인텔 코어 Ultra 시리즈/2세대

1. 개요

2. 공통

3. 모바일 저전력용: 루나 레이크

• CPU
  CPU 면에서 봤을때 전작인 메테오 레이크-U와 비교하면 2개의 성능 코어 + 8개의 효율 코어 + 2개의 LPE 코어(12코어 14스레드)에서 4개의 성능 코어 + 4개의 효율 코어(8코어 8스레드)로 코어 수로만 비교하면 성능이 줄어든 것 처럼 보이는 착시효과가 존재한다. 그러나 실제 성능과 관련이 있는 성능 코어는 2개에서 4개로 증가했다는 점[5], 효율 코어의 개수는 절반으로 줄어들었으나 개별 코어의 IPC가 랩터 코브와 유사한 수준으로 늘어났다는 점[6], 그리고 인텔 메테오레이크의 LPE 코어는 아예 별도의 다이에 위치하여 idle 환경이 아니면 아예 켜지지도 않는다는 점을 감안하면 오히려 업그레이드 되었다는 평이 중론.
  
  코어 수의 차이로 인해 AMD의 스트릭스 포인트나 6개의 P-코어를 탑재한 Core Ultra 7 1세대(28W)를 잡기는 어렵고, 대략적으로 AMD의 크라켄 포인트나 4개의 P-코어를 탑재한 Core Ultra 5 1세대(28W)와 유사한 멀티코어 성능을 가지며, 이 제품들이 경쟁 상대가 될 것으로 예상이 된다. 실제로 유출된 벤치마크 결과를 보면 Geekbench 6.2 기준으로 멀티코어 성능이 11400점인것으로 나오는 상황이다. 이 점수는 Core Ultra 5 1세대의 성능과 정확히 일치한다.
  
  통합 메모리 구조와 E코어 아키텍처·공정 일신으로 인해 루나 레이크는 특히 극저전력 구간에서의 전성비를 크게 높이는데 성공했으며, 인텔은 루나 레이크가 ARM이 더 전성비가 좋다는 관념을 깨뜨릴 것을 자신하고 있다.[7]
  
  인텔의 2024년 8월 Hot Chips 발표 자료에 따르면 P-LP(E) 코어 간 레이턴시 및 LP E 코어 클러스트 내 코어 간 레이턴시가 극적으로 개선되었다고 한다. [8]

• GPU
  
  내장 GPU는 베틀메이지 아키텍처 2세대 X^e 코어 8개가 들어간다.[9] 코어 1개당 들어가는 EU의 갯수가 알케미스트 기반 1세대 X^e 코어 대비 16개에서 8개로 감소했으나, 대신 1개의 EU당 들어있는 연산유닛의 수가 8개에서 16개로 늘어나 결과적으로는 동일한 체급이다. 하나의 FP32 연산유닛은 ADD + MUL 2 ops를 수행하므로 X^e2 코어는 한 사이클당 256 ops의 FP32 연산을 수행한다.
  
  1024개의 SP는 전작인 메테오 레이크-H에 들어가는 8 X^e 코어와 동일한 수준이며, 메테오 레이크-U에 들어가는 4 X^e 코어 GPU에 비교하면 2배 가량의 성능향상폭을 가진다. 인텔 측에서는 전작 대비 50%의 성능 향상이 이뤄졌다고 주장하고 있지만, 실질적으로 GPU의 TOPS 수를 통해 클럭을 역산하면 최대 2.04GHz가 나오고[10], 이는 메테오 레이크-H보다 오히려 떨어지는 수준이다.
  
