[리뷰] 인텔 코어 i7 4770k 프로세서 : 제품성능1

인텔이 6월 2일 부로 공식 발표한 4세대 인텔 코어 i7-4770k 프로세서는 LGA 1150 소켓 기반의, 데스크톱 PC용 4세대 코어 프로세서 제품군에서는 가장 높은 성능을 가지고 있으며, 3.5GHz의 정규 클럭과 터보 부스트 시 최대 3.9GHz 정도의 동작 속도를 가진다.

이러한 동작 속도 자체는 전 세대의 코어 i7-3770k와 같은 수준. 기본적으로 마이크로아키텍처가 앞서 샌디브릿지 마이크로아키텍처의 수정 정도로, 소프트웨어의 지원이 없다면 성능 면에서는 큰 차이가 없을 수도 있다. 단, 과거 MMX나 SSE처럼 향후 소프트웨어 지원이 늘어나면 우리가 익히 경험했던 수준 그 이상의 변화를 일굴 수 있다는 가능성이 잠재해 있다는 정도로 현재를 짚어볼 수 있다. 이제부터, 출시 초기라는 현재의 특수성을 감안하고서 프로세서의 내재된 역량을 간단하게 살펴 보도록 하겠다.

▲ 4세대 인텔 코어 i7-4770k 프로세서 테스트 시스템 구성

테스트 시스템은 인텔 코어 i7-4770k와 인텔의 익스트림 급 레퍼런스 메인보드인 DZ87KLT-75K 메인보드로 기본 플랫폼을 구성했다. 메모리는 삼성 DDR3-1600 4GB 모듈 두 개로 8GB 듀얼 채널 구성했고, 그래픽은 내장 그래픽 코어를 활용했다. 스토리지는 인텔 335 SSD 240GB, 파워서플라이는 FSP의 1000W 급 제품을 이용해 테스트했다. 쿨러는 기존 LGA 1155 기반 프로세서의 번들 쿨러를 이용했는데, 장착과 이용에서 전혀 문제가 없었다.

운영체제는 윈도우 7을 기반으로 했으며, 테스트 당시에 4세대 인텔 코어 프로세서와 8시리즈 칩셋을 이용한 플랫폼은 윈도우 7 이상에서만 그래픽이나 USB 3.0 등 모든 드라이버가 정상적으로 지원되는 상황이었다. 테스트는 기존 소프트웨어에서의 성능 향상을 알아보기 위해 기존에 사용되던 테스트 툴에서의 비교와, AVX2 환경에서의 성능 비교를 위한 인텔 린팩 벤치마크 등을 수행했다.

■ 에너지 효율과 성능 향상, 이 둘을 모두 잡아내

▲ SiSoft Sandra 2013 SP3 (CPU Arithmetic), 높을수록 좋다.

▲ SiSoft Sandra 2013 SP3 (CPU Multimedia), 높을수록 좋다.

▲ SiSoft Sandra 2013 SP3 (Memory Bandwidth), 높을수록 좋다.

SiSoft Sandra 2013 SP3에서 간단히 확인해 보는 연산 성능은 재미있는 추세를 보여 준다. 일단 프로세서의 순수 연산 성능을 확인하는 Processor Arithmetic 에서의 결과는 기존의 프로세서와 비교해 조금 우세한 정도지만 큰 차이를 보이지는 않는다. 이는 이전 세대의 프로세서와 동작 속도가 동일한 수준이라는 것을 고려할 때, 프로세서의 구조 변화가 주는 성능의 차이가 단순 연산에서는 크게 효과가 있는 편은 아니라는 점을 보여 준다.

하지만 AVX2와 FMA를 모두 활용하는 Processor Multimedia 테스트의 결과는 꽤 다르다. 가장 두드러자는 성능을 보이는 부분은 AVX2가 적용된 멀티미디어 정수 연산 부분인데, 여기서 4코어의 코어 i7-4770k는 6코어의 i7-3930k를 제칠 정도의 성능이 나온다. 소프트웨어가 제대로 AVX2를 지원할 경우, 아키텍처와 명령어 셋의 차이는 확실한 어드밴티지가 될 것이다. FMA가 적용된 실수 연산에서도 샌디 브릿지 아키텍처 대비 20% 이상의 향상이 있다.

메모리 대역폭은 소폭 개선이 있었다. 이전 플랫폼이 같은 메모리와 같은 설정에서 19GB/s 후반대를 보였던 것에 비해 이제는 확실하게 20GB/s를 넘겨 21GB/s 정도를 기록한다. PC3-12800 듀얼 채널의 이론적인 최대 대역폭은 25.6GB/s이며, 프로세서 내부의 캐시와 인터커넥트 속도의 개선은 메모리 컨트롤러의 효율도 더욱 끌어올렸다고 해석해도 될 것이다.

