“AI 에브리웨어 시대를 연다” 인텔 코어 울트라 칩 살펴보기

인텔의 코어 울트라(Core Ultra) 시대가 시작됐다. 인텔이 노트북용 14세대 코어 울트라 칩 ‘메테오 레이크(Meteor Lake)’를 출시하면서 ‘AI PC’ 시대를 열었다. 앞서 벤치마크 결과가 유출되기도 했고 관련 정보가 어느 정도 알려져 있었지만, 14일(현지시간) 인텔은 미국 뉴욕에서 ‘AI 에브리웨어(AI Everywhere)’ 행사를 열고 차세대 AI 칩 포트폴리오를 공식 발표했다. 
 

코어 울트라는 크게 고성능 모델 ‘H’와 저전력 모델 ‘U’로 분류되며, 총 11개의 새로운 모바일 코어 울트라 프로세서가 출시될 예정이다. 13세대까지 출시된 ‘P-시리즈’는 해체됐다. 예상대로 인텔은 코어 울트라를 AMD 라이젠 칩과 비교해 성능 우위를 주장했지만, 비교 대상은 최근 공개된 라이젠 8000 CPU가 아닌 구형 라이젠 7000 또는 라이젠 7040 제품군이었다. 

인텔이 메테오 레이크 아키텍처 심층 분석에서 설명했듯, 코어 울트라의 장점은 인텔 4 공정을 사용해 전력 효율성과 그래픽 성능을 대폭 향상시켰다는 것이다. 그다음 장점으로 꼽히는 AI 성능은 아직까지는 다소 모호하다. 소프트웨어 개발자가 2024년까지 메테오 레이크의 새로운 “NPU(Neural Processing Unit)”를 배우고 활용해야 하기 때문이다. AI PC의 부상은 인텔이 원하는 것보다 약간 느릴 수 있다. 

인텔은 1분기 혹은 2024년 출시될 프로세서 3종을 제외하고, 코어 울트라 프로세서가 이날 출시되는 노트북을 시작으로 35개 이상의 PC 제조업체에서 생산하는 230개 이상의 PC에 탑재될 예정이라고 밝혔다. 이를테면 삼성전자는 2024년 1월부터 갤럭시북4 울트라 등 신제품 3종을 판매한다. 레노버, 델 테크놀로지스, 에이수스도 내년 1월 CES 2024에서 신제품을 선공개할 예정이다.

인텔 코어 울트라 칩이란? 

인텔의 새로운 코어 울트라 프로세서는 이전 버전의 인텔 코어 칩에 있던 ‘i’를 없애고, (불필요한) ‘울트라(Ultra)’ 형용사로 대체했다. 이제 효율성 코어(E 코어)뿐 아니라 저전력 고효율 코어(LPE-코어)도 있으며, 고성능 코어(P-코어)만 하이퍼스레딩을 사용한다. P-코어와 E-코어는 모두 자체 부스트 속도를 갖는다. 통합 GPU에는 자체 속도와 Xe 코어 수가 있다. 마지막으로 NPU에도 고유한 특성이 있다. 모든 것이 합쳐져 칩 설명이 그 어느 때보다 길어졌다. 

우선 H 시리즈부터 시작하자. 최소 28W의 기본 전력이 필요하고, 최대 터보 전력 64W 또는 115W까지 확장할 수 있다. 인텔 경영진은 칩을 20~35W 사이에서 실행해 최대 터보 전력을 64W까지 끌어올릴 수 있으며, 기본 전력을 35~65W로 설정하면 최대 터보 전력이 115W까지 높아질 수 있다고 주장했다. 
 

• 인텔 코어 울트라 7 165 H : 16코어/22스레드(6P/8E/2LPE), 5.0GHz P-코어 터보, 아크 GPU(8 Xe, 2.3GHz), 3세대 AI 부스트
• 인텔 코어 울트라 7 155H : 16코어/22스레드(6P/8E/2LPE), 4.8GHz P-코어 터보; 아크 GPU(8 Xe, 2.25GHz); 3세대 AI 부스트
• 인텔 코어 울트라 5 135H : 14코어/18스레드(4P/8E/2LPE), 4.6GHz P-코어 터보; 아크 GPU(7 Xe, 2.2GHz); 3세대 AI 부스트
• 인텔 코어 울트라 5 125H : 4.5GHz P-코어 터보에서 14코어/18스레드(4P/8E/2LPE); 아크 GPU(7 Xe, 2.2GHz); 3세대 AI 부스트

다시 말하지만, 새 H 시리즈 부품은 28W를 소비한다. 한 세대 전인 13세대 28W 프로세서는 H가 아닌 ‘P-시리즈’로 명명됐으며(인텔 경영진은 PC 제조업체의 요청에 따라 P-시리즈 부품은 사라졌다고 말했다), 13세대 H 시리즈는 최소 45W를 소비했다.