  따라서 결론적으로는 최대 성능 자체는 8 X^e 코어가 들어간 메테오 레이크-H와 비교시 비슷하지만, 전력 소모를 비교하면 60fps로 3DMark를 구동 시 메테오 레이크는 25~29W를 소비하는 반면 루나 레이크는 같은 인터포저 상에 적층된 메모리까지 포함해서 14~18W를 소비한다고 한다. 인텔 측의 50% 성능 향상 또한 최대 성능 향상폭이 아닌 동일 전력대에서의 향상폭일 가능성이 매우 높다.[11]
  
  그리고 실제로 유출된 Time Spy Graphic Score 또한 3000점대 후반의 점수를 보이며 메테오 레이크-H GPU의 1.5배가 아닌 소폭 향상에 그치는 모습을 보여주고 있다. 루나 레이크는 PL1 17W, PL2 30W의 스펙을 가지고 있으며, 제품의 컨셉상 기존의 U 라인업의 전력을 소모하며 H 라인업 급의 성능을 보여주는 것을 목표로 만들어진 CPU이기 때문에 최대 60W까지 집어먹는 메테오 레이크-H 라인업 대비 1.5배 수준의 성능 향상은 애초에 불가능했다.
  
  전력효율은 충분히 상승한 셈이나, 스트릭스 포인트나 크라켄 포인트와 경쟁하며 UMPC에 활용되기 위해서는 3DMark 점수가 잘 나온 만큼 게임도 잘 돌릴 수 있어야 하는데, 게임 최적화가 얼마나 잘 진행될지에 관해서는 출시가 되어야 알 수 있을 듯 하다.

• NPU
  NPU는 인텔의 4세대 NPU가 탑재된다. Core Ultra 7 기준으로 6개의 타일이 들어가며, 각 타일은 8비트 정수 연산을 기준으로 2048 MAC per cycle을 수행하며 16비트 부동 소숫점 연산을 1024 MAC per cycle을 수행할 수 있는 512-Wide MAC Array가 탑재된다. 인텔측의 설명에 따르면 전작인 메테오레이크에 들어간 3세대 NPU에 비해 4배의 성능인 48TOPs의 성능을 낼 수 있다고 하며, CPU와 GPU 내의 XMX, 그리고 NPU를 모두 조합하면 총 120TOPs의 AI 연산 성능을 낼 수 있다고 홍보하고 있다.

• 생산공정 및 출시일정
  일반적인 사용과는 별로 관련이 없는 NPU를 제외하면 가장 큰 변화가 있었던 부분은 생산공정 분야이다. 2개의 타일이 전량 TSMC 제로 주문이 되었으며 연산을 담당하는 파트의 다이는 TSMC의 3nm 공정인 N3B, 그리고 IO를 담당하는 다이는 TSMC N6으로 생산이 이뤄졌다. 전작인 메테오레이크의 CPU가 인텔 4, GPU가 TSMC N5였던 점을 감안하면 공정 면에서 일신이 이뤄진 셈이다.
  
  루나 레이크의 출시가 지연된다는 루머가 있었으나, 인텔은 부인했다. 2024년 9월 3일에 공식 출시되는 것으로 확정되었다. 이로써 출시가 지연된다는 루머는 거짓인 것으로 드러났다.

3.1. 제품

3.2. 성능 및 전성비 분석

3.2.1. CPU

루나 레이크 CPU 성능 지표

시네벤치 2024 기준 루나 레이크 CPU 전력 대비 효율

SPEC 2017 기준 루나 레이크 CPU 성능 및 IPC

SPEC 2017 기준 루나 레이크 CPU 단일 코어 전성비 2, 3번째 자료는 SoC을 통한 전력 측정이 기준이며 4, 5번째 자료는 리눅스 기반 마더보드 전력 측정이 기준이다.

시네벤치 R23 기준 루나 레이크 CPU 전력 대비 효율

PCMark 기준 루나 레이크 CPU 전력소모

3.2.2. GPU

(3DMark Fire Strike(그래픽 스코어))
루나 레이크 GPU API별 벤치마크 성능

루나 레이크 GPU 실제 게임 성능

네이티브 해상도 측정 결과. FSR 및 FG 적용 결과는 출처 링크 참고

Jarrod, Geekerwan의 15W, 30W, 전력제한 해제 순

루나 레이크 GPU 전력 대비 효율 그래프

3.2.3. 전력 소모 및 배터리 효율

U 라인업 CPU 전력 소모 지표

H 라인업 CPU 전력 소모 지표

루나 레이크 GPU 전력 소모 지표(상단) U 라인업 및 H 라인업 GPU 전력 소모 지표(하단)

