화끈함을 안고 돌아왔다! 4세대 인텔 코어 i5-4690K (데빌스 캐년)

4세대 코어 프로세서, 하스웰(Haswell)은 미세공정의 도입과 새로운 설계의 도입을 번갈아가며 시도하는 틱-톡(Tick-Tock) 전략에 따라 구조가 바뀌는 아키텍처 전환 제품이다. 이전의 아이비브릿지(3세대 코어 프로세서)가 샌디브릿지 아키텍처의 32나노미터 공정에서 22나노미터로 미세화를 이룬 것과 달리 구조를 바꿈으로써 효율을 높이고 새로운 기술을 추가하는 방향으로 시장을 이끄는 것이다.

문제는 이러한 인텔의 의도를 시장에서 이해하지 못할 때 발생한다. 하스웰 프로세서는 내장 그래픽 프로세서의 비약적 성능 향상, 전압 레귤레이터 모듈(VRM)의 통합으로 인한 세밀한 전원관리, 다양한 명령어의 도입 등 새로운 것들을 여럿 시도했지만 이것들이 곧바로 PC 소비자들에게 체감적인 부분들로 혜택을 주는 것은 아니었다.

무엇보다 프로세서 본연의 성능을 끌어올리려 끊임없이 시도하는 오버클러커들에게 하스웰은 기대만큼 반향을 불러오지 못했다. 오버클럭을 위한 관용도가 생각보다 크지 않았기 때문이었을지도 모른다. 이 부분에 대해서는 대부분 과거 아이비브릿지 이후로 변경된 히트 스프레더(IHS) 구조라는 의견이 지배적이다.

물론, 중앙처리장치(CPU)가 오버클럭을 위한 것은 아니지만 기본기와 함께 잠재력을 품고 있다면 만족도는 높을 것이다. 예를 들어, 쓰다가 성능이 부족함을 느끼면 작동속도를 조금 높여 한계를 보완해 나가는 방법을 쓸 가능성도 있지 않을까? 최근 출시되는 메인보드는 초보자도 쉽게 오버클럭을 할 수 있도록 지원하고 있는 점도 눈여겨 볼 필요가 있다.

아무튼 인텔은 4세대 코어 프로세서를 리뉴얼했다. 하스웰-리프레시(Haswell-Refresh)는 기존 하스웰의 한계를 조금 높여 원활히 PC를 쓸 수 있도록 배려하고 있다. 하지만 진짜 핵심은 따로 있었다. 바로, 하스웰-리프레시 중에서도 오버클럭을 위해 태어난 CPU, 코드명 데빌스 캐년(Devil's Canyon)이 모습을 드러냈기 때문이다.

기존 하스웰의 아쉬움, 인텔을 자극했다?

하스웰에서 하스웰-리프레시로 이동하면서 주된 핵심은 작동속도의 증가였다. 기존 라인업에서 100MHz 상승했고 그만큼 조금이나마 성능 상승이 존재한다. 이들은 CPU의 속도를 결정하는 요소 중 하나인 배수(Ratio)를 설정할 수 없기 때문에 오버클럭에 큰 관심 없는 일반 소비자들에게 성능적 강조가 가능한 프로세서라고 볼 수 있다.

데빌스 캐년인 4세대 코어 i5 4690K 역시 이전 동일 라인업과 비교하면 100MHz 상승한 속도를 갖는다. 하지만 앞서 설명했듯이 성능을 결정하는 배수의 제한이 없기 때문에 이 배수와 메모리간 연동되는 속도를 마음껏 조합해 성능 향상을 노릴 수 있게 된다.

▲ 4세대 코어 i5 4690K 프로세서의 패키지 모습

▲ 동급 두 프로세서를 비교한 표. 속도나 TDP를 제외하면 차이가 없음을 알 수 있다.

