애로우레이크

섬네일|세 개의 애로우레이크-S 데스크톱 프로세서
애로우레이크(Arrow Lake)는 인텔이 설계한 코어 울트라 (시리즈 2) 프로세서의 코드명으로, 2024년 10월 24일에 출시되었다. 이는 인텔이 모놀리식 실리콘에서 분리형 MCM 설계로 전환한 메테오레이크의 후속작이다. 메테오레이크는 모바일 출시에 한정되었지만, 애로우레이크는 소켓형 데스크톱 프로세서와 주류 및 매니아층 모바일 프로세서를 모두 포함한다. 코어 울트라 200H 및 200HX 시리즈 모바일 프로세서는 2025년 초에 출시되었다. 애로우레이크 데스크톱 CPU는 선더볼트 4 및 USB4 지원을 CPU에 통합하여 PCIe 3.0 속도에 제한받지 않고 간단한 리타이머를 사용할 수 있도록 했다. 칩셋은 최대 5개의 통합 USB 3.2 2×2를 동일하게 지원하며, 별도의 보드를 사용하는 경우 선더볼트 5를 지원할 준비가 되어 있다. 통합 GPU는 HDMI 2.1 FRL 48 Gbit/s (메테오레이크에서도 지원) 및 가변 주사율(VRR) 지원을 추가했다. CU-DIMM DDR5 메모리 지원이 추가되었으며 최적의 성능을 위해 필요하다.

 배경 
애로우레이크에 대한 첫 공식 언급은 2022년 2월 17일 인텔 투자자 회의에서 있었으며, 애로우레이크가 메테오레이크의 후속작이 될 것이라고 확인되었다. 애로우레이크는 분리형 구조를 사용하며 인텔의 20A 노드 및 외부 노드에서 제조될 것이 확인되었다.

2023년 9월, 인텔 CEO 팻 겔싱어는 인텔 혁신 행사에서 20A 웨이퍼를 선보였으며, 애로우레이크 테스트 다이가 포함되어 애로우레이크 제품이 예정대로 진행 중임을 재확인했다. 2023년 12월 14일, 메테오레이크는 프리미엄 노트북용 9 W 및 15 W 폼 팩터로 출시되었고, 2024년 1월 9일 CES에서 엔트리 레벨 노트북용 15 W 랩터레이크-U 리프레시가 출시되었다.

또한 CES 2024에서 인텔은 애로우레이크가 2024년 하반기에 데스크톱용으로 출시될 것이라고 밝혔다. 인텔은 애로우레이크가 "AI 가속기가 탑재된 세계 최초의 게이밍 프로세서"가 될 것이라고 주장했지만, AMD의 라이젠 8000G 데스크톱 APU(코드명 "피닉스-G")는 전용 XDNA AI 엔진을 탑재하고 2024년 1월에 먼저 출시되었다. 2024년 5월 20일, 인텔은 애로우레이크가 2024년 4분기 출시를 예정하고 있으며, 몇 주 후 컴퓨텍스에서 업데이트가 있을 것이라고 재확인했다. 2024년 6월 4일, 인텔은 애로우레이크와 루나레이크에 공통으로 사용되는 라이언 코브 P-코어 및 Skymont E-코어 아키텍처에 대한 세부 정보를 공개했다.

애로우레이크-S 데스크톱 프로세서는 2024년 10월 10일에 발표되었으며, 10월 24일에 출시되었다.

 아키텍처 
애로우레이크는 28W 모바일 폼 팩터부터 125 W 매니아층 데스크톱 부문까지 확장 가능하도록 설계된 양방향 X86 아키텍처이다. 애로우레이크의 아키텍처 구조는 메테오레이크의 직접적인 요소를 많이 유지한다. 이는 TSMC의 다양한 노드에서 제조된 분리형 MCM 설계이다. 애로우레이크는 메테오레이크의 동일한 SoC 및 I/O 확장 타일을 재사용하면서 새로운 컴퓨트 타일과 데스크톱용으로 더 작은 그래픽 타일을 추가했다.

 공정 노드 

 컴퓨트 타일 
이전 세대 메테오레이크는 컴퓨트 타일에 인텔 4 공정을 사용했으며, 애로우레이크는 원래 인텔의 20A 노드로 전환할 계획이었다. 2024년 9월, 인텔은 18A 개발에 집중하기 위해 20A 노드 취소를 발표했다. 인텔의 20A 노드는 인텔이 RibbonFET이라고 부르는 GAA(gate-all-around) 트랜지스터를 도입하고, 이 트랜지스터는 인텔이 PowerVia라고 부르는 후면 전력 공급을 받을 예정이었다. RibbonFET은 2011년 FinFET 도입 이후 인텔의 첫 번째 새로운 트랜지스터 설계이다. 애로우레이크의 컴퓨트 타일은 20A 대신 TSMC의 N3B 노드에서 제조된다. 이전 세대 메테오레이크와 유사하게, 애로우레이크의 컴퓨트 타일은 새로운 라이언 코브 P-코어와 새로운 스카이몬트 E-코어를 모두 도입한다. 애로우레이크의 라이언 코브 및 스카이몬트 코어 아키텍처는 루나레이크와도 공유된다.

