아난드텍은 인텔측에서 공개한 슬라이드를 바탕으로 하스웰 (Haswell) 아키텍처가 이전과 어떻게 달라졌는지 소개했습니다. 결론 적으로 말하면 하스웰은 특히 모바일에 촛점을 맞추고 전력 효율을 증가시키는데 많은 개선을 이룬 것으로 보입니다. 물론 미래를 위한 새로운 아키텍처와 명령어도 가지고 있습니다. 이를 통해 인텔은 이미 승리를 거둔 AMD 경쟁 대신 새로운 강적으로 등장한 ARM 과의 싸움을 준비하는 것으로 보입니다. 이들의 격돌 무대는 물론 모바일이 될 것입니다. (다만 현 시점에서 알려지는 내용은 확정된 내용이 아니라 IDF 및 루머를 종합한 것으로 정식 출시경에는 다소 변경이 있을 수 있으니 참조하시기 바랍니다 )
(이전에 공개된 대로 하스웰은 4 세대 인텔 코어 프로세서라는 명칭으로 등장합니다. 아마도 브로드웰은 5 세대 코어 프로세서로 등장하게 될 것으로 보이며 이후 등장하는 스카이레이크에서는 다시 아키텍처를 새롭게 한다는 이야기가 나오고 있습니다. All Image Credit : Intel)
하스웰은 노트북의 TDP 디자인을 현재의 35 - 45 W 에서 10 - 20 W 수준으로 떨어뜨리는데 목표를 두고 있다고 이미 2011 년 IDF 에서 언급된 바 있습니다. 현재까지 알려지기로는 하스웰은 적어도 세가지 버전이 존재합니다. 첫번재 버전은 데스크탑 모델을 대체할 하스웰 (Haswell) 이며 샌대 -> 아이비가 그랬듯이 전력 대 성능비가 다소 향상될 것으로 보입니다. 대략 성능은 10% 수준의 향상을 바라보고 있으며 하스웰의 특징을 감안해보면 이번에도 TDP 에 다소 감소가 있을 가능성이 있습니다.
모바일 시장에서는 전통적인 노트북을 위한 하스웰 M (Haswell M) 이 존재하는데 이 제품은 사실 그냥 데스크탑 버전을 노트북 버전으로 변경한 것으로 이전 세대 모델과 근본적인 차이는 없고 역시 완전한 SoC 가 아닌 두개의 칩을 사용한 버전이 될 것으로 보인다고 합니다. 그러나 울트라북을 위해 등장한 하스웰 U (Haswell U/ULT) 는 사실상 완전한 SoC 디자인과 LP DDR3 를 사용해서 전력 소모량을 획기적으로 감소시키게 될 것이라고 합니다. 이는 물론 윈도우 8 용 타블렛 시장을 같이 노리는 정책이라고 할 수 있겠죠.
새로운 하스웰 프로세서는 특히 윈도우 8 과 같이 사용할 때 전력 효율면에서 진가를 발휘하게 됩니다. 이들은 CPU 와 주변 장치간의 신호 동기화를 통해 CPU 가 자꾸만 깨서 일하는 횟수를 줄이고 배터리 소모 시간에서 획기적인 진보를 이룬다는 방침입니다. 즉 이미 줄어들 만큼 줄어든 CPU 의 전력 소모만 줄이는 것이 아니라 주변 장치와의 조화를 꾀해서 획기적인 전력 소모 감소를 이뤄낸다는 것입니다. 이것이 하스웰이 기존 세대 대비 20배나 향상된 전력 절감효과를 가져온다고 주장하는 근거입니다. 아래 슬라이드에서 보듯이 신호 동기화는 power off 된 시간을 크게 증가시킬 수 있습니다. 이 새로운 아이들 상태는 S0ix 라고 불립니다.
하스웰은 U/ULT 는 특히 아이들 상태 및 대기 전력 소모를 크게 감소시켜 배터리 수명 향상에 도움을 줌니다. 이런 조치가 꼭 필요한 이유는 물론 ARM 기반 AP 들에 대한 대비 책입니다. 오래 전부터 모바일에 사용되어 이미 모바일과 저전력화에 최적화가 상당히 진행된 ARM 기반 AP 들에 대항하기 위해서는 x86 아키텍처는 한단계 대대적인 변화가 불가피하고 그 해결책이 바로 하스웰로 나타난 것입니다.
성능보다 전력 소모 감소라는 슬로건은 고성능을 추구하는 하이엔드 데스크탑 사용자에게는 그다지 반가운 소식이 아니지만 점차 급격히 성장하는 모바일 부분에서 인텔이 생존하기 위해서 사실 올바른 방향이라고 생각됩니다. 이 부분을 간과하고 있다가는 점차 모바일에서 전방위로 침투중에 있는 ARM 공세 앞에 인텔 마저 무사하지 못할 가능성이 있습니다.
