게이밍 PC 왕좌는 내꺼! 인텔 10세대 코어 i9-10900K

조회수 2020. 05. 21. 16:50 수정
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5GHz 돌파 세계 최고 게이밍 CPU
오랜 기다림 끝에 마침내 인텔의 10세대 코어 프로세서 코멧 레이크의 데스크탑 버전이 공식 출시되었다.

아쉽지만 코멧 레이크는 여전히 2015년 등장한 5세대 코어 프로세서 브로드웰에 처음 도입된 14nm를 계속 보완해온 공정이 적용되었고, 아키텍처도 여전히 6세대 스카이레이크 기반이라, 아키텍처 면에서는 그다지 특별한 내용이 없다.

극단적인 관점으로는 6세대 스카이레이크에 코어와 클럭만 높인 것으로 볼 수 있지만, 진짜 단순히 코어와 클럭만 늘렸다면 이번 10세대 코어 프로세서는 10코어 CPU인 코어 i9-10900K가 나오지도, 동작 클럭이 5.0GHz의 벽을 돌파하지도 못했을 것이다.
이번 코멧 레이크의 14nm공정은 세 번째 개선판인 14nm+++로 알려졌으며, 9세대에 비해 코어가 2개의 코어가 늘어나고, 모든 코어 i시리즈에 하이퍼스레딩을 적용하면서 늘어난 발열 처치를 위한 STIM 변화가 뒤따랐다.

CPU 코어의 열이 보다 빠르게 IHS로 전달되도록 다이의 높이를 낮추고, 그만큼 IHS의 두께를 키워 더 많은 열을 흡수할 수 있도록 설계되었다. 덕분에 코어 i9-10900K는 코어 i9-9900K와 비교해 코어가 늘고, 클럭이 빨라졌음에도, 안정적인 발열 특성을 보인다.

한편, 10세대 코어 프로세서에서 강화된 STIM 구조는 코어 i5 이상의 K(F) 버전에 적용되었다.
블랜더 2.81a와 벤치마크 예제 파일 렌더링, AVX512 지원 업데이트가 이뤄진 프라임95 v29.8 b6의 Small FFTs 부하 테스트를 이용해 CPU의 발열을 체크했다. 블랜더 테스트시 코어 i9-10900K의 온도는 코어 i9-9900K와 동일한 수준이었고, 프라임95 테스트에서는 오히려 10℃나 낮은 온도를 기록했다.

메인스트림 모델인 코어 i7-10700K의 경우 코어 i7-9700K보다 소폭 높았는데, 이는 하이퍼스레딩 추가와 클럭을 끌어올린 영향으로 판단되며, 7nm 공정이 적용된 경쟁 모델들과 비교해 높은 온도를 기록했다.
아무리 새롭게 개선된 공정을 적용하였다 해도 14nm 공정에 근본을 두고 있는 만큼 10세대 코어 프로세서 중 코어 i9-10900K의 소비전력은 코어 확장과 클럭 상승 영향으로 상당히 높아졌다.

아이들 상태에서는 큰 차이가 없지만 블랜더 랜더링 테스트에서는 약 33W, AVX 512 지원 프라임 29.8 b6 버전에서는 68W가량 높아졌다. 단지, 코어 구성이 동일한 코어 i7-10700K는 코어 i9-9900K와 비교해 블랜더서 50W, 프라임서 40W 낮은 전력을 소비하는 것으로 확인되었다.

다른 모델의 비교는 어려운 상황이라 장담하긴 어렵지만, 9세대와 비교해 동일한 코어 구성에서는 10세대의 소비전력과 발열 특성 개선이 기대되는 대목이다.

그러나 경쟁사인 AMD의 대응 모델과 비교했을 때, 10세대 코어 프로세서의 소비전력은 경쟁력을 내세우기 어려운 차이를 보인다. 인텔 10세대 코어 시스템이 최소 44W에서 최대 166W까지 많은 전력을 소비하는 것으로 나타났다.

