“AI로 CPU 전력까지 제어한다” 인텔 ‘메테오’ 전성비 크게 오를까

인텔의 메테오 레이크(Meteor Lake) 칩은 PC에서 AI 작업을 하는 데 특화된 프로세스다. 하지만 인텔은 이 칩이 작동하는 방식 자체에도 AI를 적용할 예정이다. 구체적으로는 전력 관리 그리고 액티브 상태와 저전력 상태를 전환하는 데 AI를 활용한다는 구상이다.

지난 2008년 인텔은 센트리노(Centrino) 플랫폼은 내놓으면서 인텔이 생각하는 전력 관리 철학을 HUGI(Hurry Up and Get Idle)라고 설명했다. 핵심 내용은 저전력 프로세서에 대한 요구를 충족하려면 모든 작업을 가능한 한 빨리 처리한 후 곧바로 저전력 잠자기 상태로 돌아가야 한다는 것이다.

이런 철학은 지금도 유효한 것으로 보인다. 우연이든 아니든 AI는 '제2의 센트리노(Centrino moment)'라고 불리는데, 메테오 레이크의 전원 관리에서 AI가 상당한 역할을 하기 때문이다. 구체적인 발언은 최근 스탠퍼드대학에서 열린 핫 칩스(Hot Chips) 컨퍼런스에서 나왔다(본래 인텔은 이날 행사 자료에서 메테오 레이크를 직접 적시했지만, 실제 발표에서는 인텔 에너지 효율 아키텍처(Intel Energy Efficiency Architecture)라는 더 일반적인 용어를 사용했다). 인텔 디자인 엔지니어링 그룹에서 클라이언트 SoC 아키텍처를 맡고 있는 에프린 로템에 따르면, 이 새로운 AI 전원 관리 방식은 앞으로 나올 인텔 제품에 적용된다. 당장 2달 후에는 새로운 일반 사용자용 프로세서 신제품이 나오는데 여기에 이 신기능이 들어간다.
 

전력 관리를 둘러싼 이슈는 간단하다. 로템은 "컴퓨터를 사용할 때 반응성에 가장 주목하고 있다. 너무 오래 기다리지 않고 즉각 대응할 수 있도록 하는 것이 목표다"라고 말했다. 기존의 전원 관리 방식을 보면, 성능을 높이기 위해 프로세서에 더 많은 전력을 공급했다. CPU 속도를 높여 작업을 더 빠르게 마칠 수 있었다. 문제는 CPU가 저전력 상태로 전환할 수 있도록 언제 작업을 마치는지 CPU가 알아야 한다는 사실이다. 이른바 DVFS(Dynamic Voltage and Frequency Scaling)라고 알려진 기술인데, 로템은 이에 대해 "전원 관리의 문제는 최적의 클럭 속도를 결정하는 것이다"라고 설명했다.

인텔은 6세 스카이레이크(Skylake) 코어에서 이런 의사결정 프로세스의 가장 기본적인 기능을 추가했다. '스피드 시프트(Speed Shift)'라고 부르는 기술이다. 이 기술을 이용하면 지능적으로 액티브 고전력 상태와 쉬고 있는 상태를 왔다갔다하며 전환한다. 하지만 이 스피드 시프트 기능은 한계가 있었다. 예를 들어 사용자가 웹 페이지를 열고 닫는 방식을 표준적인 추정치로 계산해 적용했다.

그런데 인텔은 메테로 레이크에서 이를 새롭게 개선했다. 즉, AI 알고리즘이 사용자가 웹페이지를 열고 읽고 닫고 이동하는 방식을 이해하고 예측하도록 했다. 사실 이런 알고리즘은 다른 수많은 작업에도 이미 적용돼 사용중이지만, 메테로 레이크의 차이점은 알고리즘이 스스로 학습해 사용자의 행동 패턴을 추출한다는 점이다. 인텔이 이전에 직접 프로그래밍해 넣었던 어떤 메커니즘과 비교해도 더 정교하게 작동한다.

실제로 로템에 따르면, 이 방식을 적용한 메테로 레이크의 경우 반응성, 즉 CPU가 필요할 때 고전력 상태로 전환하는 반응 시간이 35% 단축된다. 저전력 상태로 전환해야 할 시기를 더 잘 인식하는 것도 물론이다. 이를 통해 최대 15% 에너지를 줄일 수 있다. 로템은 여기서 '에너지'라는 용어를 사용했는데, 이는 전체 전력 소모량이 아니라 해당 작업에 들어간 전력을 기준으로 산출한 값이다.

이 방식의 핵심은 프로세스가 전력을 필요로 하는 그 시간만큼만 에너지를 공급하고 이후에는 차단하는 것이다. 이날 행사에서 로템은 이 과정에서 여전히 개선해야 할 부분이 더 있음을 분명히 했다. 예를 들면, 인텔이 전원 관리에 사용할 AI는 이미 특정 상황에 대한 학습을 마쳤다. 즉 개별 사용자의 활용 형태를 실시간으로 새로 학습해 능동적으로 반영하는 것은 아니다. 또한 게이밍 같은 상황에는 완전히 다른 AI 모델을 적용해야 할 수도 있다.
 

로템은 다소 논쟁적인 주제에 대해서도 언급했다. 바로 전성비(performance per watt)다. ARM 같은 에너지 효율적인 아키텍처의 장점을 보여주는 핵심 수치지만 이제는 더는 중요하지 않다는 것이다. 로템에 따르면, 노트북 대부분에서 전성비가 실제로 영향을 주는 고전력 상태는 하루 중 4분 정도에 불과하고, 데스크톱은 100분 정도다. 앞으로 프로세서 전력 효율이 점점 개선되면서 칩의 설계 전력과 실제 사용된 전력 간의 비율이 계속 줄어들 것이므로, 전성비의 중요성도 예전같이 않다는 것이다.

한편 인텔은 오는 9월 19일 미국 산호세에서 열리는 인텔 이노베이션 컨퍼런스 행사를 통해 일반 소비자용 새 프로세서에 대한 더 많은 내용을 공개할 예정이다. 메테로 레이크의 핵심 차별점 중 하나로 에너지 효율성을 강조할 것으로 보인다.
editor@itworld.co.kr