1편: CPU 소개, 벤치마크, 소프트웨어, AI 성능

퀘이사존 코어 울트라 285K/265K/245K 벤치마크

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인텔이 2008년부터 사용해 오던 유서 깊은 코어 i 시리즈 이름을 바꾸었습니다. 코어 울트라 시리즈로 말이죠. 사실 모바일용으로는 이미 작년에 출시했지만, 이번에는 데스크톱용이라는 큰 차이점이 있습니다. 바뀐 이름이 아직 생소한 코어 울트라 200S 시리즈, 애로우레이크는 이전 14세대와 비교하여 많은 점이 바뀌었습니다. 과연 이 개선으로 성능과 발열, 전력에 어떤 영향을 줬을까요. 확인해 보시죠.

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벤치마크는 총 3편입니다. 지금 읽고 계신 1편은 벤치마크 툴과 소프트웨어, AI를 테스트했습니다. 2편은 게임, 3편은 메모리 오버 클록, 클록/온도/소비전력입니다.

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목차

•  인텔 코어 울트라 애로우레이크 소개
•  세부 스펙
•  테스트 시스템
•  후원사 협찬
•  CPU 벤치마크, 소프트웨어 성능
•  CPU AI 테스트
•  NPU AI 테스트
•  U9 285K/i9-14900K Core-to-Core 레이턴시
•  벤치마크 종합 요약

인텔 코어 울트라 애로우레이크 소개

인텔은 지난 10월 11일 브랜드까지 대대적으로 개편한 코어 울트라 200S 시리즈(또는 시리즈 2), 코드네임: 애로우레이크를 공식 발표했습니다. 14세대까지 이어져 온 코어 i 브랜드는 더 이상 없고, 새로운 코어 울트라 브랜드가 데스크톱 제품에도 출시하게 되었습니다. 코어 울트라 200S는 어떠한 점이 바뀌었는지 주요 내용 훑어보겠습니다.

새로운 아키텍처: P-코어 IPC +9% / E-코어 IPC +32%

새로운 하이브리드 코어 아키텍처가 도입되었습니다. P-코어는 라이언 코브, E-코어는 스카이몬트로 이전에 출시한 루나레이크와 동일한 아키텍처가 적용되었습니다. 이들 아키텍처는 기존 CPU 아키텍처 대비 P-코어 IPC 9%, E-코어 IPC 32% 상승했다고 발표했습니다. 또한 P-코어에서는 1코어 당 2개 스레드를 제공하는 하이퍼 스레딩 기술을 적용하지 않았습니다.

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낮아진 게임 소비 전력과 온도

이번 코어 울트라 200S 시리즈 핵심은 바로 전력 효율과 온도입니다. 인텔은 코어 울트라 200S 게이밍 성능이 14세대와 비교했을 때 동급이거나 오히려 떨어질 수 있다고 인정하면서도 게임에서의 전력 효율과 낮은 온도를 강점으로 어필했습니다. 인텔은 14세대 대비 게이밍에서 소비 전력이 평균 73 W, 온도는 13도가량 낮아졌다고 설명했습니다.

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새로운 800 시리즈 칩세트와 LGA1851 소켓

인텔 코어 울트라 200S 시리즈는 새로운 800 시리즈 칩세트와 LGA1851 소켓을 사용합니다. CPU와 칩세트를 합쳐 최대 PCIe 48 레인을 지원하며, 그중 PCIe 5.0은 20레인을 지원합니다. 이외에도 USB4 또는 Thunderbolt 4를 지원합니다. 

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코어 울트라 200S 시리즈 5종 모델 출시: 294 ~ 589 달러0834

코어 울트라 200S 시리즈는 총 5개 모델이 출시합니다. 가격은 294 달러부터 589 달러로 지난 14세대와 비교하면 동일하거나 소폭 인하된 가격입니다. 이번 제품은 한국 시간 기준 10월 25일 00시에 공식 출시합니다.

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세부스펙

■ 파운드리를 인텔에서 TSMC로 변경, TSMC N3B 공정

■ AI를 위한 NPU 탑재

■ 하이퍼 스레딩 없음, 코어 수와 스레드 수가 같음

■ P-코어 L2 캐시가 코어당 2 MB에서 3 MB로 증가, E-코어는 L2 캐시 용량 동일

■ CPU에서 Gen5 M.2 SSD를 위한 x4 레인 할당

■ DDR5-6400 기본 지원

■ 최대 전력이 동일 라인업 14세대 대비 감소

■ 울트라 7 265K, 울트라 5 245K는 14세대 동일 라인업 대비 가격 인하

■ 울트라 9 285K는 내장 그래픽이 비활성화된 F 모델 없음

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* 코어 격리, 가상화 기반 보안 해제

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* 인텔 CPU는 Default Settings 전력 설정 적용

​* 코어 울트라 9 285K Performance 프로파일 설정 이유

▲ 코어 울트라 9 285K 프로파일 설정 문구

(왼쪽 Extreme 프로파일에 권장 사양을 초과한다는 문구가 포함)

▲ 코어 i9-14900K 프로파일 설정 문구

코어 울트라 9 285K는 Extreme 프로파일이 인텔 권장 사양을 초과한 설정이므로 보증을 준수한 Performance 프로파일로 설정하여 테스트했습니다. 반면 코어 i9-14900K는 Extreme 프로파일도 권장 사양을 준수하므로 해당 설정으로 테스트했습니다.