한편, 위 수치는 전력 제한을 해제한 상태에서 테스트 시스템 전체의 소비전력을 비교한 것이므로 메인보드 종류와 바이오스 버전 등에 따라 차이가 발생할 수 있다는 점은 감안하길 바란다.
10세대 코어 프로세서는 9세대에 이어 터보 부스트 맥스 기술을 지원한다. 9세대의 터보 부스트 맥스와 비교해 발동 코어가 1개에서 2개로 늘어난 것이 특징으로, 근래 프로그램들의 멀티 코어 활용도가 높아진 현실을 반영한 것으로 판단된다.

오버클럭 기능도 강화되어, 이제는 코어별 하이퍼스레딩 On/ Off가 가능해졌고, PEG/ DMI 오버클럭, 강화된 전압/ 클럭 커브 기능을 지원한다. 인텔은 보다 다양해진 10세대 코어 프로세서의 오버클럭 기능을 지원하기 위해 XTU와 퍼포먼스 맥시마이저를 업데이트할 예정이다.

인텔 10세대 코어 프로세서, CPU와 메모리 클럭 강화

인텔 10세대 코어 프로세서의 주요 특징은 코어 확장, 클럭 강화, 전체 코어 i3 모델에 하이퍼 스레딩 지원을 꼽을 수 있다.

여기에 하나 더 추가하자면 강화된 클럭 구조를 들 수 있다.

기존에 싱글 코어 기준 터보 부스트 맥스 2.0, 듀얼 코어까지 지원된 터보 부스트 맥스 3.0, 특정 온도 조건에서 전력 여유가 있을 때 발동하는 써멀 벨로시트 부스트 기술이다. 터보 부스트 맥스 3.0과 써멀 벨로시티 맥스는 9세대 코어 프로세서에서 도입되었지만 당시 인텔은 이들 클럭을 공식화하지 않았는데, 10세대에서는 이들 클럭을 공식화 했다.

터보 부스트 3.0과 서멀 벨로시티 부스트 클럭을 공식화한 것은, 10nm 공정 전환에 어려움을 겪고 있는 인텔 입장에서 14nm 기반으로 제조된 10세대 코어 프로세서의 성능을 끌어올리기 위해 절치부심한 흔적으로 볼 수 있다.

코어 i9-10900K는 가격면에서 라이젠 9 3900X와, 코어 i7-10700K는 라이젠 7 3800X와 경쟁하게 되는데, 이번 기사에서는 샘플 수급 문제로 라이젠 3800X가 아닌 그보다 한 등급 낮은 모델인 라이젠 7 3700X와 성능을 비교했다.
한편, 코어가 확장된 코멧 레이크는 9세대의 LGA 1151에서 LGA 1200으로 소켓 규격이 변경되었고, 이는 최대 10개로 늘어난 CPU의 전력 관리를 위한 것으로 받아들여지고 있다. 이에 따라 소켓의 고정 가이드 위치와 하단의 핀 구성과 트랜지스터 배치도 변화되었다.

데스크탑용 코멧 레이크의 기본적인 내용을 뇌리에 담아두고, 다음에는 성능에 어느 정도의 변화가 이뤄졌는지 확인해보자.

인텔 코멧레이크 작업성능, 고클럭으로 만회

인텔 10세대 코어 프로세서의 기본적인 내용을 다룬데 이어, 바로 성능을 체크해 보자.

테스트에 쓰인 인텔 코어 프로세서가 모두 기본 쿨러가 번들되지 않은 K 버전인 만큼 경쟁 모델쪽에도 동일한 리테일 쿨러를 장착해 테스트했으며, 메모리 클럭은 각 플랫폼에서 지원하는 공식 클럭으로 세팅하고, 타이밍은 동일하게 설정했다.