▲ 3Dmark 11, 높을수록 좋다.

▲ 3Dmark , 높을수록 좋다.

코어 i7-4770k의 내장 그래픽 코어인 HD 그래픽스 4600은 DirectX 11.1 규격을 지원하고 있어, DirectX 11 이상을 지원해야만 테스트가 가능한 3Dmark 11이나 최신 3Dmark 테스트를 무리 없이 진행할 수 있다. 그리고 그 성능 측면에서는 이전 세대 대비 두드러지는 성능 향상과 함께, 기대 이상의 수준급 활용을 기대할 수 있을 정도에 왔다.

3Dmark 11에서 i7-4770k는 엔트리에서 2661점, 퍼포먼스 프리셋에서 1415점을 얻었다. 이 정도면 현 세대에는 엔트리 급 외장 그래픽카드 이상의 효용성은 발휘한다고 볼 수 있을 정도의 성능이며, 이전 세대의 HD 4000에 비하면 거의 두 배의 향상이다. 또한 프로세서 성능을 반영하는 피직스 성능에서도 이전 세대에 비해 10% 이상의 성능 향상이 있는데, 이는 같은 동작 속도에서 성능 향상이 있었다는 데서 의미를 찾을 수 있다.

새로운 3DMark에서도 HD 그래픽스 4600은 나름 준수한 결과를 보인다. 엔트리급 PC 게이밍을 위한 ‘클라우드 게이트’에서는 그래픽과 피직스 모두 균형이 어느 정도 잡힌 결과를 볼 수 있으며, 고사양 게이밍 환경을 테스트하는 ‘파이어 스트라이크’에서도 나름대로의 분전을 볼 수 있다. 대체적으로, 이번 세대의 그래픽 코어에서는 인기있는 주요 게임들에서 나름대로의 성능을 기대할 수 있을 정도다/

▲ Cinebench R10, 높을수록 좋다.

▲ Cinebench R11.5, 높을수록 좋다.

Cinebench R10 테스트에서도 코어 i7-4770k는 전 세대에 비해 7~8% 정도의 성능 향상이 보인다. 이는 앞서 3Dmark 피직스 테스트에서도 확인할 수 있었던 부분인데, 더 확장된 연산 유닛 구조나 캐시 대역폭 등 프로세서 단위에서의 개선점들이 주는 성능 향상이다. 단일 쓰레드와 멀티 쓰레드의 성능 배율은, 터보 부스트 2.0의 비교적 높은 부스트 배수 덕분에 4코어 8쓰레드 구성이지만 3.82배 정도로 나왔다.

하지만 Cinebench R11.5 테스트에서 코어 i7-4770k는 전 세대와 그리 큰 차이를 내지 못하고 있다. 전 세대의 코어 i7-3770k와의 차이는 채 5%가 되지 않는데, 이는 테스트 특성에 따른 것으로 생각해야 할 듯 하다. 프로세서 아키텍처마다 어느 정도 테스트 종류와의 ‘궁합’ 이란 면이 있으며, 이런 면이 R10과 R11.5에서의 성능 향상 차이로 나타났다고 생각할 수도 있다.

또한 재미있는 결과로, 이 두 테스트 툴에서의 OpenGL 벤치마크 수치가 있다. 일반적으로는 이 수치가 그래픽 성능을 그대로 반영하는 것은 아닌데, 이 또한 프로세서 그래픽 세대별로 놓고 보면 꾸준히 향상됨을 볼 수 있다. 그리고 이번 세대의 HD 4600은 예전의 여느 때 이상으로 성능 향상이 두드러지는 모습으로, 점점 인텔의 내장 그래픽 코어도 OpenGL 성능과 호환성 측면이 좋아지는 것을 반영한다.

▲ POV-ray v3.7 Beta, 높을수록 좋다.

▲ Intel Linpack, 단위 Gflops, 높을수록 좋다.

프로세서를 이용한 레이 트레이싱 툴인 POV-ray v3.7 Beta의 결과에서도 꽤나 흥미로운 결과를 보인다. 이 결과에서 코어 i7-4770k는 전 세대 대비 싱글 쓰레드에서 상당한 폭의 성능 향상과 함께, 익스트림 급 프로세서인 코어 i7-3930k와의 비교에도 크게 손색 없을 정도의 높은 성능을 보여 준다. 특히 싱글 쓰레드 상황에서의 성능 향상은, 마이크로아키텍처 수준에서의 성능 최적화를 분명하게 보여 주는 부분이다.

