내장 그래픽 성능은 올라가고 있다! 그런데 왜? 사무용PC 나 개발자용PC 처럼 강력한 그래픽 성능에 연연하지 않는 시스템의 모니터 출력을 위해 전용 그래픽 카드를 장착하는 것은 꽤나 아까운 일이다. 그 때문에 3D 그래픽 성능을 바라기 힘듦에도 불구하고 내장 그래픽 코어는 언제나 전체 PC 시장의 절반이 넘는 점유율을 차지하며 명맥을 유지해왔다. 불과 몇 년 전까지만 해도 내장 그래픽 코어는 메인보드 칩셋에 내장되는 것이 일반적이었지만, APU로 불리는 AMD Llano 및 Intel Clarkdale 프로세서를 기점으로 내장 그래픽 코어가 프로세서(CPU)에 통합되기 시작했다. 굳이 내장 그래픽을 지원하는 메인보드를 찾을 필요 없이, 필요하다면 프로세서의 내장 그래픽 코어를 써도 된다는 점에서 편의성은 높아진 셈이다. 지금까지는 전용 그래픽 카드를 쓰게되면 필요가 없어지는 내장 그래픽 코어의 가격까지 부담해야 하기 때문에 도입 초기에는 불만의 목소리도 많았다. 하지만 꾸준히 내장 그래픽을 탑재하고 성능이 향상되면서 당연한 일로 여겨지는 한편, 내장 그래픽 코어가 디스플레이 출력뿐만이 아니라 또 다른 활로를 찾으면서 내장 그래픽 코어 개발에 박차가 가해질 것으로 전망되고 있다. 흔히 GPGPU라고 불리는 연산기술이 점점 고개를 들고 있기 때문이다. 기상예보나 연구기반 시설에서는 이미 GPGPU 전용 연산카드가 쓰이고 있을 정도다. 물론 데스크탑PC에서 쓰이는 프로그램들 중 멀티미디어 어플리케이션의 강자인 어도비(Adobe) 나 코렐(Corel) 이 내장 그래픽 코어로도 CPU 처리 속도를 능가하는 OpenCL 기반 가속기능 지원을 늘리고 있으며, 흔히 사용하는 오피스 프로그램들도 GPGPU 기술 도입을 시작하고 있다. 세대를 거듭할 때 마다 성능향상 소식이 들려온 인텔 HD 그래픽스. 과연 최초의 1세대 HD 그래픽스에 비해 얼마나 많은 향상을 이루었는지, 1세대 부터 4세대 까지 차근차근 살펴보는 시간을 가져보기로 했다. 인텔 코어 i3 프로세서 시리즈, 각 세대별 베스트셀러 모델 제원 ▲ 각 세대를 대표하는 베스트셀러, 인텔 코어 i3 프로세서 사양 모음 인텔 코어 i3 시리즈는 듀얼코어에 불과하지만 코어 프로세서 시리즈 특유의 빠릿빠릿한 반응속도를 저렴한 가격에 만끽할 수 있어 지금도 보급형PC 전반에 걸쳐 사용되고 있다. 안타깝게도 1세대 코어 i3 프로세서는 보유중인 샘플이 불량판정을 받아 테스트에서 제외되었다. 2세대 코어 i3-2100은 HD Graphics 2000 / 3세대 코어 i3-3220은 HD Graphics 2500 / 4세대 코어 i3-4130은 HD Graphics 4400 이 탑재되었다. 인텔 코어 i5 프로세서 시리즈, 각 세대별 베스트셀러 모델 제원 ▲ 각 세대를 대표하는 베스트셀러, 인텔 코어 i5 프로세서 사양 모음 인텔 코어 i5 시리즈는 게이밍PC를 위한 프로세서로 가장 많은 인기를 누린 모델들이다. 1세대 코어 i5-650 프로세서는 HD Graphics / 2세대 코어 i5-2500K는 HD Graphics 3000 / 3세대 코어 i5-3570은 HD Graphics 2500 / 4세대 코어 i5-4670은 HD Graphics 4600 이 탑재되었다. 