기본 작동속도는 3.5GHz. 터보부스트를 활성화하면 때에 따라 최대 3.9GHz까지 상승한다. 구조는 4개의 코어를 갖춘 쿼드코어. 기본기는 탄탄하지만 더 높은 성능을 찾는다면 가상 쓰레드 처리기술인 하이퍼쓰레딩(Hyper-Threading)을 탑재한 코어 i7 4790K 프로세서를 선택하자.

인텔 스마트캐시는 총 6MB를 달았고 다이렉트 미디어 인터페이스(DMI)는 5GT/s이 제공된다. 열 설계 전력(TDP)는 88W인데, 재미있는 점은 이전 프로세서나 하위 라인업은 예전 하스웰과 동일한 84W라는 점이다. 하스웰도 프로세서에 통합 전압 레귤레이터(VRM)을 도입하면서 TDP가 소폭 상승했는데, 데빌스 캐년 역시 새로 도입된 적층형 세라믹 캐패시터(MLCC)를 도입하면서 TDP가 다시 상승하지 않았나 예상해본다.

▲ 기존 숄더링 만큼은 아니지만 효율 좋은 열전도체를 넣어 냉각 성능을 높였다.

데빌스 캐년의 가장 큰 특징은 기존 프로세서와 다른 히트 스프레더(Heat-Spreader)의 구조에 있다. 2세대 코어 프로세서인 샌디브릿지까지는 납땜 방식인 숄더링 접합 구조를 쓰다가 아이비브릿지부터 히트 스프레더 사이에 열전도체인 써멀 컴파운드를 주입한 형태로 생산하고 있다.

구조적으로 숄더링 접합 구조가 열전도 측면에서 유리하지만 인텔 내부적으로는 불량 가능성이 높아지고 내구성이 떨어진다는 이유를 들어 제조 방식을 변경한 바 있지만 과거 샌디브릿지의 뛰어난 오버클럭 능력 때문에 오버클러커들은 이 구조를 되살려주기를 희망하는 분위기다.

인텔이 여기에서 새로 도입한 히트 스프레더 구조는 숄더링 방식이 아니다. 여전히 열전도 물질을 사이에 도포해 덮었다. 주목해야 할 점은 그 사이에 도포된 것이 무엇인가 하는 것. 인텔에서는 '차세대 고분자 열 계면 물질(NGPTIM - Next Generation Polymer Thermal Interface Material)'을 써 기존 프로세서 대비 온도를 크게 낮췄다고 한다.

프로세서의 온도를 낮추면 운용적 측면에서 유리하기 때문에 인텔의 새로운 열전도 물질 도입은 분명 환영할 부분이라 하겠다.

▲ 안정적인 전력 공급을 위해 적층형 세라믹 캐패시터를 추가했다.

이 외에도 인텔은 데빌스 캐년에서 안정적인 전력 공급을 위해 적층형 세라믹 캐패시터(Multi Layer Ceramic Capacitor)를 도입해 집적했다. 금속판 사이에 전기유도 물질을 넣어 전력을 저장해두다가 필요하면 회로에 공급하는 기능을 한다. 세라믹과 금속판을 여러 층으로 쌓아야 하는 고난도 기술이지만 오버클럭이 이뤄지면 많은 전력을 필요로 하게 되므로 중요한 장치이기도 하다.

▲ 인텔 8 시리즈 계열은 데빌스 캐년을 쓰기 전에 호환성 여부를 체크하자.

9 시리즈 칩셋은 호환성에 대한 걱정은 크게 하지 않아도 된다.

하스웰 리프레시도 그렇지만 데빌스 캐년도 이와 호흡을 맞추는 메인보드의 선택도 중요하다. 오버클럭에 최적화 되어 있는 만큼, 가급적 인텔 Z87, Z97 계열 메인보드를 추천한다. Z97 메인보드는 처음부터 이 프로세서와의 상성을 염두에 두고 만들어져 호환성이나 활용성에서 문제가 발생할 가능성은 낮다. 그러나 Z87 메인보드는 사전에 호환성이나 바이오스 버전 여부 등을 따져 사용해야 한다.