인텔 린팩(Linpack) 테스트 결과는 매트릭스 크기20000 정도를 기준으로 해, 구 버전과 신 버전의 성능 차이를 확인했다. 구 버전의 경우 샌디 브릿지의 AVX가 적용된 10.3.7을 이용했으며, 최신 버전인 11.0.2 정도에서는 AVX2 명령어 셋을 활용할 수 있도록 되어 있어, 분명한 성능 향상을 확인할 수 있다. 성능 향상은 FMA 이용 시 얻을 수 있는 60%를 분명히 확인할 수 있다.

한편 AVX2를 이용한 4코어의 코어 i7-4770k가 얻은 165Gflops의 성능은 기존 AVX를 이용하는 경우 8코어가 필요한 수준의 성능으로, HPC나 미디어, 게이밍 등에서 이 명령어 셋을 활용하는 경우 4세대 코어 프로세서는 이전 세대와 큰 성능 차이를 기대할 수 있을 것으로 보인다. 특히 전력 소비량을 생각했을 때는 ‘효율적인 성능 향상’의 모범적인 사례로 꼽을 만한 측면이다.

▲ 전력 소비량, 단위는 W, 낮을수록 좋다.

전력 소비량 측면에서는, 이미 시장에서 호평을 받은 바 있는 3세대 코어 프로세서의 효율을 더욱 개선했다. 특히 더욱 세분화된 C-state와 공격적으로 설정된 유휴 상태의 클럭과 전압은 정교해진 모니터링과 변경된 전원 공급 방법 등으로 더 신속하고 정확한 워크로드별 반응을 보이면서, 성능과 에너지 효율을 동시에 잡는 결과를 보여주고 있다.

코어 i7-4770k와 인텔 DZ87KLT-75K의 조합은 기본 시스템 구성에서 유휴 상태 전력소비를 31W까지 끌어내렸는데, 이 시스템이 저전력 시스템이 아닌, 퍼포먼스 급 프로세서를 탑재한 시스템이라는 것을 생각하면 놀라운 수준이다. 게다가 시스템에 이용한 파워 서플라이가 1000W급이고, 보통 저부하에서 효율이 낮다는 것을 고려하면 이런 결과는 더욱 인상적이다. 적은 용량의 고효율 파워 서플라이를 활용하면 이보다도 더 낮춰볼 수 있을 것이다.

인텔의 익스트림 튜닝 유틸리티를 활용한 경우 프로세서와 메모리의 풀로드에서는 120W의 전력 소비를 보이지만, GPU의 풀로드 상황에서는 65W 정도를 보였다. 실질적으로 GPU의 경우 최대 30W 정도의 전력 소비를 보이는 것으로 볼 수 있으며, 프로세서 부의 전력 소비량은 극한의 풀로드시에는 이전 세대와 거의 유사한 상황이다. 하지만 일반적인 워크로드에서는 이전 세대보다 10~20W 정도 줄어든 전력 소비량을 보이는 점이 인상적이다.

■ 시간이 지날수록 더 크게 느껴질 혁신의 크기

데스크톱 PC를 위한 4세대 코어 프로세서 중 최고 성능의 제품인 코어 i7-4770k는 이전의 3세대 코어 프로세서와 비교할 때 분명히 향상된 성능과 에너지 효율을 보여 주는 프로세서다. 개선된 프로세서 구조와 새롭게 추가된 AVX2는 이전 세대와 같은 공정과 동작 속도에서도 큰 폭의 성능 향상을 기대할 수 있도록 했으며, 더 정교해진 전력 관리 기술과 함께 크게 개선된 에너지 효율까지도 보여 주었다.

또한 4세대 코어 프로세서에서 찾을 수 있는 또 다른 긍정적인 요인은 높은 효율을 가진, 실용적인 성능의 내장 그래픽 코어를 꼽을 수 있겠다. 이 내장 그래픽 코어가 제공하는 성능과 기능은 인텔 프로세서 내장 그래픽에서 제공하는 현재와 향후의 멀티미디어 지원 수준을 한 차원 올린, 새로운 수준의 기준을 제시했다. 그리고 이 부분에서의 개선의 이점은 지금 당장 느낄 수 있다는 데서 더 크게 다가온다.

물론 4세대 코어 프로세서에서 시도한 변화의 진정한 가치는 당장 느끼지 못할 수도 있다. AVX2 등 새로운 명령어를 사용하지 않는 경우에도 성능 향상은 분명히 있지만, 이를 체감하기 힘들 수도 있기 때문이다. 하지만 시간이 지나면서 새로운 소프트웨어들이 나오고, 혹은 기존의 소프트웨어들이 업데이트되면서 4세대 코어 프로세서의 장점들을 지원하기 시작하면, 그 때는 이 프로세서에서 이루어진 혁신에 대한 진정한 가치를 평가할 수 있게 될 것이라 생각된다.

▲ 4세대 인텔 코어 i7-4770k 프로세서 제품 주요사양