인텔 코어 i7 프로세서 시리즈, 각 세대별 베스트셀러 모델 제원 ▲ 각 세대를 대표하는 베스트셀러, 인텔 코어 i7 프로세서 사양 모음 인텔 코어 i7 시리즈는 자금에 연연하지 않고 최고의 성능을 추구하는 전문가용 워크스테이션이나 익스트림 게이밍 PC에 주로 쓰이는 프로세서다. 2세대 코어 i7-2600K는 HD Graphics 3000 / 3세대 코어 i7-3770은 HD Graphics 4000 / 4세대 코어 i5-4770은 HD Graphics 4600 이 탑재되었다. 내장 그래픽 코어 살펴보기 전 워밍업, CPU 성능 살펴보기 내장 그래픽 성능을 들어가기에 앞서 간단히 프로세서 본연의 성능인 CPU 프로세싱 파워를 간단히 짚고 넘어가는 자리를 마련해 보았다. 1세대 코어 프로세서는 과도기적인 형태를 띄지만, 2세대 이후부터는 보급형 코어 i3, 중급형 코어 i5, 고성능 코어 i7 모두 각자의 포지션에 맞춰 균형잡힌 발전을 거듭하고 있는 것을 확인할 수 있다. 게이밍 성능지표를 보여주는 3DMARK 프로세서 성능을 측정하는 PHYSICS 항목에서는 고른 분포를 보였다. 멀티코어 렌더링 성능을 측정해주는 CINEBENCH R11.5 에서는 코어 i3 시리즈가 상대적으로 좀 더 낮은 모습을 보여줬지만, 성능 순서는 3DMARK 벤치마크 결과와 동일한 곡선을 그렸다. ▲ [ 3DMARK Cloud Gate - PHYSICS ] 물리연산 처리량을 수치로 표현하다 3DMARK 벤치마크의 다이렉트X 10 기반, 클라우드 게이트(Cloud Gate)의 물리연산(PHYSICS) 결과를 그래프로 나타낸 모습이다. 3DMARK는 게이밍 플랫폼의 적합성을 측정하는 만큼 그래픽 뿐만 아니라 프로세서 (CPU)의 인공지능 연산이나 물리효과 연산능력도 따로 확인할 수 있다. 인텔 코어 프로세서는 세대의 발전에 따라 상당히 균형잡힌 성능 향상폭을 보여주고 있다. 1세대 코어 프로세서인 Intel Core i5-650 은 가장 낮은 성능으로 동떨어진 모습이지만, 이후 2세대~4세대 코어 프로세서들은 라인업에 따라 일정한 성능 향상을 보여주고 있다. ▲ [ Cinebench R11.5 - Multi Core CPU ] 멀티코어의 효율을 제대로 확인할 수 있다 씨 네벤치 R11.5 의 멀티코어 CPU 프로세싱 테스트 결과 역시 3DMARK와 크게 다르지 않은 모습이다. 다만 물리적으로 듀얼코어(2C) 설계를 따르고 있는 Intel Core i3 시리즈와 쿼드코어(4C) 설계인 Intel Core i5 / i7 시리즈의 성능차이가 비교적 크게 나타난 것이 눈에 띈다. 하이퍼쓰레딩 기술이 적용된 Intle Core i3 시리즈는 2-코어 4-쓰레드 구조를 이루고 있으며, Intel Core i5 시리즈는 4-코어 4-쓰레드, Intel Core i7 시리즈는 4-코어 8-쓰레드로 작동한다. 본격 iGPU 성능측정, 벤치마크 프로그램으로 살펴보는 성능지표 오랫동안 개발해 온 CPU 프로세싱 파워와 달리, 제대로 된 iGPU 설계는 불과 4년 전인 2010년 클락데일(Clarkdale) 부터 시작한 만큼 세대가 변할 때 마다 성능 분포가 달라지는 모습이 다. 