CPU 벤치마크, 소프트웨어 성능

CPU AI 테스트

* PyTorch: 파이썬 기반 오픈 소스 머신 러닝 라이브러리 테스트

* ResNet-50: 마이크로소프트에서 개발한 합성곱 신경망 모델

* Efficientnet: 2019년, Mingxing Tan과 Quoc V. Le이 개발한 합성곱 신경망 모델

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* TensorFlow: 오픈 소스 머신 러닝 라이브러리, 그 중 레퍼런스 벤치마크를 기반으로 딥러닝 프레임워크를 테스트

* AlexNet: 토론토 대학 교수 등 여러 학자가 공동 설계한 합성곱 신경망 모델

* GoogLeNet: 2014년, ImageNet에서 우승한 합성곱 신경망 모델

NPU AI 테스트

Core-to-Core 레이턴시

 코어 i9-14900K Core-to-Core 레이턴시(이미지를 클릭하면 커집니다)

먼저 14세대 코어 i9-14900K 자료입니다. P-코어가 16개로 보이는 이유는 하이퍼 스레딩을 지원하기 때문입니다. 따라서 녹색으로 보이는 한자리 수 레이턴시는 같은 코어에서 하이퍼 스레딩으로 늘어난 가상 스레드간 수치입니다. i9-14900K는 P-코어 8개와 E-코어 16개가 일직선으로 이어서 배치되어 있습니다. P-코어간 레이턴시는 30 ns, P-코어와 E-코어간 레이턴시는 35~40 ns 정도로 균일합니다. 반면 E-코어간 레이턴시는 40을 초과하여 50 ns를 넘기도 합니다.

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코어 울트라 9 285K Core-to-Core 레이턴시(이미지를 클릭하면 커집니다)

다음은 코어 울트라 9 285K의 Core-to-Core 레이턴시입니다. 위 슬라이드에서 볼 수 있듯 코어 울트라 시리즈는 14세대와 달리 P코어 사이에 E코어 클러스터가 끼어있습니다. 이는 레이턴시 표에서도 확인할 수 있는데, 녹색 부분이 E-코어 클러스터입니다. 동일 클러스터의 E-코어 레이턴시가 i9-14900K 대비 절반 이하로 낮아졌습니다. 같은 클러스터에 속한 E-코어 끼리는 레이턴시가 20 ns이며, 나머지 코어간 레이턴시는 35~40 ns 정도로 균일하지만 i9-14900K보다 소폭 느립니다.

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벤치마크 종합 요약

■ U7 265K, U5 245K 이전 세대 대비 가격 인하

코어 울트라 7 265K와 울트라 5 245K 가격이 이전 세대 동일 라인업 대비 낮아졌다. K 기준 265K는 15달러, 245K는 10달러 인하되었는데, 그동안 가격을 동결하거나 꾸준히 인상해 온 인텔 CPU로서는 긍정적인 소식이다. 울트라 9 285K는 가격이 동결되었다.

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■ 새로운 LGA1851 소켓 Z890 메인보드 필요, Gen5 M.2 SSD 지원 추가

코어 울트라 시리즈는 12세대부터 14세대까지 이례적으로 3세대가 이어진 LGA1700 소켓과 다른 LGA1851 소켓을 사용한다. 구조가 크게 바뀐만큼 예상했던 결과. 칩세트 역시 800 시리즈로 바뀌었다. 출시 시점에서는 Z890 한 종류만 공개되었다. CPU M.2 SSD 슬롯에 변경점이 있는데, CPU 자체에서 Gen5 M.2 SSD 지원이 추가되었다. 기존 14세대에서 Gen5 M.2 SSD를 사용하려면 그래픽카드 레인이 줄어드는 문제가 있었다. 코어 울트라에서 확대되어 Gen5 x4와 Gen4 x4 M.2 SSD를 각각 1개씩 활용할 수 있다.

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■ 하이퍼 스레딩 미지원, 하지만 높아진 작업 성능

코어 울트라 시리즈의 특징 중 하나라면 펜티엄 4에서 등장한 하이퍼 스레딩을 모든 라인업에서 지원하지 않는다. 하이퍼 스레딩은 가상 스레드를 추가해서 CPU 유휴 자원을 효율적으로 활용하는 기술이다. 코어 울트라에서 하이퍼 스레딩을 지원하지 않아 멀티 스레드를 활용하는 작업 성능에서 불이익이 있지는 않을까 걱정했지만, 결과적으로 작업 성능은 향상되었다. 시네벤치, 블렌더에서 이전 세대 대비 더 높은 성능이 측정되었기 때문. 핸드브레이크 인코딩에서 울트라 7과 5는 시간이 단축되었고 울트라 9 285K는 i9-14900K와 대동소이한 성능이다.

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■ E-코어 성능 향상, 시네벤치 P1/E16 설정 기준 35% 향상

E-코어 성능 향상이 크다. 울트라 9 285K와 i9-14900K를 동일하게 P1/1, E16/16 설정으로 테스트했을 때 시네벤치 R23 기준 285K가 약 35% 높다. 하이퍼 스레딩은 지원하지 않지만, E-코어로 작업 성능을 끌어올렸다.

■ 높아진 CPU AI 성능, 다만 젠5에는 미치지 못함

4종 CPU AI 테스트에서 이전 세대 대비 성능이 높아졌다. 4종 평균 울트라 5 245K가 i9-14900K와 동급이며, 울트라 9 285K는 26% 높다. 다만 젠5 라이젠 9000 시리즈보다는 낮았다.

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■ 단, NPU 활용 시 압도적인 AI 성능, 3종 NPU 테스트 평균 i9-14900K 대비 80% 높은 성능

코어 울트라 시리즈에는 AI를 위한 NPU가 탑재되어 있다. 특이사항이라면 울트라 5부터 울트라 9까지 NPU 성능이 같다는 점이다. 따라서 NPU를 활용하는 작업에서는 코어 울트라 5~9 CPU가 비슷한 성능을 발휘한다. 3종 NPU AI 테스트에서 i9-14900K 대비 80% 높은 성능이 측정되었다.

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