사실 하스웰 자체는 이미 2011 년에 샘플이 나와있는 상태였습니다. 그러나 이를 시장에 투입해 기대한 성과를 거두기 위해서 MS 같은 OS 제조사는 물론 - 사실 MS 역시 모바일 부분에서 인텔과 비슷한 고민을 안고 있습니다. 즉 안드로이드나 iOS 같이 모바일 시장을 장악한 OS 의 공세에 맞춰서 자사의 윈도우를 모바일 용으로 갈아엎는 수준의 변화가 필요했고 그것이 윈도우 8 이라고 할 수 있습니다 - 주변 기기를 제조하는 업체들과의 긴밀한 협조가 필요합니다. 그것이 하스웰의 출시가 늦어진 이유라고 할 수 있을 것입니다.
하지만 하스웰이 단지 아이들 전력 소모 감소만을 이뤄낸 것은 아닙니다. 인텔은 하스웰에서 미래를 위해 아키텍처를 새롭게 갈아엎는 작업도 같이 추진했습니다. 하스웰의 프론트 엔드 (Front End) 는 2개의 28 entry Instruction Decode Queue 대신 한개의 56 entry Instruction Decode Queue 를 도입했으며 여기에 아이비 때부터 들어온 1.5K μops 캐쉬를 가지고 있습니다. 하지만 이 자체로는 급격한 변화라곤 할 수 없습니다.
프론트 엔드에 비해 하스웰의 Execution Engine 은 훨씬 큰 변화를 했습니다. 한마디로 더 넓어지고 새로운 2개의 execution port 를 지니게 되어 사이클 당 새로운 추가 연산이 가능해졌습니다.
이와 같은 아키텍의 향상과 새롭게 추가된 AVX2 같은 명령어 셋이 어떤 성능 향상을 가져올 지 두고봐야 알 듯 하지만 아무튼 기존의 네할렘 -> 아이비 브릿지의 Execution Engine 의 변화에 비해 하스웰은 더 큰 변화를 단행했다고 하겠습니다.
하스웰에서 새롭게 추가된 AVX 2 및 2개의 새로운 FMA 유닛이 과연 얼마나 IPC 향상을 이뤄냈는지는 미래에 진행될 벤치마크만이 알려줄 것입니다. 대략 평균 10% 정도라고 알려져 있는 데 과연 어느 정도일지 궁금한 부분이 아닐 수 없습니다. 한편 이외에도 하스웰에서는 L1,2 캐쉬가 더 증가한 변화도 있습니다. 거의 캐쉬 폭이 2배 정도 증가된 셈입니다.
다만 L3 캐쉬의 레이턴시는 올라갈 것이라고 합니다. 이점은 의외일 수 있으나 L3 를 느리게 해서 얻는 이점은 바로 파워에 있다고 합니다. 즉 전력 소모를 줄이기 위해 Decoupled L3 Cache 를 사용하는 것이며 이로 인해 얻는 전력대 성능비 향상은 충분히 단점을 상쇄한다고 인텔은 보고 있다고 합니다.
또 하스웰에서는 새로운 TSX (Transactional Synchronization eXtensions ) 이 도입되는데 그 내용이 상당히 복잡하긴 하지만 아무튼 다수의 코어가 하나의 데이터를 사용해 같은 일을 하지 않도록 막을 수 있는 방법을 매우 쉽게 해주게 된다고 합니다. 이는 특히 소프트웨어 개발자에게 많은 도움을 줄 것으로 인텔은 기대하고 있습니다.
이외에도 하스웰은 GPU 가 이전세대보다 더 크고 강력해지지만 이 부분에 대한 설명은 생략하도록 하겠씁니다. GPU 부분은 CPU 부분과는 별개라고 할 수 있기 때문입니다. 다만 인텔은 브로드웰에서 새로운 세대의 GPU 를 도입한다고 알려져 있습니다.
결국 이런식으로 막대한 자본과 기술을 투입해 계속해서 GPU 아키텍처를 일신하다 보면 언젠가 AMD 의 APU 도 이전같은 우위를 계속해서 지키기가 쉽지 만은 않겠죠. AMD 가 계속해서 라데온 GPU 효율을 끌어올려야 하는 이유가 여기 있습니다. 공정에서 인텔에 필연적으로 뒤지는 만큼 아키텍처로 승부를 봐야 하거든요. 여기에서 AMD 는 분명 1 - 2 세대 이상 여유가 있지만 매년 GPU 를 갈아엎는 인텔 역시 더 이상 무시만 할 수 있는 상대는 아닐게 분명합니다.
아무튼 하스웰에 대해서 개인적으로 아쉬운 부분이 있다면 역시 고성능 하이엔드 사용자를 위한 배려가 적어 보인다는 점입니다. 다만 그렇다고는 해도 성능 향상이 없는 건 분명 아닐 것이라고 믿습니다. 아이비 브릿지가 생각보다 성능 향상이 너무 적어서 실망한 사용자들이 많은데 이 부분을 어느 정도 해소해 주기를 기대해 봅니다. 물론 지금 인텔에게는 그런 부분 보다는 ARM 과의 대결이 더 급한 과제일 것입니다.
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