작업 성능 크게 올린 AMD 라이젠 9000X3D [고든 정의 TECH+]

2017년 AMD는 가성비(가격 대 성능 비)를 크게 높인 라이젠 CPU를 출시해 CPU 시장에서 반등의 기회를 잡았습니다. 이전까지는 CPU 시장은 인텔에게, GPU 시장은 엔비디아에 밀려 회사의 존재 자체가 위기였으나 한 번에 성능을 40%(IPC 기준)이나 끌어올리면서 역전의 기회를 마련한 것입니다.

하지만 오랜 세월 CPU 시장을 장악했던 인텔을 한 번에 이기기는 어려웠습니다. AMD 라이젠 CPU는 코어 숫자를 늘리는 데는 유리했지만, 코어 하나의 성능 자체는 인텔보다 낮았습니다. 따라서 PC 소비자가 중시하는 게임 성능에서 인텔보다 낮은 문제점이 있었습니다.

AMD는 이 약점을 극복하기 위해 게임에서 중요한 캐시 메모리를 CPU 위에 올린 X3D 모델을 2022년에 출시했습니다.(3D V 캐시 기술로 명명) 라이젠 7 5800X3D는 8코어 CPU 위에 64MB L3 캐시 메모리를 탑재한 제품으로 게임 성능을 15%나 끌어올려 AMD가 게임 CPU 부분에서 1위를 차지할 수 있게 만들었습니다.

캐시 메모리가 많다는 것은 CPU가 작업할 수 있는 책상이 넓은 것에 비유할 수 있습니다. 작업량이 많아지면 당연히 좁은 책상보다 넓은 책상이 작업에 효율적입니다. 하지만 그렇다고 캐시 메모리를 마구 늘리면 CPU가 그만큼 커지면서 가격이 올라갑니다. AMD의 접근법은 TSMC의 반도체 패키징 기술을 이용해 별도의 저렴한 캐시 메모리를 위에 올리는 것이었습니다. 덕분에 가격 인상을 최소화하면서 L3 캐시 메모리를 대폭 늘릴 수 있었습니다. 결과적으로 이 방법은 매우 성공적이어서 2023년에 나온 후속작인 라이젠 7000X3D 모델도 게임 부분에서 손쉽게 챔피언 자리를 차지했습니다.

하지만 이 방법에도 단점은 존재합니다. 가장 큰 문제는 발열량이 많은 CPU 위에 메모리를 올리다 보니 열을 식히기 어려워진다는 것이었습니다. 따라서 X3D 모델은 오히려 기본 모델보다 클럭을 낮출 수밖에 없었습니다. 그래도 게임 성능은 빠르지만, 대신 렌더링 같이 캐시 메모리의 역할이 작은 일반 작업 성능에서는 오히려 성능에서 손해를 보는 것이 약점이었습니다.

AMD는 라이젠 9000X3D CPU에서 이 약점을 개선했습니다. 이번에 선보인 2세대 3D V 캐시는 TSMC의 SOIc 기술을 적용해 64MB의 L3 캐시를 CPU 다이 (CCD) 아래로 옮겼습니다. 별것 아닌 것 같아도 메모리 위치를 CPU 아래로 옮기면서 성능의 발목을 잡았던 발열 문제를 해결한 것입니다.





라이젠 9000X3D 시리즈의 가장 근본적인 변화는 더 높아진 클럭과 오버클럭 가능성입니다. CPU 냉각을 가로막는 장애물이 사라지면서 라이젠 7 9800X3D는 전작인 7800X3D와 비교해 부스트 클럭을 5.2GHz으로 200MHz 높이고 기본 클럭은 4.7GHz으로 500MHz나 높였습니다. 더구나 사용자가 원하는 만큼 클럭을 더 높이는 오버클럭 역시 훨씬 자유롭게 됐습니다.

3D V 캐시가 없는 9700X와 비교하면 부스트 클럭은 300MHz 낮지만, 기본 클럭은 900MHz나 높아 멀티 스레드 작업 기준 성능이 10% 이상 높아져 작업용으로도 손색이 없는 스펙을 지니고 있습니다. 물론 게임 성능은 현존하는 CPU 가운데 가장 강력합니다. 미세공정을 대폭 개선하고도 눈에 띄는 성능 향상을 보여주지 못한 인텔 코어 울트라 200S(애로우 레이크)와 극명하게 대비되는 결과입니다.

다만 클럭을 올리면서 그만큼 전력 소모도 늘어나고 가격도 30달러 비싸진 479달러라는 점이 한 가지 아쉬운 대목입니다. 라이젠 9000 시리즈도 가격을 낮췄고 경쟁자인 인텔 코어 울트라 200S 역시 가격을 인하했지만, 라이젠 7 9800X3D만 이전보다 가격을 올린 건 그만큼 성능에 대한 자신감이기도 할 것입니다. 하지만 강력한 경쟁자가 있었다면 이렇게 호기롭게 가격을 올릴 수 있었을까 하는 아쉬움이 남는 대목입니다.

고든 정 과학 칼럼니스트 jjy0501@naver.com