간단한 설정 만으로 4.4GHz 근처에 도달... 데빌스 캐년의 실력은?

달라진 데빌스 캐년, 그 실력을 검증해 볼 차례. 오버클럭이 가능한 프로세서인 만큼, 기본 클럭에서의 성능과 오버클럭에서의 성능을 비교하는 자리를 마련했다. 메인보드는 에이수스의 Z97-PRO, 메모리는 DDR3-2133 8GB, 850W 용량의 파워서플라이 등으로 구성했다. CPU가 동일한 상태에서 작동속도만 변경했기 때문에 CPU의 변경사항은 없다.

▲ CPU-Z 에서의 정보. 오버클럭은 약간의 조작만으로 쉽게 4.37GHz에 도달했다.

먼저 데빌스 캐년, 코어 i5 4690K의 정보를 확인해 보자. 기본 작동속도는 앞서 언급한 것처럼 3.5GHz로 작동한다. 전압은 0.993V로 나타났다. 소프트웨어의 정보지만 꽤 낮은 전압으로 움직이는 것이 돋보인다. 배수는 35로 설정되어 있다.

▲ 오버클럭된 코어 i5 4690K. 1.225V에서 4.37GHz에 도달했다.

이제 오버클럭된 모습을 살펴보자. 원하는 오버클럭 값에 도달하기 위해서는 많은 조정과 시행착오를 거쳐야 한다는 점을 미리 말해둔다. 여기에서는 1.225V의 전압으로 4.37GHz에 도달했다. 배수를 조작하지 않고 내부 버스속도만 올려 이뤄낸 것. 여기서 쿨링을 강화하고 다양한 방법을 동원하면 더 높은 속도에 도달 가능할 것으로 예상된다. 우선 이 정도만 하더라도 기본 작동속도인 3.5GHz보다 무려 870MHz 가량이 상승한 결과다. 테스트는 이 상태에서 이뤄졌다.

▲ CPU의 렌더링 실력을 확인할 수 있는 시네벤치 R15.

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먼저 이미지 렌더링을 통해 프로세서 성능을 확인하는 시네벤치 R15로 시작했다. 1개의 쓰레드가 1개 블럭의 이미지를 그려낸다. 당연히 코어와 쓰레드 처리 능력이 좋을수록 빠르다. 하이퍼쓰레딩 기술이 빛을 보는 벤치마크 소프트웨어이기도 하다.

▲ 주황색 그래프가 기본 속도의 데빌스 캐년, 붉은색 박스가 오버클럭된 모습. 차이가 나타난다.

테스트 결과, 기본 속도 상태에서의 점수는 536점을 기록했다. 전체 이미지를 그려내는 속도는 무난한 모습이다. 이 상태에서는 여느 동급 프로세서와 다를 바 없는데, 4.37GHz로 오버클럭한 데빌스 캐년은 더 빨리 이미지를 그려냈다. 점수도 653점으로 증가했다. 기본 상태와 비교하면 약 117점이 상승한 것이다.

▲ 슈퍼파이 32M 연산 명령에서도 오버클럭 상태에서 더 빠른 모습을 보인다.

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원주율을 계산하는 속도를 측정하는 슈퍼파이도 실행했다. 테스트에서는 32M 옵션을 통해 얼마나 빨리 계산해 내는지를 알아봤다. 먼저 3.5GHz인 기본 상태에서는 약 547초 가량이 소요됐다. 약 9분 가량의 시간이다.

한편, 4.37GHz로 오버클럭된 상태에서는 이보다 약 20% 가량 빠른 463초 만에 계산을 마무리 지었다. 7분 43초 가량. 같은 연산 명령을 수행하더라도 800MHz 정도의 차이로 1분 10초를 줄일 수 있다는 것은 큰 메리트라 할 수 있겠다. 애플리케이션에 따라 다르겠지만 대부분 차이가 분명히 드러날 것으로 예상된다.

