코드명 ‘샌디 브릿지(Sandy Bridge)’ 로 불리는 인텔의 새로운 코어 프로세서는 출시와 함께 빠르게 기존의 프로세서 제품군을 대체하기 시작했다. 메인스트림과 퍼포먼스 급 시장을 위한 쿼드 코어 프로세서 라인업인 코어 i5 2500, 코어 i7 2600 프로세서는 출시와 함께 성공적인 포지셔닝과 함께 자연스러운 세대 교체를 이끌어 내고 있다.

이런 ‘샌디 브릿지’ 의 영향력이 이제 엔트리 급까지 확대되는 기회가 왔다. 인텔은 아직도 나름대로 ‘고급형’으로 분류되는 쿼드 코어 프로세서 뿐 아니라, 엔트리급을 위한 보급형 듀얼 코어 프로세서도 샌디 브릿지 기반으로 세대교체를 시도하고 있다. 이는 예전 코어 프로세서에서 듀얼 코어와 쿼드 코어 제품군이 다른 모습을 보였던 것과는 또 다른 행보다.

인텔의 코어 i3-2120 프로세서는 이 ‘샌디 브릿지’ 아키텍처를 기반으로 한 보급형 듀얼 코어 프로세서다. 코어 i3 프로세서 제품군이 가지는 합리적인 가격과 샌디 브릿지 아키텍처가 제공하는 높은 성능이 조화를 이루는 이 프로세서는, 전 세대인 코어 i3 500, 600 시리즈 프로세서를 대체하는 위치에 있다.

■ 더 완성도 높아진 플랫폼

이번 ‘샌디 브릿지’ 는 프로세서와 플랫폼 모두에서 ‘진화’ 적인 성격이 강하다. 전 세대인 네할렘 아키텍처에서 프로세서에 메모리 컨트롤러와 PCI 익스프레스 컨트롤러를 통합해 플랫폼 전체의 디자인을 바꾸는 ‘대변혁’을 시도했다면, 샌디 브릿지에서는 프로세서 안에 통합된 각종 요소들의 연결을 ‘최적화’하는 변화가 이루어진 것이다.

샌디 브릿지 기반 프로세서는 외형적으로 보면 전 세대의 듀얼 코어 프로세서였던 ‘클락데일(Clarkdale)’ 기반 코어 i3, i5 프로세서와 큰 차이가 나지 않는다. 제조 공정도 두 제품 모두 32nm High-k를 사용하며, LGA 1156에서 1155로 소켓이 바뀌긴 했지만 프로세서 패키지 안에 메모리 컨트롤러와 PCI 익스프레스 컨트롤러가 통합되어 두 개의 칩으로 전체적인 시스템이 구성되는 것은 동일하기 때문이다.

하지만 프로세서 내부에서는 많은 변화가 있었다. 멀티칩 패키징 방식을 사용했던 클락데일에 비해 샌디 브릿지 기반의 듀얼 코어 프로세서는 단 하나의 다이로 구성되어 있으며, 내부 구성 요소들의 연결도 더 빨라졌다. 또한 하드웨어 H.264 인코딩 유닛인 ‘퀵싱크’ 기술이나 AVX 명령어 등도 전 세대의 프로세서와 비교했을 때 달라진 점으로 꼽힌다.

▲ 샌디 브릿지는 이제 진정한 통합을 이루어 냈다.

기존 클락데일의 멀티칩 패키징은 프로세서 ‘코어’와 ‘언코어’ 영역으로 나뉘어서, 언코어 영역에 그래픽 코어와 메모리 컨트롤러가 자리잡고, 코어 영역과는 QPI로 연결되는 형태를 가지고 있었다. 이 경우 외형적으로는 하나의 패키지지만 실질적으로는 완전한 통합이라 보기 어렵고, 실제로 메모리 컨트롤러 성능에서도 프로세서 내장 메모리 컨트롤러의 이점을 제대로 살리지 못했다.

