6일 전

"평균 15% 게임 성능 향상" 문답으로 정리한 AMD 'V-캐시'의 모든 것

Gordon Mah Ung | PCWorld
올해 컴퓨텍스에서 AMD에 가장 인상적인 순간을 꼽는다면, 그동안 비밀리에 개발해온 'V-캐시(V-Cache)' 기술을 발표하는 장면이었다. 라이젠 CPU에서 칩을 적층할 수 있는 기술이다. PC월드는 AMD의 샘 나프지거와 V-캐시에 대해 인터뷰했다. 이 중 사용자가 알아야 할 중요한 내용만 정리했다.
 
CPU에 V-캐시를 적용하면 L3 캐시 위에 새 캐시를 적층할 수 있다. © AMD
 

V-캐시란

V-캐시는 TSMC의 SoIC(System on Integrated Chips) 칩 적층 기술을 사용해 기존 젠(Zen) 3 기반 라이젠 CPU의 계산 다이에 64MB SRAM L3 캐시를 추가한 것이다. 이렇게 되면 12코어 및 16코어 버전 AMD CPU의 L3 캐시 용량이 3배로 늘어나 무려 192MB가 된다.
 

V-캐시는 올 하반기 젠 3 기반 라이젠 CPU에 적용

AMD CEO 리사 수가 이 기술이 탑재된 프로토타입 라이젠 출시를 미루면서 V-캐시가 적용될 CPU와 시점에 대해 약간의 혼선이 있었다. AMD는 이후 올해 말에 하이엔드 젠 3 기반 라이젠 CPU에 V-캐시가 적용된다고 공식 발표했다.
 
AMD는 TSV 기술을 초기 베가 GPU HBM 메모리에 적용한 바 있다. © AMD
 

V-캐시는 어떻게 연결되는가?

개별적인 64MB SRAM 캐시가 기존 L3 캐시 위의 각 계산 다이에 층층이 쌓이며, 터널링 시스템을 사용해 적층된 칩을 연결하는 것은 스루-실리콘 비아(Through-Silicon Via) 기술이다. AMD가 TSV를 활용하는 것은 이번이 처음은 아니다. HBM 메모리를 탑재한 첫 베가(Vega) GPU 역시 TSV 기술을 사용했다.
 

지연 문제는 없다

대용량 L3에 관한 우려 중 하나는 CPU가 캐시에서 명령어 또는 데이터를 불러올 때 발생하는 지연이다. AMD의 나프지거는 TSV 구조가 캐시에 대한 더 직접적인 경로를 제공하므로 V-캐시에서 지연 문제는 없다고 말했다.
 

V-캐시는 얼마나 빠른가?

AMD는 V-캐시의 대역폭이 2TBps 이상이라고 주장한다. 놀라울 만큼 빠른 속도다. 비교하자면 128MB의 대용량 eDRAM L4를 탑재한 인텔의 2013년 코어 i7-4770R '크리스털 웰(Crystal Well)' 칩은 당시 100GBps 대역폭을 제공했다.
 

V-캐시 위에 V-캐시를 더 적층할 수 있나?

V-캐시를 처음 탑재할 라이젠 칩에는 적용되지 않을 수 있지만 V-캐시의 적층은 충분히 가능한 기술이다.

 


V-캐시로 인해 CPU 발열 문제가 더 심해지지 않을까?

뜨거운 CPU 다이 위에 실리콘 담요를 덮어 열전도성 재료(TIM) 및 열분산기와의 접촉을 차단한다고 하면 정신 나간 이야기처럼 들릴 수도 있다. AMD의 나프지거는 실제 SRAM L3은 다이의 기존 L3 캐시 위에 위치하므로 그런 문제는 없다고 말했다. 대부분의 열이 생성되는 실제 CPU 코어에는 열을 TIM 및 열분산기로 전달하는 실리콘층이 장착된다.
 