인텔 1세대 코어 프로세서인 클락데일의 내장 그래픽 코어는 미래를 위한 실험작 수준이며, 2세대 코어 프로세서인 샌디브릿지(Sandybridge)부터 본격적인 인텔 HD 그래픽스 시리즈의 시작이 라고 볼 수 있겠다. 확실한 것은 보급형 모델인 코어 i3 프로세서들은 해당 세대에서 가장 낮은 성능을 보여주며, 최상위 모델 코어 i7 프로세서들은 가장 높은 성능을 보여준다는 것이다. 중급기인 코어 i5 프로세서만 세대에 따라 성능차이가 크게 나타났다. 각 세대별로 가장 높은 판매고를 올린 2500K(2세대), 3570(3세대), 4670(4세대)에 내장된 그래픽 코어의 성능이 i3 급과 i7 급을 오가는 모습을 보였다. 이는 GPU 성능에 차등을 두는 기준의 변화로 보인다. 2세대와 3세대 Non-K 프로세서들의 그래픽 코어는 대부분 하위 라인업인 인텔 HD 2000/2500 그래픽스를 썼으며, K 프로세서나 코어 i7 급 제품들만 상위 그래픽 코어인 인텔 HD 3000/4000 그래픽스를 탑재했다. 하지만 4세대 코어 프로세서부터는 가장 저렴한 코어 i3-4130만 인텔 HD 4400 그래픽스를 썼고, 이를 제외한 모든 라인업이 인텔 HD 4600 그래픽스를 써서 내장 GPU 성능을 상향 평준화 시킨 모습이다. ▲ [ Cinebench R11.5 - OpenGL ] 공개표준 기술로 그래픽 성능을 측정하다 씨네벤치 R11.5 버전부터는 CPU 뿐만 아니라 OpenGL 기술을 활용한 그래픽 코어 성능도 측정이 가능하다. OpenGL 가속 성능은 인텔 4세대 코어 프로세서 시리즈들이 모두 상위권을 차지했다. 4세대의 막내인 Intel Core i3-4130 의 뒤를 3세대 최상위 모델인 Intel Core i7-3770 이 바짝 따라붙었다. 2세대에서 가장 많은 판매고를 올린 Intel Core i5-2500K 와 Intel Core i7-2600K 는 K- 시리즈 프로세서 답게 3세대 코어 i5 및 i3를 따돌리는 모습이다. 1세대 코어 프로세서인 Intel Core i5-650 프로세서는 그래픽 가속이라고 부르기에는 민망한 수준의 결과를 보였다. ▲ [ 3DMARK Cloud Gate - DirectX 10 ] 내장 그래픽 코어로도 쾌적하게 즐기자 다이렉트X 10을 지원하는 3DMARK의 클라우드 게이트의 그래픽 가속성능(Graphics)을 나타낸 그래프다. 일정한 성능차이를 보여주던 CPU 프로세싱 파워에 비하면 격차가 큰 폭으로 늘어난 것을 확인할 수 있다. 또한 코어 i3 / i5 / i7 라인업에 따라 분포되어 있던 성능이 뒤죽박죽이 되었다. 비교적 일정한 곡선을 그리는 씨네벤치 OpenGL의 결과와 달리, 3DMARK의 결과는 그래픽 코어의 격차에 따른 성능 그래프의 계단화가 심해졌다. 대신 동급의 그래픽 코어들 간에는 큰 차이 없는 성능을 보여준다. ▲ [3DMARK Fire Strike - DirectX 11] 최신 게임에서의 성능을 알아볼 수 있는 지표 3DMARK 다이렉트X 11 테스트인 파이어 스트라이크(Fire Strike)의 결과를 그래프로 나타낸 자료다. 인텔 1세대 및 2세대 코어 프로세서들은 다이렉트X 11을 지원하지 않기 때문에 3세대와 4세대의 결과만 기재했다. 결과는 4세대 하스웰 설계의 승리였다. 