듀얼 채널 DDR3 컨트롤러다. LGA775 플랫폼이 사용하는 DDR2 메모리가 일반적으로 메모리 모듈당 6.4GB/s, 듀얼 채널로 12.8GB/s의 대역폭을 가지는 데 반해 LGA1156 플랫폼이 사용하는 DDR3-1333 메모리 모듈은 듀얼 채널로 묶을 경우 약 21GB/s의 대역폭을 가진다. 이론적인 차이가 거의 두 배인 셈이다.

여기에 LGA775는 메모리를 사용하는 데 있어 반드시 FSB를 사용해야 했으므로, 메모리 대역폭의 최대치는 FSB에 종속되고 프로세서가 사용하고 남은 대역폭 정도를 사용할 수 있었다. 이는 FSB가 '모든 데이터의 통로' 였기 때문이다. 하지만 LGA1156 플랫폼에서는 데이터가 프로세서 안에서 바로 연결되는 구조인 만큼, 실질적인 대역폭 증가는 메모리 스펙 이상이고, 이는 실제 메모리 성능과 함께 내장 그래픽의 메모리 성능 차이로 연결된다.

여기에, 엔트리급에 가까운 제품들인 코어 2 듀오 E7000 계열이나 펜티엄 E6000 계열의 FSB는 1333MHz도 아닌, 1066MHz를 사용한다. 실질적인 FSB 대역폭은 8.5GB/s 정도고, 메모리 성능은 어떤 고속 메모리를 써도 FSB를 끌어올리지 않는 이상은 이 이상 효율이 나오지 않는다. 기존 LGA775 플랫폼의 FSB 오버클럭이 효과가 컸던 이유는 이런 구조적인 문제도 있었다.

▲ PCMark Vantage 결과. 이런 격차는 '플랫폼 최적화' 덕분에 나온다.

물론 프로세서 자체의 역량과 기술 차이도 있다. LGA775 프로세서와 LGA1156 프로세서들의 가장 큰 차이라면 '아키텍처'로 인한 적용 기술의 차이가 있다. 네할렘 아키텍처 이후의 프로세서들은 단축 명령어 셋인 SSE 4의 완성형 버전인 4.2를 탑재하고 있으며, 엔트리급 모델인 코어 i3 500 시리즈에서도 하이퍼스레딩 기술과 하드웨어 기반 가상화 기술을 사용할 수 있다.

특히 하이퍼스레딩 기술의 유무는 최근 멀티스레드 지원 프로그램이 늘어나는 추세에서 기존의 2스레드 처리 가능한 듀얼 코어 프로세서와의 확실한 성능 차이를 낼 수 있게 한다. 물론 물리적인 쿼드 코어에 비해서는 그 성능이 떨어지지만, 동급의 듀얼 코어 프로세서에 비해서는 확실한 비교우위를 가능하게 한다.

이를 잘 반영하는 것이 위에서 제시된 결과들이다. Sandra 2010과 Cinebench R10 모두 격차가 어느 정도 벌어지는 것을 확인할 수 있는데, 이는 테스트에 사용된 엔트리급 프로세서인 코어 i3 530에도 탑재된 하이퍼스레딩 기술의 유무 덕분이다. 특히 Cinebench R10의 경우 실제 작업 상황을 반영하는 의미도 있는 만큼, 프로세서가 주는 플랫폼의 비교 우위를 잘 보여주는 결과로 생각할 수 있다.

한편, 성능 문제와는 약간 다른 방향이지만, 프로세서의 '효율'에 중요한 문제가 있는데, 바로 '소비 전력' 이다. 이 부분에서도 기존 코어 아키텍처의 LGA775 프로세서에 비해 LGA1366 계열 프로세서는 확실한 기술적 우위를 보여 준다. '스마트한 성능' 이라는 컨셉을 자신있게 내 세울 정도였던 LGA1156 프로세서들이 가진 개선된 전원 관리 기능은 일반적인 사용에서 프로세서의 소비 전력을 크게 낮춰준다.

