인텔 아키텍처 데이 2020의 CPU 관련 부분입니다.
인텔 타이거레이크의 웨이퍼. 10nm 슈퍼핀 공정으로 제조.
타이거레이크는 인텔 윌로우 코브 아키텍처와 인텔 Xe 그래픽의 저전력 모델인 Xe-LP로 구성된 차세대 노트북 프로세서입니다. 메모리는 LPDDR5, PCIe 4.0, GNA 2.0을 지원하며 10nm 슈퍼핀 공정으로 제조됩니다.
L2 캐시가 1.25MB로, L3 캐시는 12~24MB로 캐시를 강화
타이거레이크. 4개의 윌로우 코브 코어로 구성됩니다.
타이거레이크는 10nm로 제조된 노트북용 프로세서, 아이스레이크의 후속작입니다. 아이스레이크를 향상시킨 제품이지요. CPU 코어는 서니 코브를 개선한 윌로우 코브, GPU는 인텔이 외장 그래픽으로 개발한 Xe의 저전력 모델, Xel-LP입니다. 아이스레이크와 타이거레이크의 차이점을 요약하면 이렇습니다.
| Tiger Lake | Ice Lake | |
| 제조 공정 | 10nm SuperFin | 10nm |
| CPU | Willow Cove | Ice Lake |
| L2 캐시 (코어 1개) | 1.25MB | 512KB |
| LLC (전체) | 12 / 24MB | 8MB |
| Control Flow Enforcement | 지원 | - |
| GPU | Xe-LP | Gen11 |
| EU 수 | 96 | 64 |
| 메모리 | DDR4 / LPDDR4 / LPDDR5 | DDR4 / LPDDR4 |
| GNA | GNA 2.0 | GNA 1.0 |
| 썬더볼트 / USB | Thunderbolt 4.0 / USB4.0 | Thunderbolt 3.0 / USB3.0 |
| PCI Express | Gen 4 | Gen 3 |
욀로우 코브는 L2 캐시가 1.25MB로 늘어납니다.
윌로우 코브는 서니 코브를 개선한 코어인데, 가장 큰 향상점은 캐시입니다. L2 캐시가 512KB에서 1.25MB로 늘어나, 메모리 레이턴시 절감에 큰 효과가 있습니다. 또 L3 캐시도 50% 늘어나 12~24MB가 됩니다.
이번엔 타이거레이크의 CPU와 SKU에 발표하진 않았습니다. 코어 수는 아마도 4개가 최대일 겁니다. 다이어그램에 4코어라고 써져 있으니까요. 또 컨트롤 플로우 공격을 방어하는 Intel Control Flow Enforcement가 추가됩니다. 상세 내용은 아직 밝혀지지 않았습니다.
인텔 부사장 겸 실리콘 엔지니어링 사업 본부 디바이스 개발 사업 부장 보이드 펠프스.
타이거레이크는 10nm 슈퍼핀의 특징을 살려 전력 사용량을 줄이고 성능 범위를 넓혔습니다. 또 전력 관리 기능인 자동 DVFS (Autonomous Dynamic Voltage Frequency Scaling) 기능을 추가해, CPU 부하에 따라 동적으로 클럭과 전압을 바꿔 작동합니다. 그리고 C7 스테이트 이후의 깊은 단계까지 제공합니다.
전원 관리 개선점
10nm 슈퍼핀에서 생산하는 타이거레이크
같은 전압에서 동작하는 클럭이 향상
컬럭이 같다면 동작 전압이 하락
터보 부스트로 더 높은 클럭에서 작동
파란색이 서니 코브. 노란색이 윌로우 코브. 동일 작업에서도 윌로우 코브의 클럭이 더 높습니다.
Xe-LP 그래픽을 내장한 타이거레이크. 아이스레이크의 64개에서 96개로 EU가 증가
타이거레이크에 내장된 GPU는 인텔이 외장 그래픽 아키텍처로 개발해온 Xe의 저전력 버전, Xe-LP입니다. Xe는 사용 분야에 따라 확장이 가능하며, 타이거레이크의 Xe-LP 외에도 게임을 위한 Xe-HPG, HPC를 위한 Xe-HP가 있습니다. 타이거레이크에 탑재된 건 가장 작은 Xe-LP입니다. 실행 유닛은 최대 96개. 기존의 Gen11은 최대 64개였으니 실행 유닛의 수가 늘고, 아키텍처도 바뀌었습니다.
L3 캐시는 3.8MB로 늘었고 메모리 컨트롤러도 강화됐습니다. 디스플레이 메모리 사이에 양방향 직접 액세스가 가능한 데이터 패스를 넣어 최대 64GB/s의 대역폭을 제공합니다. 이로서 SoC 인터커넥트를 거치지 않아도 메모리에서 디스플레이 출력이 가능하고, 디스플레이 출력이 보다 유연해집니다. 또 IPU6 이미지 프로세서는 6개의 센서를 지원합니다. 우선은 4K 30p에 2700만 화소, 나중에는 4K 90p 영상과 4200만 화소 사진을 지원합니다.
메모리는 LPDDR5-5400, 썬더볼트 4, PCIe 4.0 지원
메모리 컨트롤러의 연결도 듀얼 링으로 바뀌면서 대역폭이 2배가 됐습니다. 아이스레이크는 DDR4-3200, LPDDR4-3733까지 지원하지만 타이거레이크는 DDR4-3200을 유지하돼 LPDDR4x-4267을 지원합니다. 또 앞으로 출시될 제품에선 LPDDR%-5400도 지원합니다. 그리고 TME (Total Memory Encryption)라는 메모리의 암호화 기능도 추가됩니다.
CPU 명령 세트에 VNNI (Vector Neural Network Instructions, AVX512의 확장)을 추가해 CPU의 딥 러닝 추론 성능을 끌어 올립니다. 아이스레이크에서 추가한 GNA (Gaussian & Neural Accelerator)도 GNA 2.0이 됩니다.
썬더볼트 4 컨트롤러를 내장해 USB4를 완벽 지원합니다. 그리고 PCIe 4.0을 지원하고 PCIe 4.0 SSD를 CPU에 직접 연결, 지연 시간을 100ns 이하로 줄입니다. CPU 레인 수는 나중에 발표할 예정.
타이거레이크는 이미 생산이 시작됐으며 OEM 업체에 출고됐습니다. 올해 연말에 나올 예정입니다.
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