앞서 정리한 발열 테스트와 소비전력 테스트 역시 이와 같은 시스템에서 진행하였으므로 참고하기 바라며, 성능 테스트 역시 모든 플랫폼에서 소비전력 제한을 푼 상태에서 진행되었다.

PCMark 10 & 3DMark서 우수한 인텔 10세대 코어 프로세서

일상적인 웹 브라우징과 오피스, 화상 통화(회의) 등의 작업과 간단한 컨텐츠 창작 작업등의 성능을 체크하는 PCMark 10의 기본 테스트 결과에 따르면, 인텔 10세대 코어 프로세서는 9세대와 비교해 확실한 성능 향상이 있었고, 경쟁 모델 보다도 뛰어난 성능을 보여준다.

이는 인텔 10세대 코어 프로세서의 5.3GHz에 달하는 고클럭, PCMark10 테스트 프로그램에 포함된 테스트 프로그램의 멀티 코어 활용도가 썩 높지 않다는 현실이 반영된 것으로 풀이된다.
한편, 게임 성능을 유추할 수 있는 3DMark의 CPU 스코어를 보면 10세대 코어 프로세서는 DX11(Fire Strike)과 DX12(Time Spy) 모두 9세대 코어 프로세서와 경쟁 모델들보다 확실히 뛰어난 성능을 보여준다.

단지, 실제 게임 성능은 그래픽 카드와 메모리의 특성이 반영되므로, 실제 게임 성능은 어떤지 잠시 후에 살펴보도록 하겠다.

10세대 코어 CPU의 작업 성능은?

CPU 성능 측정의 척도로 자리잡은 시네마4D 기반 렌더링 성능 측정 툴인 시네벤치 R15과 R20 테스트 성능을 보자.

싱글 코어 성능은 CPU 클럭에 따라 정직하게 나왔고, 멀티 코어 성능도 대체로 코어 구성에 따라 적절한 성능 분포를 보여준다. 코어 i9-10900K는 테스트 제품 중 유일한 10코어 제품으로, 8코어 기반의 라이젠 7 3700X 및 코어 i7-10700K와 12코어 기반인 라이젠 9 3900X 중간급의 성능을 내준다.
다음으로 블랜더에서의 성능을 비교했다. 코어 i9-10900K는 코어와 스레드가 적음에도 라이젠 9 3900X에 약 90% 수준의 성능을 보여주었는데, 올 코어 부스트 클럭이 4.8GHz에 달하는 스펙의 영향으로 판단된다. 참고로, 라이젠 9 3900X의 싱글 코어 최대 클럭인 PB 스펙은 4.6GHz이며, 올코어 부스트 클럭 스펙은 공개되지 않았다.

8코어 16스레드 모델인 코어 i7-10700K와 코어 i9-9900K, 라이젠 7 3700X는 거의 대동소이한 성능을 발휘하는 것으로 평가내릴 수 있겠다.
POV-Ray와 Corona 1.3으로 각 CPU의 레이트레이싱 성능도 체크했다.

코어 i9-10900K은 코로나 1.3서 라이젠 9 3900X에 준하는 성능을 발휘하며, Pov-Ray에서는 약 90% 수준의 성능을 보여준다. 코어 i7-10700K는 코어 i9-9900K와 라이젠 7 3700X와 겅의 비슷한 수준의 성능임을 알 수 있다.
다음으로 체크한 인텔 10세대 코어 프로세서의 성능은 압축 항목이다.

오픈소스로 배포되는 7zip의 성능 경향은 코어 특성대로 나왔지만, 인텔 계열이 코어와 클럭에 비해 불리한 면모를 보인다. 반면 WinRAR 결과는 코어에 상관없이 인텔 10세대 코어 프로세서의 성능이 월등하게 나왔다.