하지만 샌디 브릿지에 이르러 인텔은 지금까지 멀티칩 패키징으로 구성하던 것들을 하나의 프로세서 다이에 모두 포함하는 데 성공했다. 또한 각각의 구성 요소들은 모두 모듈화해서 다양한 형태로 조합이 가능하게 했다. 그리고 이 구성 요소들의 연결은 지금까지와는 달리 모든 요소가 함께 공유하는 링버스 구조를 사용했다.

링버스 구조를 채택하면서 얻은 장점은 내부 대역폭과 LLC(Last Level Cache)의 유연한 사용법이다. 샌디 브릿지의 링버스 구조는 연결당 96GB/s를 제공하며, 듀얼 코어 디자인에서는 LLC와의 연결에 최대 192GB/s의 연결 속도를 제공한다. 또한 모든 장치가 공유하게 되는 링버스를 사용하면서, 프로세서 내의 모든 장치는 이론적으로 LLC를 활용할 수 있으며, 실제로 그래픽 코어가 LLC를 공유하게 된다.

또한 샌디 브릿지 아키텍처에 추가된 AVX(Advanved Vector Extensions)는 이름대로 벡터 연산을 위한 확장 명령어 셋이며, 부동소수점 연산의 가속에 활용된다. 이 명령어 셋의 특징은 ‘256비트’ 연산 유닛을 이용한다는 것인데, 이를 통해 기존의 128비트 폭을 가지던 SSE를 사용하던 경우 두 번에 나누어 해야 했던 연산을 한 사이클에 해결해 성능 향상을 기대할 수 있게 해 준다.

▲ 비주얼 성능을 위해 큰 폭의 구조개선이 이루어진 '그래픽 코어' 다이어그램

이번 샌디 브릿지에서는 인텔이 제시한 ‘비주얼 컴퓨팅’ 을 위해, 프로세서에 내장된 그래픽 코어의 성능도 강화되었다. 샌디 브릿지에 사용되는 HD 그래픽스 라인업은 일반적인 컴퓨팅에 있어 충분히 활용이 가능한 수준인 다이렉트X(DirectX) 10.1과 오픈GL(OpenGL) 2.1 규격을 지원하고 있으며, 멀티미디어를 위한 기능들도 충실하게 지원되고 있다.

샌디 브릿지 계열 프로세서들에 탑재된 그래픽 코어는 크게 두 가지로 나뉜다. 일반적인 데스크톱 프로세서 라인업에서는 HD 그래픽스 2000 라인업을, 모바일 라인업과 데스크톱의 K 시리즈들은 HD 그래픽스 3000 라인업을 사용하고 있는데, 이들간의 차이는 ‘실행 유닛’ 수의 차이와 그로 인한 성능의 차이다.

샌디 브릿지에 사용되는 HD 그래픽스의 실행 유닛은 기존에 비해 고정 기능 유닛을 더 많이 활용해 실행 유닛의 성능을 종전에 비해 두 배 가량 끌어올렸다. 또한 이 실행 유닛은 단순히 게이밍을 위한 그래픽 처리 뿐 아니라 3D 디스플레이의 지원을 위한 연산 등에도 활용될 수 있어, 내장 그래픽만으로도 3D 디스플레이를 즐길 수 있게 해 준다.

멀티미디어를 위한 기능으로는 전 세대에도 있었던 H.264 하드웨어 디코딩 엔진 이외에 별도의 ‘인코딩 유닛’ 이 장착되었다. ‘퀵싱크(QuickSync)’라 불리는 이 기술을 사용하는 경우, 많이 사용되는 H.264 영상의 인코딩 작업에서 이를 사용하지 않는 경우에 비해 수 배 빠르게 처리가 가능하다. ‘비주얼 컴퓨팅’의 테마가 ‘비주얼 효과’ 이외에도 ‘체감’ 이라는 면이 있음을 생각할 때, 이 유닛은 ‘비주얼 컴퓨팅’을 잘 보여주는 좋은 예다.