루나 레이크 배터리 효율 지표

3.3. 평가

3.3.1. 긍정적 평가

• 개선된 싱글코어 성능 및 전성비
  라이언 코브는 전작인 메테오 레이크에 들어간 레드우드 코브보다 훨씬 높은 전성비, 그리고 Zen 5와 비교하더라도 Cinebench 2024 기준 비슷한 성능에 1.5배의 전성비 향상을 이뤘으며, SPEC 2017 기준으로도 자료에 따라 비슷하거나 더 높은 전성비를 보여주었다. 특히 E-코어로 탑재된 스카이몬트는 Zen 5c를 압도하는 효율을 보였다.
  이렇게 증가한 단일코어 효율을 통하여 PCMark, UL Procyon Office 벤치마크 상에서 경쟁 제품과 비슷한 성능을 발휘하면서도 절반 혹은 그 이하의 전력을 소모한다. 그 외에도 Office, 어도비 포토샵, 다빈치 리졸브와 같은 작업용 소프트웨어에서 높은 효율성을 보였다. 만약 자신이 압축 프로그램이나 비디오 인코딩과 같이 병렬화가 높게 이뤄진 소프트웨어를 주로 구동하지 않고 어도비 포토샵[17]과 같이 제한된 수의 스레드만 활용하는 오피스 작업이나 간단한 게임, 그리고 오래 가는 배터리를 추구한다면 루나 레이크가 탑재된 노트북을 고려해 볼 만 하다.

• 인텔 Arc 내장 그래픽의 우수한 성능과 전성비
  내장그래픽 역시 전성비와 드라이버가 대폭 개선되었다. 자료에 따라 우열 관계가 다르지만 이상의 자료를 최대한으로 취합해 보면 루나 레이크의 Arc 140V는 전작인 메테오 레이크에 비하면 거의 항상 우세인 구도를 보이고, 게임 성능을 기준으로 HX370과 비교시에는 30W 전력 제한인 상황에는 우위, HX370에 80W의 전력을 인가하면 10% 가량의 열세 구도를 보인다고 정리할 수 있다. HX370이 50W 정도의 전력을 소모할 때 루나 레이크의 Arc 140V는 60~70% 수준인 30W의 전력을 소모하는데, 더 적은 전력을 소모하면서도 동 세대의 라데온 내장그래픽과 비견되는 게임 종합성능을 보인다. 따라서 그래픽 감속기로 대변되는 인텔 GPU의 기존 이미지에 대한 종말을 고했다.

• 개선된 NPU 성능
  크게 주목받지는 않았지만 NPU성능 역시 경쟁사들과 동일한 수준으로 맞춰 Copilot+ 지원 요건을 충족하게 되었다.

• 배터리 사용시간 증대를 통한 ARM의 공세 저지
  결과적으로 높은 실사용 환경 전성비와 우수한 내장그래픽 성능으로 큰 틀에서의 개발 목적을 달성했으며, 스냅드래곤 X 시리즈를 앞세워 PC시장을 본격적으로 개척하려던 퀄컴의 공세를 무위로 돌리고 되려 관짝에 넣어 못질하는데 성공했다. 물론 아직까지는 배터리 사용시간 측면에서 스냅드래곤 X 시리즈가 소폭 우위를 점한다고 평하는 벤치마크도 존재하지만, 호환성 부분에서 손해를 생각하면 굳이 스냅드래곤을 구매할 필요성이 사라졌다.