이미 많은 분들이 알고 있겠지만 프로그램 개발사가 코어와 클럭 중 어느쪽을 중시하는지, 프로그램 설계 언어, 지원 명령어 셋 등 여러 요인에 따라 동일 시스템이라도 성능 경향이 다르게 나올 수 있다는 점을 감안하기 바란다.
동영상 랜더링 성능은 어떨까? HWBot x265 벤치마크 2.0로 Full HD와 4K 영상의 H.265 코덱(HEVC)으로 동영상을 변환하는 성능을 살펴보았다.

코어 i9-10900K는 라이젠 9 3900X와 비교해 약 90% 수준의 성능을 내주고, 코어 i7-10700K는 코어 i9-9900K보다 소폭 빠르면서, 라이젠 7 3700X보다는 살짝 뒤지는 성능을 내주는 것을 알 수 있다.

코멧레이크 게임 성능, 10코어 링버스 효율은?

사람이 언제나 일만하고 살 수는 없는 법. PC를 이용한 대표적인 엔터테인먼트 활동인 게임 성능은 어떤지 확인해 보았다. 모든 게임 테스트는 Full HD를 기반으로 진행되었고, 그래픽 프리셋을 지원하는 일부 타이틀은 렌더링 해상도가 100% 설정이 아닌 경우가 있다. 

 

이들 타이틀은 모두 프리셋을 이용한 그래픽 품질 설정 후에 별도로 렌더링 해상도를 100%로 재조정하였으니, 결과 확인에 참고하기 바란다.



성능에 미치는 CPU의 비중이 높은 것으로 평가되는 MMORPG 장르, 다수의 유닛을 제어하는 실시간 전략 시뮬레이션 타이틀 결과를 우선 확인해보자.

MMORPG 장르에서는 꾸준한 업데이트와 별도 벤치마크 툴을 제공하는 파이널 판타지를, 실시간 시뮬레이션 장르에서는 AotS ES(Ashes of the Singularity Escalation)와 토탈워 삼국의 전투 벤치마크 신을 이용했다.

이들은 멀티 코어 활용도가 높은 것으로 평가되는 타이틀로, FF14와 토탈워 삼국, AotS ES 모두 10세대 코어 프로세서들이 다른 비교 모델들보다 높은 성능을 내주고 있다.

특히, FF14와 AotS ES에서는 코어 i9-10900K는 물론, 코어 i7-10700K 모두 비교 모델보다 10프레임 이상 높은 성능을 보여주는 점이 주목된다.
이어서, 상대적으로 CPU의 성능 비중이 낮다고 평가되는 FPS와 액션 계열 타이틀의 성능도 확인했다.

MMORPG나 실시간 전략 시뮬레이션보다 CPU의 성능 영향력이 낮다해도 FPS와 액션 장르 타이틀 역시 CPU의 영향력을 무시할 수 없는데, 액션 계열에서는 쉐도우 오브 더 툼 레이더(SotTR), FPS 계열에서는 고스트리콘 브레이크포인트 및 월드워Z를 테스트했다.

이들 모두 CPU 오버헤드를 줄여주어 성능 개선에 도움을 주는 로우레벨 API인 벌칸과 DX12 조건에서 테스트하였고, 결과적으로 MMORPG 및 시뮬레이션 장르 타이틀과 같이 10세대 코어 프로세서의 성능이 9세대 코어 프로세서나 AMD 3세대 라이젠 대응 모델에 비해 두드러지는 성능 우위를 보여주었다.
결과적으로, 10세대 코어 프로세서는 9세대에 이어 세개 최고 게이밍 CPU라는 자부심을 이어나갈 수 있을 것으로 보인다.

링버스로 10코어? CPU 특성 확인

인텔 2세대 코어 프로세서인 샌디브릿지부터 적용되어온 링버스 구조의 한계에 대해서는 의견이 분분하며, 특정 코어를 넘어서면 레이턴시가 늘어나 성능에 부정적인 영향을 미친다는 분석이 나오고 있다.