■  더 명료해진 포지션 확립

샌디 브릿지 기반 프로세서들은 메인스트림과 퍼포먼스급 쿼드 코어 제품인 코어 i5, i7 제품군을 시작으로 엔트리급 듀얼 코어 제품인 코어 i3과 펜티엄, 셀러론 제품군까지 폭넓게 출시된다. 이는 기존 네할렘 아키텍처 기반의 코어 프로세서 제품군이 린필드와 클락데일 두 가지 형태로 구성되었던 데 비해 비교적 간소화된 형태로, 제품군간의 특징도 명확히 정의되었다.

전 세대와 달리 인텔은 샌디 브릿지에 와서 다시 하나의 아키텍처만으로 전 라인업을 구성하고 있다. 이에 따라 최상위의 i7 모델부터 최하위 셀러론 모델까지 모두 ‘샌디 브릿지’ 기반의 프로세서로 새롭게 출시된다. 이와 함께 각 프로세서간 특징도 더 명확하게 정리해, 코어 프로세서 브랜드의 도입 이유였던 브랜드의 완전한 ‘등급화’의 완성에 더 가까이 다가갔다.

▲ 샌디브릿지 계열은 종전보다 좀 더 명확한 제품별 포지션이 특징이다.

샌디 브릿지 아키텍처 기반 프로세서의 라인업에서 찾을 수 있는 특징은 브랜드에 따른 기능과 성능 차이가 더 명확히 정리되었다는 것이다. 전반적인 특징은 유사하지만, 이전 세대의 코어 i5 라인업에서 듀얼 코어 프로세서와 쿼드 코어 프로세서가 혼재하는 등으로 다소 복잡했던 라인업은 이제 완전히 정리되어, 코어와 쓰레드 수, 기타 기능으로 명확한 제품간 차이를 만들어 냈다.

샌디 브릿지가 보여 주는 프로세서 라인업의 특징은 전 세대 코어 프로세서가 가지고 있던 특징과 유사하다. 코어 i3에서는 듀얼 코어 디자인에서 하이퍼쓰레딩(Hyper Threading) 기술을 통한 4쓰레드 처리를, 코어 i5에서는 4쓰레드 처리와 함께 터보 부스트(Turbo Boost) 기능을, 코어 i7에서는 8쓰레드 처리와 터보 부스트 기능을 모두 제공하는 형태의 주요 특징은 그대로지만, 코어 i5제품군을 쿼드 코어 제품군으로만 구성해 라인업을 단순화했다.

샌디 브릿지 기반 프로세서 라인업은 다섯 가지 브랜드로 구성되고, 브랜드에 따라 분명한 특징을 가진다. 샌디 브릿지 기반 코어 i3는 듀얼 코어 프로세서지만 하이퍼쓰레딩 기술을 사용한 4쓰레드 처리가 제공된다. 또한 AVX와 하드웨어 H.264 인코딩 엔진, CVT-HD 등의 향상된 비주얼 지원 기능을 사용할 수 있다. 여기서부터 제대로 된 ‘샌디 브릿지’ 인 셈이다.

샌디 브릿지 기반 코어 i5는 쿼드 코어 디자인을 가지고 있어, 4코어 4쓰레드 구성을 통해 듀얼 코어 디자인 기반인 하위 모델과 분명한 차이를 보여 준다. 또한 LLC가 6MB까지 늘어나며, 하위 모델에서 지원되지 않던 AES-NI 명령어, ‘터보 부스트’ 기술을 사용할 수 있다. 코어 i7에서는 4코어에서 하이퍼쓰레딩 기능을 통해 8쓰레드 처리를 지원하며, LLC가 8MB로 늘어나 ‘완전체’의 모습을 보여 준다.

▲ 새로운 보급형 플랫폼은 코어 i3 2100 시리즈와 H61 칩 조합으로 이루어진다.