3.3.2. 부정적 평가

• 투자 대비 획득한 성과 저조
  루나레이크는 마이크로아키텍처의 대대적인 체급향상은 물론 통합 패키지 구조, TSMC 3nm 공정 등 기존에 인텔이 해오던 방식을 모두 버리고 사실상 전성비와 상품성만을 위해 가용 가능한 모든 카드를 꺼내들었다. 그런데 막상 자사기술 타사기술 가리지 않고 모든 것을 총동원했음에도 불구하고 그렇게까지 압도적이지는 않다. 하이퍼스레딩까지 버린 라이언 코브는 x86-64 프로세서들이 기존에 사용하던 구조를 그대로 사용하고 하이퍼스레딩도 유지한 스트릭스 포인트의 젠5 일반 코어와 비교해 IPC가 별반 차이 없다.
  전성비 역시 기술적인 측면에서는 상당히 우려스럽다. 물론 Cinebench 2024, SPEC 2017 기준 단일코어 전성비는 타 x86 CPU 대비 충분히 높지만, ARM 명령어 셋을 사용하는 CPU까지 비교대상에 포함시킨다면 N3B 기반임에도 불구하고 N4에서 제조된 스냅드래곤 X시리즈에 비해 코어별 전성비가 상황에 따라서는 오히려 밀리기도 한다. 동일한 N3B에 한 세대 이전의 아키텍처를 사용한 애플의 M3와 비교시 코어 전성비는 구간에 따라서는 2배도 벌어지는 등 정말 답이 나오질 않는 상황. 따라서 실사용환경 배터리타임과는 별개로 결국 큰소리 치던것과 달리 ARM 대비 전성비 동급 내지 우위를 점했는지에 대해서는 다소 애매하다.

• 비싼 완제품 가격
  이는 비단 루나 레이크에만 한정되는 문제점은 아니다. 경쟁사인 AMD 스트릭스 포인트 탑재 노트북에도 공통적으로 지적이 되는 사항인데, 바로 AI 연산 기능 및 온디바이스 AI를 지원하는 Windows 11 24H2가 들어갔다는 이유로 최근 출시가 되는 노트북의 가격이 과도하게 높아지고 있다는 점이다. 내장 NPU를 사용하는 온디바이스 AI는 한계점이 명확하며, 100TOPS 수준의 현재의 AI 성능은 솔직히 장난감 그 이상도, 이하도 되지 못하는 상황이다. 제대로 된 온디바이스 AI를 굴리려면 Geforce 외장 그래픽을 쓰거나, 아니면 온디바이스가 아닌 클라우드형 LLM 서비스를 사용하는게 답인 상황인데도 불구하고, 노트북 시장과 연관이 되어 있는 빅테크 기업들은 AI 키워드를 이용하여 마케팅을 하며 노트북 단가 상승의 수단으로 쓰고 있다는 점을 지적받는 경우가 많다.

• 소결
  기존에도 각종 간접적인 정황들은 있었으나, 루나레이크는 애플 외의 기업들과 비교해도 인텔의 마이크로아키텍처 설계능력 우위가 사실상 사라졌다는 것을 완벽히 증명한 세대가 되었으며, 인텔이 증명해낸 것 이상으로 앞으로 증명해 나가야 할 것이 더 많다는 숙제를 남겼다.
  인텔은 주요 경쟁사중 P코어의 기반 아키텍처가 가장 오래된[18] 편이라 한계에 봉착한 점이 없지는 않으며 인텔도 다음세대인 펜서 레이크에서 AMD의 Zen과 같이 대대적인 아키텍처 재설계가 예정되어있는데, 이를 통해 설계능력을 증명해내지 못하면 큰 위기에 봉착할 것이다.

3.3.3. 복합적 평가

• 낮은 코어 수로 인한 멀티코어 성능 약세
  지금까지 제조사와 제품을 막론하고 프로세서의 코어 수는 세대가 지날수록 점진적으로 증가하였으나, 루나 레이크는 오히려 코어의 수가 줄어들었다. 전작 격인 메테오 레이크-U에 비교해도 P 코어의 수는 2개에서 4개로 증가했으나, 대신 E 코어는 8개에서 4개로 훨씬 줄어서 LP-E 코어를 제외해도 총 코어의 개수가 적어졌다. 게다가 P 코어의 하이퍼스레딩 지원이 빠졌기 때문에 총 스레드 수는 12코어 14스레드 → 8코어 8스레드로 더 줄어들었다.
  코어 자체의 성능은 향상되었기 때문에 오피스와 같은 일반적인 작업에는 높은 성능을 보이면서도 효율도 좋지만, 코어가 8개밖에 안 되다 보니 성능의 한계가 명확하다. 전작인 메테오 레이크-U 대비 높아졌다고도 볼 수 있지만, 더 높은 SKU를 상대로 비교하면, Blender, 7-Zip과 같은 압축 프로그램, Handbrake와 같은 비디오 인코딩 벤치마크에서 멀티코어 성능의 약세로 인하여 부족한 모습을 보이고 있는 상황이다. 코어 수가 적기 때문에 동일 성능을 얻기 위해서는 클럭을 훨씬 더 주어야 하고 이로 인하여 악화된 멀티코어 전성비는 덤.[19]
  물론 근본적으로 루나 레이크는 메테오 레이크-U 라인업을 계승하는 저전력 제품군이기 때문에 큰 단점으로 부각되지는 않는 상황이다. 더 높은 성능이 필요하다면 메테오 레이크-H 및 곧 출시될 애로우 레이크라는 선택지가 있기 때문. 하지만 만약 자신이 압축 프로그램이나 비디오 인코딩과 같이 병렬화가 높게 이뤄진 소프트웨어를 주로 구동하면서, 루나 레이크가 들어간 노트북을 후보로 두고 있다면 구매에 대해 재고해 볼 필요가 있다.