개발자가 따로 최적화할 필요가 없다

V-캐시는 애플리케이션과 게임에서 자연스럽게 작동하므로 개발자는 V-캐시를 활용하기 위해 따로 패치나 소프트웨어 업데이트를 할 필요가 없다. 게임 또는 앱을 실행하면 192MB의 L3 캐시가 그냥 사용된다.
 
AMD는 V-캐시 덕분에 15% 정도 성능 향상이 있다고 주장했다.© AMD
 

V-캐시로 속도 향상 효과를 얻는 대상은?

AMD는 표준 라이젠과 4GHz로 고정된 V-캐시를 장착한 라이젠을 사용해 지금까지 매우 인상적인 게임 성능 향상을 보여줬다. L3 캐시 추가만으로 4~25%의 성능 향상이 확인됐다. 평균적으로 15% 향상이고, AMD는 이를 CPU 한 세대의 차이와 맞먹는 수준이라고 말했다.
 

V-캐시는 게임 외의 다른 것의 속도도 높여주는가?

지금까지 AMD는 게임 외의 다른 부분의 성능 개선에 대해 언급하지 않았는데 나중에 공개하기 위해 아껴두는 것일 수도 있다. 나프지거는 추가 L3 캐시를 통한 성능 향상에 대해 발표된 연구 자료가 이미 있다고 말했다. PC월드는 V-캐시가 애플리케이션에 따라 매우 큰 성능 향상 효과를 제공할 것으로 예상하지만 확실한 것은 실제 나오기 전까지는 알 수 없다.
 

V-캐시는 기존 AM4 마더보드에서 작동하는가?

AMD는 첫 V-캐시 라이젠 CPU가 탑재될 마더보드 소켓에 대해 언급한 적이 없지만 PC월드는 기존 AM4 마더보드가 될 것으로 확신한다. 이는 기존 시스템에서 CPU만 교체해 업그레이드하려는 사람에게 좋은 소식이다. 나프지거는 V-캐시의 두께로 인해 실제 라이젠 CPU의 Z-높이 또는 두께가 증가하지는 않는다고 말했다. 그렇다면 AMD로서는 V-캐시 기반 라이젠 칩이 기존의 히트싱크 및 마더보드 인프라에서 작동하도록 하기 위해 할 수 있는 모든 일을 한 것이다.
 

젠 4가 예상보다 일찍 나올 수 있다는 의미일까?

AMD의 리사 수는 V-캐시 소식 외에 AMD의 젠 4 코어가 2022년 중에 나올 TSMC의 5nm 공정을 기반으로 할 것임을 발표했다. 젠 4와 DDR5 지원을 더 일찍 보기를 원했던 사람에겐 실망스러울 수 있지만 메모리 전환에는 상당한 가격 상승이 동반될 수 있다는 점을 고려해야 한다. 기존 젠 3 기반 플랫폼의 V-캐시가 인텔 CPU와 대등한 성능을 낼 수 있다면 AMD는 새 RAM이 처음 출시된 시점에 비해 훨씬 더 경제적인 가격에 DDR5를 탑재한 젠 4를 선보일 수 있다.
 

V-캐시, 젠 3 라이젠과 인텔이 출시할 앨더 레이크를 비교하면?

이것이 올해 말의 최대 화두다. 앨더 레이크에 적용될 인텔의 10nm 기반 '빅-리틀' 설계가 AMD 라이젠에 대항해 인텔 CPU를 다시 정상에 올려놓을까? 지금 누군가 그 질문의 답을 알고 있다고 한다면 거짓말이다. 인텔 앨더 레이크 CPU와 AMD의 V-캐시 기반 라이젠이 나온 다음에야 정확한 답이 가능할 것이다.
 