샌디 브릿지 기반 코어 프로세서 패밀리도 기존의 코어 프로세서 패밀리가 사용하던 브랜드를 그대로 사용하는 만큼, 전 세대의 프로세서와 비교해 주요 특징은 비슷하게 맞춰져 있다. 코어 i3 2100 시리즈는 기존의 코어 i5 500 시리즈를 대체하는 위치로 포지셔닝되어 있으며, 듀얼 코어 디자인과 하이퍼쓰레딩 기술 등의 특징은 그대로 이어진다.

또한 샌디 브릿지의 가격 정책은 지금까지 인텔이 유지해 왔던 대로, 기존 라인업에서 동급의 제품이 가지고 있던 가격에 거의 근접하게 책정해 자연스럽게 세대가 교체되도록 하는 형태다. 이런 정책은 이번에도 마찬가지여서, 코어 i3 2100 시리즈의 가격은 코어 i3 500 시리즈와 비슷한 수준으로 책정되어 자연스럽게 새로운 플랫폼을 선택하도록 유도하고 있다.

한편, 인텔은 보급형 시장을 위한 코어 i3 2100 시리즈를 투입하면서, 가격에 민감한 엔트리급 시장을 위한 새로운 보급형 칩셋을 함께 소개하고 있다. H61로 명명된 이 칩셋은 기존의 H67 칩셋에서 SATA3 지원이나 RST(Intel Rapid Storage Technology)를 통한 RAID 지원이 빠지며, 지원 가능한 포트 수도 4개로 제한되는 등, 기존 칩셋의 기능을 줄여 보급형 PC에 맞는 가격 경쟁력을 갖출 것으로 보인다.

■ 쿼드 코어 프로세서를 따라 잡는 듀얼 코어

▲ 테스트 시스템은 전형적인 ‘새로운 엔트리급’ 플랫폼

코어 i3 2100 시리즈 프로세서는 기존의 코어 i3 500 시리즈 프로세서가 가지고 있던 엔트리급 플랫폼을 대체하는 위치에 있다. 인텔이 샌디 브릿지 아키텍처 기반 프로세서를 소개하면서 밝혔던 ‘기존 플랫폼 대비 큰 폭의 성능 향상’ 은 하위 모델에서도 예외가 아니며, 성능 향상으로 인한 이점은 상위 모델의 그것보다 더 큰 비중을 차지한다.

테스트 시스템은 코어 i3 프로세서 시리즈가 주로 사용되는 엔트리급 시스템의 구성을 반영해 프로세서 내장 그래픽을 사용하는 형태로 구성되었다. 메인보드는 인텔이 새롭게 소개한 엔트리급 칩셋인 H61을 사용한 메인보드인 인텔 DH61CR을 사용했으며, 메모리는 2GB 모듈 두 개로 4GB를 구성했다. 이런 형태의 구성은 상위 모델과 달리, 플랫폼의 성능과 실제 사용 성능을 동시에 대변할 수 있다는 의미가 있다.

▲ 패스마크 퍼포먼스 테스트(프로세서), 수치는 높을수록 좋다.

▲ 패스마크 퍼포먼스 테스트(메모리), 수치는 높을수록 좋다.

패스마크 퍼포먼스 테스트 7(Passmark Performance Test) 결과에서는, 전 세대의 동급 위치에 있던 프로세서인 코어 i3 530과 분명한 성능 차이가 있음을 확인할 수 있다. 이는 기본적으로 높은 기본 클럭과 함께 개선된 프로세서 구조를 통한 단위 클럭당 성능 향상이 가져 온 결과로 해석할 수 있다.

메모리 테스트 결과도 흥미롭다. 샌디 브릿지 계열 프로세서는 이전 세대의 클락데일과 다르게 단일 실리콘 구성을 가지고 있으며, 링버스로 연결되어 있다. 이는 기존에 QPI 링크를 통해 프로세서 코어와 연결되던 클락데일에 비해 성능 향상을 기대할 수 있는 부분이며, 메모리 테스트 결과가 상위 모델인 i5 2500과 유사하다는 것으로 이를 확인할 수 있다.