• 메모리 업그레이드 불가
  메모리가 인터포저 위에 적층된 구조이며 같은 인터포저에 프로세서 타일과 메모리를 수평으로 쌓아 올려서 하나의 패키징으로 묶은 형태이기 때문에 사용자가 메모리를 업그레이드하는 것이 불가능하다. 이로 인해 32 GB 단일인 Ultra 9를 제외하면 메모리 16 GB와 32 GB로 모델이 나뉘어져 판매된다.
  루나 레이크가 고성능 작업을 위한 제품은 아니기 때문에 주 이용 환경을 생각하면 메모리 16 GB도 별 문제가 되지 않을 가능성이 크지만, 몇 년 후에는 16 GB로 이용하는데 좀 답답해질 가능성은 있다. 물론 그 때는 메모리 뿐만 아니라 CPU 성능도 문제가 될 가능성이 크지만, 어쨌든 장기적인 관점에서 16 GB를 선택해야 할지 32 GB를 선택해야 할지 고민의 대상이 하나 더 늘어난 것은 사실이다. 당연히 전작인 메테오 레이크에서 지원하는 64 GB의 메모리로의 업그레이드는 불가능하다.
  하지만 가까워진 cpu와 메모리간 사이거리는 기존 최신램인 DDR5램의6400MHZ보다 빠른 8666MHZ에 도달가능하게 하여 더위 빠르게 동작할 수 있다.

4. 데스크톱 및 모바일 중·고전력용: 애로우 레이크

4.1. 출시 전 정보

• CPU
  CPU는 루나 레이크와 동일한 라이언 코브 아키텍처와 스카이몬트 아키텍처를 채택했다.
  
  애로우 레이크에서 CPU-Z 벤치마크를 수행한 결과, 단일 스레드에서 i9-14900KS보다 무려 20% 향상된 성능을 보였다는 루머가 있다. 모델명은 알 수 없으나, 멀티 스레드 성능을 근거로 추정하면 기존 인텔 코어 i의 i5에 해당하는 Core Ultra 5일 가능성이 높다고 한다. 다만, 아직 정식 출시 전이기 때문에 실제 결과인지는 알 수 없다.

• GPU
  GPU가 루나 레이크와는 다르게 Xe2(배틀메이지) 아키텍처가 아닌 한 세대 이전의 Xe1(알케미스트) 아키텍처를 사용한다고 하며, 모바일 제품군은 전 세대인 메테오레이크의 SoC타일을 그대로 재사용한다.

• NPU
  NPU 성능 관련 내용 서술

• 생산 공정 및 출시 일정
  원래 인텔 20A 공정이 주력이 될 예정이었으나, 어느 순간 슬금슬금 20A의 비중이 줄어들기 시작해, 나중에 가서는 U5 이하 라인 일부 SKU의 CPU 타일만 20A를 사용한다는 소식이 나왔고, 그러다가 2024년 9월, 인텔은 비용 문제를 이유로 20A의 양산을 취소한다고 발표했다. 결국 에로우 레이크는 전량 TSMC 공정으로 나오게 되었다. 베이스 타일이 인텔 22FFL, CPU 타일 N3B, GPU 타일 N5, SoC 타일 N6로 알려졌다.

4.2. 상세