한편 코어 울트라 U 시리즈 버전은 15W 프로세서로 설계됐으며, 터보 전력은 최대 57W까지 확장된다. 인텔의 13세대 U-시리즈도 15W였으며, 최대 55W까지 확장 가능했다. 
 

• 인텔 코어 울트라 7 165U : 12코어/14스레드(2P/8E/2LPE), 4.9GHz P-코어 터보, 인텔 그래픽(4 Xe, 2.0GHz), 3세대 AI 부스트 
• 인텔 코어 울트라 7 155U : 12코어/14스레드(2P/8E/2LPE), 4.8GHz P-코어 터보, 인텔 그래픽(4 Xe, 1.95GHz), 3세대 AI 부스트
• 인텔 코어 울트라 5 135U : 4.4GHz P-코어 터보에서 12코어/14스레드(2P/8E/2LPE); 인텔 그래픽(4 Xe, 1.9GHz); 3세대 AI 부스트 
• 인텔 코어 울트라 5 125U : 4.3GHz P-코어 터보에서 12코어/14스레드(2P/8E/2LPE); 인텔 그래픽(4 Xe, 1.85GHz); 3세대 AI 부스트

2가지 특징이 눈에 띈다. H-시리즈와 U-시리즈 칩 모두에서 LPE-코어가 2개뿐이라는 점, 그리고 NPU가 지난 2016년 인텔에서 인수한 모비디우스(Movidius)의 AI 기술을 기반으로 하며, 일부 13세대 코어 노트북의 AI 카드에 적용됐던 인텔의 듀얼 엔진 3세대 AI 부스트에 불과하다는 점이다. 

인텔이 4세대 NPU를 개발하고 LPE 코어도 조정할 가능성이 있기 때문에 이 두 가지 특징 모두 다음 세대에서는 변동될 것이라고 예상된다. 그렇다면 아크 그래픽(Arc Graphics) 통합 그래픽 코어와 일반적인 인텔 그래픽 코어의 차이점은 무엇일까? 듀얼 채널 버스에 걸친 16Gb의 공유 시스템 메모리와 함께 내부에 있는 Xe 코어 수만 다를 뿐이다. 
 

인텔은 전력 소모를 줄이는 데 초점을 두고 있다. 인텔은 메테오 레이크 노트북이 라이젠 7 7840U와 비교해 윈도우 데스크톱 유휴 상태 기준 79%, 넷플릭스 동영상 재생 시에는 48% 더 적은 전력을 사용한다고 말했다. 또 코어 i7-1370P와 비교하자면 넷플릭스 영상 시청 시 전력을 25% 더 적게 사용한다고 언급했다. 

시스템 수준에서 인텔은 노트북 제조업체와 협력해 1,080p 화면에서 10시간의 배터리 수명을 제공하는 새로운 ‘에보 에디션(Evo Edition)’ 노트북을 설계하고 있다. 해상도가 높을수록 배터리 사용 시간이 줄어드는데, 전력 소비를 줄이면 실제로 이런 목표를 달성할 수 있는 충분한 물리적 배터리 용량을 노트북에 탑재할 수 있다.
 

또한 인텔은 1분기 후반에 출시될 예정인 첫 번째 코어 울트라 9 칩을 포함해 메테오 레이크/코어 울트라 제품군에 추가될 몇 가지 제품을 발표했다.
 

• 인텔 코어 울트라 9 185H : 16코어/22스레드(6P/8E/2LPE), 5.1GHz P-코어 터보, 아크 GPU(8 Xe, 2.35GHz), 3세대 AI 부스트
• 인텔 코어 울트라 7 164U : 12코어/14스레드(2P/8E/2LPE), 4.8GHz P-코어 터보; 인텔 그래픽(4 Xe, 1.8GHz); 3세대 AI 부스트
• 인텔 코어 울트라 5 134U : 4.4GHz P-코어 터보에서 12코어/14스레드(2P/8E/2LPE); 인텔 그래픽(4 Xe, 1.75GHz); 3세대 AI 부스트

보도 당시에는 메모리 유형에 따라 사용 가능한 메모리 용량이 달라지는 이유(예 : 64GB LPDDR5 메모리와 96GB DDR5 메모리)가 명확하지 않았다. 클라리언트 컴퓨팅 그룹(Client Computing Group)의 제품 관리 수석 비제이 크리슈나무르티는 9W U 시리즈 칩은 더 적은 수의 PCle 5 레인과 썬더볼트 4 포트를 갖춘 다른 I/O 타일을 갖게 될 것이라고 말했다. 

노트북 부품이기 때문에 인텔은 코어 울트라 칩의 가격은 공개되지 않았다. 