V-캐시가 탑재된 라이젠은 언제부터 구매할 수 있나

V-캐시를 탑재한 CPU의 정확한 출시 시점은 아직 알 수 없다. 현재까지 나온 최대한 구체적인 일정은 '올 하반기 생산' 정도다. 연말 쇼핑 시즌이 시작되기 전에는 출시될 것으로 보인다. editor@itworld.co.kr


6일 전

"평균 15% 게임 성능 향상" 문답으로 정리한 AMD 'V-캐시'의 모든 것

Gordon Mah Ung | PCWorld
올해 컴퓨텍스에서 AMD에 가장 인상적인 순간을 꼽는다면, 그동안 비밀리에 개발해온 'V-캐시(V-Cache)' 기술을 발표하는 장면이었다. 라이젠 CPU에서 칩을 적층할 수 있는 기술이다. PC월드는 AMD의 샘 나프지거와 V-캐시에 대해 인터뷰했다. 이 중 사용자가 알아야 할 중요한 내용만 정리했다.
 
CPU에 V-캐시를 적용하면 L3 캐시 위에 새 캐시를 적층할 수 있다. © AMD
 

V-캐시란

V-캐시는 TSMC의 SoIC(System on Integrated Chips) 칩 적층 기술을 사용해 기존 젠(Zen) 3 기반 라이젠 CPU의 계산 다이에 64MB SRAM L3 캐시를 추가한 것이다. 이렇게 되면 12코어 및 16코어 버전 AMD CPU의 L3 캐시 용량이 3배로 늘어나 무려 192MB가 된다.
 

V-캐시는 올 하반기 젠 3 기반 라이젠 CPU에 적용

AMD CEO 리사 수가 이 기술이 탑재된 프로토타입 라이젠 출시를 미루면서 V-캐시가 적용될 CPU와 시점에 대해 약간의 혼선이 있었다. AMD는 이후 올해 말에 하이엔드 젠 3 기반 라이젠 CPU에 V-캐시가 적용된다고 공식 발표했다.
 
AMD는 TSV 기술을 초기 베가 GPU HBM 메모리에 적용한 바 있다. © AMD
 

V-캐시는 어떻게 연결되는가?

개별적인 64MB SRAM 캐시가 기존 L3 캐시 위의 각 계산 다이에 층층이 쌓이며, 터널링 시스템을 사용해 적층된 칩을 연결하는 것은 스루-실리콘 비아(Through-Silicon Via) 기술이다. AMD가 TSV를 활용하는 것은 이번이 처음은 아니다. HBM 메모리를 탑재한 첫 베가(Vega) GPU 역시 TSV 기술을 사용했다.
 

지연 문제는 없다

대용량 L3에 관한 우려 중 하나는 CPU가 캐시에서 명령어 또는 데이터를 불러올 때 발생하는 지연이다. AMD의 나프지거는 TSV 구조가 캐시에 대한 더 직접적인 경로를 제공하므로 V-캐시에서 지연 문제는 없다고 말했다.
 

V-캐시는 얼마나 빠른가?

AMD는 V-캐시의 대역폭이 2TBps 이상이라고 주장한다. 놀라울 만큼 빠른 속도다. 비교하자면 128MB의 대용량 eDRAM L4를 탑재한 인텔의 2013년 코어 i7-4770R '크리스털 웰(Crystal Well)' 칩은 당시 100GBps 대역폭을 제공했다.
 

V-캐시 위에 V-캐시를 더 적층할 수 있나?

V-캐시를 처음 탑재할 라이젠 칩에는 적용되지 않을 수 있지만 V-캐시의 적층은 충분히 가능한 기술이다.

 


V-캐시로 인해 CPU 발열 문제가 더 심해지지 않을까?

뜨거운 CPU 다이 위에 실리콘 담요를 덮어 열전도성 재료(TIM) 및 열분산기와의 접촉을 차단한다고 하면 정신 나간 이야기처럼 들릴 수도 있다. AMD의 나프지거는 실제 SRAM L3은 다이의 기존 L3 캐시 위에 위치하므로 그런 문제는 없다고 말했다. 대부분의 열이 생성되는 실제 CPU 코어에는 열을 TIM 및 열분산기로 전달하는 실리콘층이 장착된다.
 

