인텔 차세대 프로세서, 윌로우 코브·타이거 레이크 SoC

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권경욱 기자 0   0

인텔은 8월 13일(현지시간) 아키텍처 데이 2020(Architecture Day 2020)을 열고 새로운 시대의 변화에 맞춰 기술 혁신의 6가지 분야에서의 진전을 소개했다. 


인텔은 6가지 분야의 진전 중 차세대 프로세서 윌로우 코브(Willow Cove)와 타이거 레이크(Tiger Lake)에 대한 내용도 공개했다.



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윌로우 코브는 인텔의 차세대 CPU 마이크로아키텍처로 10nm 슈퍼핀 기술 및 써니 코브(Sunny Cove) 아키텍처에 기반하는 프로세서이며 클럭 및 전력 효율을 개선 등을 바탕으로 CPU 성능을 향상한다. 기존 캐쉬 메모리는 512Kb에서 대용량 비-인클루시브(non-inclusive) 1.25MB MLC로 재설계된 캐싱(Caching) 아키텍처와 인텔 제어 흐름 적용 기술 (Intel Control Flow Execution Technology)을 통한 보안 강화도 이루어진다.



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이러한 특징들을 바탕으로 윌로우 코브는 이전 세대 대비 드라마틱한 주파수 향상이 가능해진다. 써니 코드 아키텍처는 이전 대비 우수한 IPC(클럭 당 명령어 처리 성능)을 제공했으나 윌로우 코브는 이를 다시 개선한다. 



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윌로우 코브는 전압 및 주파수 스케일링 기능을 개선해 같은 전압에서 동작하는 클럭이 향상되고 동일한 클럭에서는 동작 전압이 낮아지는 등 더 높은 클럭에서의 작동이 가능해진다. 윌로우 코브는 써니 코브와 동일 작업에서 더 높은 클럭이 가능해 보다 빠른 작업 처리가 가능해지며 이는 성능으로 직결된다.



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이와 함께 새로 등장하는 타이거 레이크는 10nm 슈퍼핀 기술을 바탕으로 클럭과 아키텍처를 개선하며 새로운 Xe-LP 그래픽을 통합한 SoC다. 슈퍼핀 기술을 통해 현재의 데스크탑 프로세서와 같이 최대 5.0GHz 클럭 달성이 가능할 것으로 알려졌다.


타이거 레이크는 CPU의 범용 성능과 AI, 내장 그래픽 성능, 향상된 메모리 클럭, SoC의 입출력, 보안 향상 등을 목표로 개발되었으며 CPU 및 인공지능(AI) 연산 등에 대한 최적화를 통해 향상된 CPU 성능과 AI 성능을 제공할 것으로 알려졌다.



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타이거 레이크에 통합되는 Xe 그래픽 마이크로 아키텍처는 Xe의 저전력 버전인 Xe-LP로 내장 및 모바일 프로세서에 최적화된 아키텍처다. 인텔은 Xe 그래픽에 Xe-LP 외에도 게이밍 시장을 위한 Xe-HPG와 고성능 컴퓨팅(HPC)를 위한 Xe-HP 등도 출시 예정이다.


Xe-LP에는 기존 세대 내장 그래픽(iGPU)이 24개(24EUs, HD Graphics 630)와 48개(48EUs, Iris Plus Graphics 640), 64개(64EUs, Iris Plus Graphics G7, Ice Lake Gen11)를 탑재한데 반해 전력 효율 개선된 최대 96개의 실행 유닛(EU: Execution Unit)을 탑재해 내장 그래픽 성능도 향상된다.



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또한 L3 캐쉬는 3.8MB로 증가했으며 GPU의 마지막 레벨 캐쉬(LLC) 용량은 12MB에서 24MB로 50% 확장해 이전과 동일한 낮은 히트 대기 시간을 유지하면서 더 많은 작업을 처리할 수 있게 해준다. 메모리 컨트롤러도 향상된다. 듀얼 채널 메모리 컨트롤러 효율 향상으로 대역폭 2배, 최대 86GB/s 메모리 대역폭을 구현할 수 있다. 메모리는 아이스 레이크(Ice Lake)가 DDR4-3200과 LPDDR4x-3733MHz를 지원하는데 반해 LP4x-4267MHz와 DDR4-3200MHz, LP5-5400을 지원하며 인텔 토탈 메모리 암호화(Intel Total Memory Encryption, TME)로 하드웨어 공격을 방어할 수 있다.



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또한 CPU 명령 세트에 AVX512의 확장으로 알려진 VNNI (Vector Neural Network Instructions)를 추가해 CPU의 딥 러닝 성능을 개선한다. 아이스 레이크에서 도입한 GNA(Intel Gaussian and Neural Acceleartor)는 GNA 2.0으로 개선되며 기존 GNA 대비 20% 낮은 CPU 점유율, 낮은 전력 효율 등을 제공한다.



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디스플레이 메모리 사이에는 양방향 액세스가 가능해 최대 64GB/s 대역폭, SoC 인터커넥트를 거치지 않아도 메모리에서 디스플레이 출력이 가능해 디스플레이 출력의 유연성이 향상된다. IPU6 이미지 프로세서를 내장해 최대 6개의 센서, 4K90 영상과 스틸 이미지 최대 4200만 화소(42MP)를 지원한다. 초기에는 4K30 영상과 2700만 화소(27MP)를 지원했다.



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입출력 부분에서는 썬더볼트 4(Thunderbolt 4)와 USB 4.를 지원해 최대 40Gbps 대역폭을 각 포트에서 제공한다. 타입-C(Type-C)를 통해 디스플레이 출력이 가능하며 CPU를 통해 PCIe 4.0을 지원해 낮은 레이턴시, 높은 대역폭을 이용할 수 있다. PCIe 4.0 SSD는 CPU에 직접 연결, PCH 대비 100ns 이하의 지연시간을 제공하고 8GB/s의 대역폭을 이용 가능하다.



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전력의 효율적인 관리도 지원한다. CPU의 더 깊은 단계의 C State 전력 관리, 낮은 로드 상황에서 FIVR 효율 향상, PCIe와 Type-C 등의 각종 로직과 온도 센서 등 게이트 단계 차단,

하드웨어 기반의 저장과 복원 로직을 제공하는 등 전력 최적화를 목표로 하며 각종 기능과 메모리 시스템은 자동화된 DVFS로 주파수 스케일과 전압을 대역포 범위 내에서 최적화한다.


한편 인텔의 차세대 모바일 프로세서 코드네임 타이거 레이크는 10nm 슈퍼핀 기술을 기반으로 현재 생산 중이며 연말 홀리데이 시즌에 등장 예정이다.

 

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