프로세서와 메모리 부분의 성능 향상은 전반적인 플랫폼의 성능 향상으로 이어진다. 특히 시스템메모리를 공유하는 내장 그래픽 코어를 활용하는 경우에는 메모리 부분의 성능이 그래픽 성능과도 연결된다. 이를 생각할 때 전반적인 플랫폼의 성능 향상은 인텔이 강조하는 ‘비주얼 컴퓨팅’ 을 체감할 수 있도록 하기 위한 기본 바탕이 된다.

▲ PCMark Vantage, 수치는 높을수록 좋다.

전반적인 플랫폼의 성능을 확인할 수 있는 PCMark Vantage의 결과에서도 코어 i3 2120 기반의 테스트 시스템은 기존의 코어 i3 540을 기반으로 한 테스트 시스템에 비해 상당한 성능 우위를 보여주고 있음을 확인할 수 있다. 코어 i3 2120의 전반적인 성능은 기존 i3 540과 현재의 i5 2500의 중간 정도에 위치하는데, 이 정도면 전 세대의 코어 i5에 근접할 정도다.

이 테스트 결과에서 코어 i3 2120은 많은 부분에서 상위 모델인 코어 i5 2500에 근접하는 결과를 보여주고 있다. 이는 테스트 슈트가 시스템의 멀티 코어 지원 등에서 시스템 자원을 효율적으로 사용하지 못하기 때문이지만, 이런 결과가 오히려 현실적인 사용자 환경으로 반영되기도 한다. 즉, PCMark Vantage가 가정하고 있는 환경 수준에서는 i3 2120이 아주 비용 효율적인 선택이 된다.

하지만 멀티쓰레드 환경을 비교적 충실하게 반영하는 커뮤니케이션즈 부분은 상위 모델인 i5 2500과 분명한 격차가 나타난다. 같은 4쓰레드 처리가 가능하지만, 물리적인 코어 수와 연산 능력에서 분명한 차이가 있기 때문이다. 이런 차이로 인해 동 세대의 코어 i3와 i5 브랜드 간에는 성능적으로 서로 중복되는 부분이 없게 잘 조율되어 있다고 생각할 수 있다.

또한 재미있게 볼 만한 부분으로는 ‘게이밍’이 있다. PCMark Vantage에서의 게이밍 테스트는 3DMark의 그것과 상당히 유사한 형태로 테스트가 진행되며, 그래픽 코어와 프로세서의 능력이 동시에 반영되지만, 둘 다 점수로 바로 연결되지도 않는다. 이 결과에서 코어 i3 2120과 i5 2500의 차이는 프로세서의 차이, i3 2120과 i3 530은 내장 그래픽 코어와 약간의 클럭 차이 정도로 해석할 수 있다.

▲ 3Dmark Vantage, 수치는 높을수록 좋다.

게임에서의 프로세서와 그래픽 성능을 측정하기 위한 3Dmark Vantage에서는, 전 세대에 비해 내장 그래픽의 성능 향상이 두드러진다. 또한 상위 모델인 코어 i5 2500과 같은 그래픽 코어를 사용하는 만큼, 그 성능 차이가 거의 없다는 것도 특징이다. 전체 스코어 또한 그래픽 코어 성능을 정확히 반영하는 3Dmark Vantage의 특성상 상위 모델과 큰 차이가 없다.

엔트리 모드에서의 테스트에서는 전 세대인 HD 그래픽스에 비해 그래픽 코어의 성능만으로는 약 10% 정도의 성능 향상을 확인할 수 있다. 하지만 퍼포먼스 모드에서는 약 3배에 가까운 성능 향상을 확인할 수 있는데, 이는 전 세대의 HD 그래픽스에 비해 샌디 브릿지의 HD 그래픽스가 고정 유닛들을 적극적으로 활용하는 등 구조적인 개선이 있었기 때문이다.

프로세서 스코어에서 i3 2120은 기존의 i3 530을 35% 가량 앞서는 모습을 확인할 수 있다. 이는 두 프로세서간의 클럭 차이가 12% 정도라는 것을 감안할 때 큰 성능 향상이다. 또한 프로세서 스코어가 1만 점을 넘기면서, 아직도 많이 사용되고 있는 두 세대 전의 ‘코어 2 쿼드’ 에 필적하는 성능을 듀얼 코어로 달성했다는 의미있는 기록도 보여 주고 있다.