코어 울트라 노트북의 기능 

인텔 14세대 코어 울트라 칩이 탑재된 노트북은 몇 가지 예외 사항을 제외하면 이전 세대를 연상케 한다. 앞서 인텔은 코어 울트라 플랫폼의 메테오 레이크 세대에는 썬더볼트 5가 포함되지 않지만, 기존의 2개가 아닌 4개의 썬더볼트 4 포트를 지원할 계획이라고 밝힌 바 있다. 마찬가지로 노트북 제조업체가 개별 카드를 설치하지 않는 한 와이파이 7은 지원되지 않으며, 이 경우 와이파이 6E를 지원한다. 
 

하지만 내부적으로 메테오 레이크에는 단일 x8 PCI 익스프레스 5 연결과 PCI 익스프레스 4의 12개 레인(3개의 x4 연결) 및 단일 x8 PCle4 연결이 추가됐다. 또 USB3 포트 2개와 USB2 포트 10개를 지원하지만, 이런 포트를 모두 갖춘 노트북을 볼 수 있을지는 의문이다. 블루투스는 5.4 버전을 지원한다.

코어 울트라는 얼마나 빠를까?

현재는 검증되지 않은 인텔의 자체 테스트를 통해서만 메테오 레이크의 성능을 짐작할 수 있다. 인텔은 인텔 코어 울트라 7 165H를 탑재한 메테오 레이크 기반 코어 울트라 노트북이 단일 스레드 CPU 성능에서 AMD 7840U를 12% 앞선다고 밝혔다. 하지만 이전 세대인 인텔 코어 i7-1370P는 7840U보다 21% 더 빨랐다. 
 

또한 인텔은 실제 환경에서 코어 울트라 칩 전체가 라이젠 7 7840U를 능가할 것이라고 말했다. 공정하게 말하자면, AMD는 최근 라이젠 8000/8040 CPU를 발표했는데, 이전 라이젠 7000 제품군과 구조적으로 매우 유사하다는 점을 인정했다. 

인텔은 코어 울트라를 진정으로 향상시키는 것이 GPU 성능이라고 강조했다. 회사에 따르면, 코어 i7-1370P와 비교했을 때 코어 울트라 7 165H는 발더스 게이트 3(Baldur’s Gate 3)에서 최대 100%의 성능을 발휘했으며(1,080p 해상도, 중간 설정), 울트라씬 노트북에서 AMD 라이젠 7 7840U와 거의 동일한 수준의 성능을 제공했다. 
 

또 인텔의 XeSS(Xe Super Sampling)를 적용하면 프레임 속도가 13세대 하드웨어보다 약 3배 빨라질 수 있다고 인텔 측은 주장했다. XeSS는 인텔의 AI 추론 지침을 활용해 그래픽 업스케일링을 제공하는 기술로, 인텔 측은 90가지 이상의 게임에서 XeSS가 실행되고 있다고 덧붙였다. 

코어 울트라의 AI는 얼마나 강력할까? 

인텔 코어 울트라가 진정으로 빛을 발할 수 있는 분야는 AI다. 코어 울트라 칩의 기반이 되는 메테오 레이크 아키텍처는 GPU/CPU와 함께 AI 연산을 수행하는 NPU를 탑재한 인텔 최초의 아키텍처다. 인텔은 34TOPS(trillion operations per second, 초당 조 연산)이 가능하다고 주장했다. 퀄컴이 스냅드래곤 X 엘리트(75TOPS)로, AMD가 라이젠 8040 시리즈와 호크 포인트 NPU(39TOPS)로 주장하는 것보다 다소 뒤처지는 수치다. 

AI PC는 클라우드가 아닌 로컬로 AI를 실행한다. 즉, 2024년에 PC를 구매하는 사용자는 로컬 하드웨어에서 전용 AI 앱(예 : 챗봇, 스테이블 디퓨전 등)을 실행하거나, AI 기능을 제공하도록 업그레이드된 기존 앱을 사용할 수 있다. 연산 속도가 얼마나 빠르든 승패는 결국 이를 지원하는 애플리케이션이 얼마나 많은지에 달려 있다. 인텔은 어도비, 마이크로소프트, 줌, 오다시티(Audacity), 돌비, 시스코 등 100개 이상의 기업과 협력해 킬러 앱을 늘려갈 계획이라고 밝혔다.
 

또한 인텔은 NPU를 활용해 성능을 향상시키고(코어 i7-1370P와 비교해 스테이블 디퓨전에서 1.7배 성능 향상), 전력을 절약할 수 있다고 말했다(줌 화상통화에서 전력 소비 38% 감소). 아울러 AI 기능을 갖춘 프리미어 프로, 필모라(Filmora) 등 다양한 앱에서의 일부 성능 데이터도 제시했다. 

사용자가 새로운 AI 기능을 선택할지 아니면 코어 울트라 기반 PC를 포함해 AI가 탑재된 PC를 단순히 기존 노트북처럼 사용할지는 아직 알 수 없다. 어찌 됐든 차세대 PC 하드웨어를 위한 무대가 이제 마련됐다.
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