일반적으로 컴퓨터를 사용하면서 프로세서가 언제나 최대 사용 상태로 있는 건 아니며, 유휴 상태에 가까울 때 클럭과 전압을 낮추어 소비 전력을 줄이는 시도는 이미 예전부터 있었다. 그리고 네할렘 아키텍처 이후 전력 관리 기능은 대단히 강력해져서, 최대 수십 단계에 이르는 공격적인 다양한 클럭 조절과 전압 조절을 통해 유휴 상태에서의 전력 소비를 최소한으로 줄이고, 나아가 시스템의 전력 효율을 최적화하는 데 도움을 준다.

▲ 게임 성능 향상도 '플랫폼'의 힘이 컸다.

LGA1156 플랫폼의 주요 특징 중 하나로 내장 그래픽 코어까지도 프로세서에 내장될 수 있다는 것이 있다. 이미 코어 i3 500/i5 600 시리즈 프로세서와 5시리즈의 H/Q 형 칩셋으로 이 내장 그래픽을 사용할 수 있으며, 그 성능 또한 기존의 인텔 기반 내장 그래픽 솔루션에 비해 큰 향상이 있었다. 이는 엔트리급 시스템에서 성능과 효율을 함께 제공한다.

LGA775 플랫폼에서 최근 내장 그래픽 솔루션으로 많이 사용되는 G41 칩셋은 GMA X4500 그래픽 코어를 내장하고 있다. 코어 i3나 i5에 내장된 그래픽 코어는 이의 개량형으로, 다이렉트 X 10 처리에 필요한 통합 쉐이더의 수가 기존 X4500의 10개에서 12개로 늘어났다. 하지만 실제 3DMark Vantage의 결과에서는 쉐이더 수 이상의 차이가 나타나는데, 이 원인이 바로 '플랫폼' 때문이다.

그래픽 코어가 별도의 메모리를 가지지 않고 메인 메모리를 공유하는 경우, 메인 메모리의 대역폭이 바로 그래픽 코어가 사용할 수 있는 대역폭이 되어 버린다. 이를 고려하면, 듀얼 채널 DDR2와 DDR3의 대역폭 차이는 거의 두 배에 가깝고, 성능 차이도 크게 벌어질 수밖에 없다. 물론 G41에 DDR3 메모리를 사용할 수도 있지만, 이 경우에는 메모리 컨트롤러와 시스템 효율이 떨어져 큰 효과가 나오지는 않는다.

그래픽 성능과 함께, 메인보드의 가격을 생각했을 때는 LGA775 기반의 G41에 비해 LGA1366 기반 플랫폼의 장점이 더 두드러진다. G41의 메인보드 가격과 H55 메인보드의 가격 차이도 점점 줄어들고 있으며, 전체적인 성능이나 앞으로의 투자 보호 같은 면을 생각한다면 LGA775 기반 플랫폼은 여러 모로 아쉬움이 많이 남을 수밖에 없다.

■ 이제는 완연한 'LGA 1156' 시대

이미 LGA1156 플랫폼은 메인스트림급 프로세서인 i5 750을 거쳐 엔트리급 프로세서인 코어 i3 500 시리즈와 i5 600 시리즈가 출시된 이후부터 빠르게 보급되고 있다. 이제서야 계속 언급되어 오던 '세대 교체' 가 본격적으로 흐름을 탄 셈이며, 이미 미래를 위한 선택을 넘어 엄연한 현실적인 선택으로 자리잡고 있다.

i3 500 시리즈가 본격적으로 출시되면서, 이제 LGA775 플랫폼이 가지던 가격적인 우위도 거의 사라졌다. 또한 이제 물러나는 플랫폼과 들어오는 플랫폼이 가지는 '선택의 폭' 을 생각한다면 애초에 비교 자체가 무의미할 수도 있다. 새로 구입하는 입장 뿐만 아니라, 업그레이드의 기로에 선 상황에서도 더 이상 낡은 플랫폼을 더 끌고 가는 건 현명한 선택이 아니다.

언제나 대세를 따라야 할 필요는 없다. 필요에 따라 고르는 건 현명한 구매의 가장 모범적인 길임이 분명하다. 하지만 흔히 말하는 '대세' 처럼 많은 사람들이 같은 선택을 하는 데는 분명히 많은 사람들을 납득시킬 만한 충분한 이유가 있기 마련이다. 대부분의 경우에 그 선택은 그 시점에서 가장 합리적인 경우가 많음을 염두에 둘 필요는 있다.