개발자가 따로 최적화할 필요가 없다

V-캐시는 애플리케이션과 게임에서 자연스럽게 작동하므로 개발자는 V-캐시를 활용하기 위해 따로 패치나 소프트웨어 업데이트를 할 필요가 없다. 게임 또는 앱을 실행하면 192MB의 L3 캐시가 그냥 사용된다.
 
AMD는 V-캐시 덕분에 15% 정도 성능 향상이 있다고 주장했다.© AMD
 

V-캐시로 속도 향상 효과를 얻는 대상은?

AMD는 표준 라이젠과 4GHz로 고정된 V-캐시를 장착한 라이젠을 사용해 지금까지 매우 인상적인 게임 성능 향상을 보여줬다. L3 캐시 추가만으로 4~25%의 성능 향상이 확인됐다. 평균적으로 15% 향상이고, AMD는 이를 CPU 한 세대의 차이와 맞먹는 수준이라고 말했다.
 

V-캐시는 게임 외의 다른 것의 속도도 높여주는가?

지금까지 AMD는 게임 외의 다른 부분의 성능 개선에 대해 언급하지 않았는데 나중에 공개하기 위해 아껴두는 것일 수도 있다. 나프지거는 추가 L3 캐시를 통한 성능 향상에 대해 발표된 연구 자료가 이미 있다고 말했다. PC월드는 V-캐시가 애플리케이션에 따라 매우 큰 성능 향상 효과를 제공할 것으로 예상하지만 확실한 것은 실제 나오기 전까지는 알 수 없다.
 

V-캐시는 기존 AM4 마더보드에서 작동하는가?

AMD는 첫 V-캐시 라이젠 CPU가 탑재될 마더보드 소켓에 대해 언급한 적이 없지만 PC월드는 기존 AM4 마더보드가 될 것으로 확신한다. 이는 기존 시스템에서 CPU만 교체해 업그레이드하려는 사람에게 좋은 소식이다. 나프지거는 V-캐시의 두께로 인해 실제 라이젠 CPU의 Z-높이 또는 두께가 증가하지는 않는다고 말했다. 그렇다면 AMD로서는 V-캐시 기반 라이젠 칩이 기존의 히트싱크 및 마더보드 인프라에서 작동하도록 하기 위해 할 수 있는 모든 일을 한 것이다.
 

젠 4가 예상보다 일찍 나올 수 있다는 의미일까?

AMD의 리사 수는 V-캐시 소식 외에 AMD의 젠 4 코어가 2022년 중에 나올 TSMC의 5nm 공정을 기반으로 할 것임을 발표했다. 젠 4와 DDR5 지원을 더 일찍 보기를 원했던 사람에겐 실망스러울 수 있지만 메모리 전환에는 상당한 가격 상승이 동반될 수 있다는 점을 고려해야 한다. 기존 젠 3 기반 플랫폼의 V-캐시가 인텔 CPU와 대등한 성능을 낼 수 있다면 AMD는 새 RAM이 처음 출시된 시점에 비해 훨씬 더 경제적인 가격에 DDR5를 탑재한 젠 4를 선보일 수 있다.
 

V-캐시, 젠 3 라이젠과 인텔이 출시할 앨더 레이크를 비교하면?

이것이 올해 말의 최대 화두다. 앨더 레이크에 적용될 인텔의 10nm 기반 '빅-리틀' 설계가 AMD 라이젠에 대항해 인텔 CPU를 다시 정상에 올려놓을까? 지금 누군가 그 질문의 답을 알고 있다고 한다면 거짓말이다. 인텔 앨더 레이크 CPU와 AMD의 V-캐시 기반 라이젠이 나온 다음에야 정확한 답이 가능할 것이다.
 

V-캐시가 탑재된 라이젠은 언제부터 구매할 수 있나

V-캐시를 탑재한 CPU의 정확한 출시 시점은 아직 알 수 없다. 현재까지 나온 최대한 구체적인 일정은 '올 하반기 생산' 정도다. 연말 쇼핑 시즌이 시작되기 전에는 출시될 것으로 보인다. editor@itworld.co.kr


X