x86 아키텍처는 현재도 PC와 노트북, 서버 영역에서 주류 CPU 아키텍처이지만, 사실 그 기원은 Arm이나 RISC-V보다 더 오래됐습니다. 따라서 의외로 오래된 구조를 계속 사용하는 경우가 많은데, 예를 들어 x86의 범용 레지스터는 8086 이래 8개였다가 2003년 AMD64에서 16개가 된 뒤 20년간 동결된 상태입니다.
하지만 그 사이 Arm의 64비트 ISA인 Arm A64 및 RISC-V는 32개(또는 31개)의 범용 레지스터를 표준으로 삼아 더 효율적인 구조를 지니게 됐습니다. 반면 논리 레지스터 부족으로 값을 메모리의 스택 영역에 내렸다 올리는 빈도가 높은 것이 x86-64 프로그램의 고질적인 성능 오버헤드로 지적되어 왔습니다.
이 문제를 해결하기 위해 2023년 인텔은 AVX10과 동시에 APX(Advanced Performance Extensions)를 발표했습니다. 32개의 범용 레지스터를 지닌 APX를 도입하면 x86 프로세서가 속도가 느린 메모리에 반복적으로 접근하는 대신 속도가 매우 빠른 내부 레지스터에 더 많은 데이터를 저장할 수 있기 때문에 속도를 높일 수 있습니다.
인텔에 따르면 SPEC CPU 2017 정수 벤치마크 기준 시뮬레이션에서 APX로 컴파일된 코드는 기존 대비 로드가 약 10%, 스토어가 20% 이상 감소했습니다. 평균 명령어 길이는 접두사 추가로 다소 늘어나지만 총 명령어 수가 약 10% 줄어 전체 코드 밀도는 유사한 수준을 유지할 수 있습니다.
물론 x86 명령어는 AMD도 같이 사용하기 때문에 AMD 역시 이 개정안에 같이 참여해 x86 에코시스템 자문 그룹(x86 Ecosystem Advisory Group)을 통해 협력하고 있습니다. 다만 현재 알려진 바에 따르면 APX를 주도 인텔 쪽이 더 적용이 빠를 예정입니다.
인텔은 차세대 프로세서인 소비자용 노바 레이크와 서버용 다이아몬즈 래피즈에서 APX를 지원할 예정입니다. 인텔은 다이아몬드 래피즈에 APX와 AVX10을 동시 탑재한다고 개발자용 ISA(Instruction Set Architecture) 확장 문서를 통해 밝힌 바 있으며 노바 레이크 역시 앞서 소개드린 것처럼 인텔 ISA 프로그래밍 레퍼런스 문서(60th Edition, 2025년 11월 기준)에서 AVX10.1, AVX10.2, APX 지원을 명시했습니다.
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이에 맞춰 윈도우 11에서도 변화가 감지되고 있습니다. 최신 윈도우 11 인사이더 프리뷰 빌드 29695.1001에는 새로운 APX 토글 기능이 포함되어 있습니다. 이 기능은 윈도우 11에서 APX를 사용해서 성능을 높이는 기술이기 때문에 노바 레이크 출시에 맞춰 정식 버전에 포함될 가능성이 높아 보입니다.
반면 아키텍처는 오픈소스 컴파일러인 GCC 16 등의 개발 문서와 코드 분석에 따르면, Zen 6 코어 명세에는 새로운 AVX 명령어 확장(AVX512_BMM, AVX_IFMA 등)과 FRED(Flexible Return and Event Delivery) 등은 포함되어 있으나 APX 관련 명령어 세트는 완전히 빠져 있습니다. 따라서 Zen 7가 첫번째 APX 지원 프로세서가 될 것으로 보이지만, 아직 공식 확인된 것은 없습니다. 아마도 Zen 6 설계를 어느 정도 완료된 시점에 APX 참여를 결정한 것이 원인으로 추정됩니다.
따라서 정식 제품이 나왔을때 실제로 노바 레이크는 APX를 지원하고 Zen 6는 지원하지 않는다면 당장에는 큰 영향이 없겠지만, 2-3년 후에는 상황이 조금 변할 수 있습니다. APX를 제대로 지원하는 소프트웨어들이 출시되면서 체감 성능에 차이가 생길 수도 있기 때문입니다. 예를 들어 32개의 레지스터를 활용해 메인 메모리 로드/스토어 횟수(최대 10~20% 감소)를 줄이므로, 압축/해제(7-Zip 등), 데이터베이스 연산, C/C++ 기반의 복잡한 백엔드 서버 연산에서 차이를 보일 수 있습니다. 그리고 게임 최소 프레임 방어에도 유리할 가능성이 있습니다.
최근 메모리 가격은 물론 전반적인 시스템 가격이 오른 상태에서 CPU를 한 번 구매하면 오래써야 하는 상황입니다. 이런 점을 고려할 때 노바 레이크가 APX를 지원하고 Zen 6는 지원하지 않는게 확정되면 이를 광고에 적극 활용할 가능성이 높아 앞으로 재미있어 질 것으로 예상됩니다. 실제로 어떻게 출시될지 궁금합니다.
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