▲ Maxon Cinebench R10, 수치는 높을수록 좋다.

시네벤치 R10(Maxon Cinebench R10)의 테스트 결과는 전 세대의 프로세서와 비교해 분명한 격차를 다시 한 번 보여준다. 이 테스트에서 사용된 코어 i7 860은 터보 부스트 적용시 클럭 면에서는 i3 2120의 3.3GHz 보다 높은 3.46GHz로 작동함에도 상당한 성능 격차를 보여 준다. 또한 싱글 쓰레드에서 i3 2120과 i5 2500의 성능 차이는 터보 부스트로 인한 클럭 차이에 기인한다.

멀티 쓰레드를 적용한 결과에서도 이런 우세는 그대로 이어진다. 테스트에 사용한 코어 i7 860의 멀티 쓰레드 사용시 터보 부스트 클럭은 i3 540의 기본 클럭인 3.06GHz가 되는 만큼, 대략 이 수치의 절반 정도가 i3 540에서의 성능이라고 짐작할 수 있다. 또한 터보 부스트가 적용되지 않는 코어 i3 제품군의 특성을 감안하면, 싱글 쓰레드에서의 성능 격차가 정확히 멀티 쓰레드에서도 반영되게 됨을 짐작할 수 있다.

또한 다른 의미로는, 3Dmark Vantage 테스트에서도 볼 수 있었던 것처럼 이 시네벤치 테스트에서도 코어 i3 2120의 성능이 예전 쿼드 코어 제품군인 ‘코어 2 쿼드’의 성능을 듀얼 코어만으로 따라잡았다는 것이 있다. 코어 2 쿼드 Q9400 정도의 제품들이 시네벤치 테스트에서 1만점 근처를 기록하는데, 두 세대가 지나고 이제는 그 정도의 성능을 듀얼 코어로 낼 수 있게 되었다.

■ 성능과 경제성을 동시에 제공하는 프로세서

▲ 쿼드 코어 부럽지 않은 성능의 '인텔 코어 i3 2120 프로세서'

코어 i3 2120 프로세서의 성격을 정리하자면 ‘성능과 경제성을 동시에 잡은’ 프로세서라고 할 수 있다. 이전 세대의 쿼드 코어 프로세서에 필적하는 성능을 듀얼 코어로 제공함으로써 어느 환경에서도 훌륭한 성능을 기대할 수 있으며, 코어 i3 제품군이 가지는 가격 경쟁력과 듀얼 코어 디자인이 가지는 소비 전력 등의 면 모두에서 만족스런 모습을 보여 준다.

이 프로세서의 전반적인 성능은 전 세대의 코어 i5 700 시리즈와 코어 i3 500 시리즈의 중간 정도에 위치한다. 가격적인 부분에서는 기존의 코어 i3 500 제품의 위치를 물려 받음으로써 같은 가격에 더 나은 성능을 제공하며, 특히 새롭게 출시되는 엔트리급 칩셋인 H61과 함께 사용할 경우에는 플랫폼의 비용적인 면에서 더 큰 경쟁력을 가질 수 있을 것으로 보인다.

메인스트림 급이나 퍼포먼스 급에 비해 엔트리 급 PC를 사용하는 사용자들의 업그레이드 주기는 더 완만한 편이다. 그리고 이들 사용자들이 새로운 PC를 구매하고자 할 때, 코어 i3 2120 프로세서는 예전 세대에는 ‘바라보기만 했던’ 쿼드 코어 프로세서 이상의 성능을 그때와 비슷한 비용으로 얻을 수 있게 해 주며, 더 큰 만족감과 함께 더 많은 것을 즐기게 해 줄 수 있을 것으로 기대된다.

▲ 인텔 코어 i3 2120 프로세서 제품 정보