인텔 3세대 코어 프로세서의 최상위 모델인 Intel Core i7-3770 도 4세대의 막내인 Intel Core i3-4130보다 떨어지는 성능이 측정되었다. 세대를 거듭할 때 마다 향상된 그래픽 성능을 자랑하는 인텔의 홍보는 확실히 믿고 구입할 수 있는 자료임에는 틀림없다. ▲ [ Rightware Basemark CL 1.1 ] 차세대 연산기술 OpenCL 성능을 알아보자 OpenCL 언어는 CPU에서 처리할 연산의 일부를 GPU가 대신 처리하는 차세대 연산가속 기능이다. 처리량이 많아 CPU로 처리하면 느려지기 일쑤인 물리엔진이나 인공지능과 같은 연속적인 실시간 가속에 새로운 지평을 열어줄수 있을 것으로 기대되고 있다. 물론 아직까지는 도입이 장려되고 있는 초기단계에 있는데다, 프로그래밍의 어려움 등으로 PC산업 전반에 걸쳐 사용되고 있지는 않다. OpenCL 역시 다이렉트X 11 과 마찬가지로 3세대 코어 프로세서부터 지원되 고 있으며, 가속수준 역시 3DMARK 파이어 스트라이크에서 도출된 결과와 크게 다르지 않은 것을 알 수 있다. 내장 그래픽 코어. 인텔에게 득이 될 것인가, 실이 될 것인가? 결과적으로 인텔의 내장 그래픽 코어의 성능이 세대를 거듭할수록 진화하고 있다는 것은 사실이다. 다만 그 방향성은 아직까지 미묘한 느낌을 준다. OpenCL 가속을 측정하는 Basemark 테스트에서 1세대 및 2세대에 내장된 HD 그래픽스 코어는 지원되지 않는다거나, 최신 Cinebench R15 버전에서 모든 인텔 HD 그래픽스가 드라이버의 문제로 레퍼런스 이미지를 제대로 구현하지 못해 OpenGL 테스트가 불가능한 문제도 있었다. 물론 세대를 거듭할수록 이러한 문제들을 수정하거나 추가하는 속도도 점차 빨라지고 있을 뿐 더러, 앞선 공정을 활용해 경쟁사가 애를 먹고 있는 전력당 성능 향상도 더욱 빠르게 진행되고 있다. ▲ 인텔 프로세서들 중 내장 그래픽 코어 성능이 가장 뛰어난 4세대 하스웰 시리즈 인텔의 최신 코어 프로세서, 4세대 하스웰(Haswell) 코어 i5-4670 및 코어 i7-4770 시리즈는 그래픽은 물론이고 OpenCL 성능도 꾸준히 상승한 Intel HD Graphics 4600 을 내장했다. 덕분에 모든 iGPU 벤치마크 프로그램에서 가장 높은 성능을 보여주었다. 한편, 프로세서 성능의 경우 중급형 모델인 인텔 코어 i5-4670 프로세서가 네이티브 쿼드-코어(4C/4T) 로 동작하며, 하이퍼쓰레딩 기술을 더해진 인텔 코어 i7-4770 시리즈는 8-쓰레드(4C/8T) 다중 연산처리를 지원한다. 인텔이 내장 그래픽을 도입한 이유가 초기에는 단순히 그래픽 연산 코어를 내장한 경쟁사의 프로세서에 대응하기 위한 것이었을지도 모르지만, 시간이 흐르면서 그래픽 연산과 더불어 OpenCL 로 기능이 확장되는 등 프로세서에서 내장 그래픽 코어가 차지하는 비중이 차츰 증가하는 모양새다. 이미 시작된 OpenCL 연산의 발전을 고려하면 내장 그래픽을 마냥 덤으로만 생각할 수 없을때가 올 것으로 보인다. 아직은 시기상조일지도 모르지만 기왕 같은 값이라면, 앞으로는 내장 그래픽 코어의 성능도 무시하지 않고 따져보는 현명한 시각을 가져보기를 조심스럽게 권해보는 바이다.