▲ 3DMark의 측정 결과, 타 벤치마크와 달리 오차범위 이내인 것을 알 수 있다.

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이제 게임에서도 성능이 드러날지 알아보자. 3DMark 파이어 스트라이크 벤치마크에서는 어떤 모습을 보일까? 측정한 결과, 오버클럭과 기본 클럭에서의 결과치는 기대했던 것 이상의 모습은 아니다. 약 20점 남짓의 차이인데, 이 정도는 오차범위 이내로 거의 차이가 없다고 보는 것이 맞다. 오버클럭으로 인한 이점은 적어도 여기에서는 찾아볼 수 없다는 얘기.

이는 해당 벤치마크가 프로세서보다는 그래픽 프로세서(GPU)에 더 많은 비중을 두고 측정했기 때문으로 보인다. GPU도 결국 프로세서의 파워에서 성능 차이가 발생하는데, 270X의 경우는 기본 클럭 상태에서도 충분한 파워를 낼 수 있도록 도와주고 있다는 것으로 해석된다.

▲ 툼레이더 테스트 결과에서 오버클럭 시스템이 조금 더 나은 모습을 보였다.

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툼레이더 게임 내 벤치마크 결과를 토대로 알아보니 오버클럭 상태에서의 결과가 49.9 프레임으로 기본 상태보다 2프레임 가량 빠른 것으로 나타났다. 역시나 앞선 프로세서 성능 테스트 결과와는 사뭇 다른 차이다. 이로 미뤄봤을 때, 최근 게임은 프로세서가 어느 정도 GPU를 보조하는 수준만 달성하면 그에 맞는 성능을 보여주는 방식이 아닌가 생각된다.

기본 성능 찾는 소비자 및 오버클러커 입맛에도 딱!

기본 사양의 하스웰-리프레시가 끌리지 않는 소비자라면 적어도 데빌스 캐년은 마음에 들 것이다. 하스웰-리프레시 기본 사양과 함께 오버클럭을 위한 사양을 담아 넣음으로써 매력적인 제품으로 거듭났기 때문이다. 특히 NGPTIM과 MLCC의 적용으로 인한 오버클럭 관용도 증가에 대해서 관심을 가질 필요가 있다.

오버클럭에는 많은 준비가 필요하다. 말 그대로 끝장(?)을 보기 위해서는 고성능 메모리도 있어야 하고 안정적인 전원공급을 위해 파워서플라이도 고가의 장비를 써야 한다. 메인보드 역시 이를 뒷받침 할 수 있어야 한다. 까다로운 설정도 인내해야 한다.

복잡한 과정을 거쳐야 하는 것임에도 불구하고 매력적이라고 강조하는 것은 비단 하이엔드 유저를 위한 제품이 아니라 일반 사용자 역시 쉽게 오버클럭이 가능한 요즘 PC 기술들 때문이다. 최근 출시되는 메인보드는 대부분 초보자를 위한 모드를 마련해놓고 간단한 클릭 몇 번으로 속도를 높일 수 있게 유도하고 있다.

어느 누가 되더라도 일정 수준 이상의 성능을 안정적으로 뽑아낼 수 있는 것이 데빌스 캐년의 매력 포인트라는 얘기다. 게다가 다나와 최저가 기준으로 약 24만 원대에 형성되어 있는 코어 i5 4690K는 이전 동급 프로세서와 큰 가격차도 아니어서 접근에도 무리가 없다.

고심 끝에 조금이지만 소비자의 요구에 응답한 인텔. 그 결과물인 데빌스 캐년은 탄탄한 기본기를 찾는 일반 소비자는 물론, 까다로운 설정을 매일 반복하는 오버클러커들의 입맛에도 알맞은 프로세서로 추천할 만하다.

다나와 테크니컬라이터 강형석

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