링버스의 한계로 지목된 코어는 12코어지만, 예전에는 8코어와 10코어도 한계라는 의견도 제시되고 있었는데, 마침 이번 10세대 코어 프로세서는 링버스의 한계로 꼽히는 코어 중 딱 중간치인 최대 10코어를 구현했다.

PCB 뒷면의 칩 배치를 보면 2개의 링버스 구역이 결합된 것으로 추정되나, 인텔이 공개한 다이샷을 보면 단독 10코어 구성임이 확인되는데, 8코어를 넘어선 10코어 CPU에의 링버스 효율은 어떤지 추가 테스트로 간단히 확인했다.
우선, Sisoftware社의 Sandra를 이용해 멀티 코어 효율을 확인했다.

코어 i9-10900K와 코어 i7-10700K는 최상의 경우와 비교했을 대 최악의 경우 대역폭은 약 25% 수준으로, 코어 i9-9900K의 효율이 약 19%로 측정된 것과 비교하면 오히려 성능 하락폭이 개선된 것을 볼 수 있다.

참고로, MCM 방식을 쓴 라이젠 시리즈는 인텔에 비해 최상의 경우와 최악의 경우의 비율이 인텔 코어 시리즈에 비해 더욱 큰 폭으로 하락하는 것을 볼 수 있다.
추가로 코어의 캐시-메모리간 레이턴시와 CPU 코어간 레이턴시, 메모리 레이턴시도 확인했다.

인텔이 아키텍처 내용을 구체적으로 공개하지 않고 있어 어떤 변화가 있었는지 확인은 어렵지만, 테스트 결과에 따르면 10코어 구조의 코어 i9-10900K의 CPU 코어 레이턴시는 9세대와 동급 수준을 유지하는 것으로 나타났다.

메모리 레이턴시와 캐시-메모리간 레이턴시 역시 큰 변화가 없는 것으로 나타나, 최소한 10코어까지는 링버스의 효율을 걱정하지 않아도 될 것으로 판단된다.

세계 최고 게이밍 CPU, 인텔 10세대 코어 프로세서

이번 기사에서는 인텔 10세대 코어 프로세서의 최상위 모델인 코어 i9-10900K와 그 하위 라인업 모델인 코어 i7-10700K를 9세대 대응 모델 및 경쟁 모델과 비교해 보았다.

코어 i9-10900K는 여전히 14nm 공정 기반으로 생산되면서 발열과 소비전력의 한계는 명확하지만, 반대 급부로 세계 최고의 게이밍 CPU라는 타이틀을 유지하면서 높은 클럭을 바탕으로 멀티 스레드 작업도 경쟁사의 12코어 모델에 준하는 수준으로 끌어올렸다.

세계 최초의 5GHz 달성을 위해 모든 것을 포기했음에도 외면받았던 모 CPU와는 처지가 다르다.

코어 i7-10700K는 전 세대 메인스트림 최상위 모델인 코어 i9-9900K와 동일한 8코어 16스레드 구성이면서 CPU 클럭과 메모리 클럭을 끌어올려 게임 성능면에서 확실한 개선이 돋보이며, 작업 성능 역시 개선되어 비교 모델에 준하는 성능을 내준다.

여기에 개선된 STIM 구성으로 발열면에서 상당한 이득을 챙겼고, 예상외로 소비전력도 개선되었으며, 코어 i9-9900K와 비교해 100달러 이상 싼 가격이 책정되어 전성비 및 가성비를 노리는 게이머들에게 강하게 어필할 수 있을 것으로 기대된다.

한가지 우려되는 점을 꼽자면 초기 출시되는 Z490 칩셋 메인보드의 가격이 만만찮을 것으로 예상된다는 것을 들 수 있다. 다행이 5월 말 보급형 칩셋인 H470/ B460/ H410 메인보드의 출시가 예정되어 있다는 소식이 전해지고 있으니, 보드 가격이 부담되는 게이머라면 잠시 여유를 가져보자.
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