 라이언 코브 

라이언 코브 P-코어는 더 넓은 디코더 및 디스패치 엔진, 더 많은 ALU 정수, 더 큰 L2 캐시, 그리고 재설계된 캐시 계층을 특징으로 한다. 인텔은 애로우레이크의 라이언 코어 코어가 IPC(클럭당 명령어 처리 횟수) 성능에서 9% 향상되었다고 주장한다. 애로우레이크의 라이언 코브는 루나레이크의 라이언 코브 구현에서 2.5 MB였던 L2 캐시가 3 MB로 증가했다. 라이언 코브의 L2 캐시는 이전 세대 랩터 코브 코어의 2 MB L2 캐시보다 50% 더 크다. 라이언 코브는 사이클당 32바이트의 L2 대역폭을 가진다. 라이언 코브 P-코어는 AVX-512 명령어 지원을 포함하지만, 이기종 아키텍처로 인해 애로우레이크 프로세서에서는 AVX-512가 비활성화되었다. 스카이몬트 E-코어는 AVX-512 명령어를 지원하지 않으므로, 두 코어 유형이 동일한 기능을 가지도록 AVX-512가 비활성화된다.

애로우레이크-S 데스크톱 프로세서의 라이언 코브 P-코어 클럭 속도는 퇴보했다. 코어 울트라 9 285K의 최대 클럭 속도는 5.7GHz인 반면, 랩터레이크 코어 i9-14900KS는 6.2GHz로 더 높다. 라이언 코브에 도입된 주요 기능 중 하나는 사이클당 3개의 곱셈을 수행할 수 있는 기능이다(물론 독립적인 경우).

 동시 멀티스레딩 (SMT) 
애로우레이크의 라이언 코브 P-코어에서는 동시 멀티스레딩 (SMT)이 제거되었다. SMT는 2002년 11월 노스우드 기반 펜티엄 4와 함께 인텔 데스크톱 프로세서에 처음 도입되었다. 애로우레이크에서 SMT가 제거된 것은 이후로 X86-64 인텔 성능 지향 코어 아키텍처에서 SMT가 단순히 일부 하위 셀러론 및 펜티엄 SKU에서 비활성화된 것이 아니라 완전히 제거된 두 번째 사례이다. SMT, 또는 인텔의 마케팅 용어인 하이퍼스레딩,은 두 개의 스레드를 가진 단일 물리적 CPU 코어가 두 가지 작업을 동시에 실행할 수 있도록 한다. 2000년대 초반 SMT는 다이 공간을 너무 많이 사용하지 않으면서 듀얼 및 쿼드 코어 CPU에 더 많은 처리 스레드를 추가하는 방법이었다. SMT 제거는 물리적 코어 다이 면적을 줄일 수 있게 한다. 더 많은 물리적 코어로 처리 스레드 수를 늘리면 코어당 두 개의 스레드를 제공하는 SMT 제거를 보완할 수 있다. 애플 M 시리즈 SoC와 같은 많은 ARM 기반 프로세서는 프로세서 파이프라인이 짧은 프로세서에서는 SMT의 이점이 적고, 이를 포함하면 물리적 코어 면적이 증가하기 때문에 SMT를 사용하지 않는다. 인텔이 사용하는 것과 같이 더 긴 프로세서 파이프라인을 사용하면 워크로드에서 CPU 코어에 유용한 데이터를 계속 공급하기가 더 어렵다. 파이프라인이 긴 코어는 높은 클럭 속도를 지원할 수 있지만 클럭당 명령어 처리 횟수(IPC)는 더 적다.

 스카이몬트 

스카이몬트 E-코어는 향상된 분기 예측 및 명령어 페치, 128비트 부동소수점 및 SIMD 벡터 데이터 유형에 대한 처리량 증가, 그리고 L2 캐시 대역폭이 두 배로 증가하는 데 중점을 둔다. 인텔은 그레이스몬트와 비교하여 멀티스레드 정수 워크로드에서 32%, 멀티스레드 부동소수점에서 55%의 IPC 향상을 주장한다.

 코어 레이아웃 
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P-코어와 E-코어의 물리적 레이아웃은 애로우레이크에서 변경되어, 두 개의 P-코어 사이에 4개의 E-코어 클러스터가 배치되었다. 대조적으로 앨더레이크, 랩터레이크 및 메테오레이크는 모든 P-코어를 한 그룹으로, 모든 E-코어를 다른 그룹으로 배치하여 P-코어와 E-코어 간에 명령어 또는 데이터를 이동할 때 코어 간 지연 시간을 줄였다. 이전 접근 방식에서는 두 코어 유형 간의 링 버스를 따라 데이터가 더 긴 거리를 이동해야 했다.

 그래픽 타일 
애로우레이크의 그래픽 타일은 메테오레이크에서 아키텍처적으로 크게 변하지 않았다. 메테오레이크와 마찬가지로 애로우레이크의 그래픽 타일은 TSMC의 N5P 노드에서 제조된다. 애로우레이크-S 데스크톱 프로세서는 알케미스트 그래픽 아키텍처를 기반으로 하는 4개의 Xe-LPG 코어를 특징으로 한다. 그러나 애로우레이크 모바일 프로세서는 최대 8개의 약간 수정된 Xe-LPG+ (Gen12.74) 코어를 특징으로 하며, 이는 Dot Product Accumulate Systolic (DPAS) 명령어 지원을 추가한다. DPAS 명령어는 개별 아크 그래픽용 Xe-HPG 코어에 포함되었지만, 저전력 Xe-LPG 변형에서는 비활성화되었다. DPAS 명령어는 FP16, BF16 및 INT4 데이터 유형을 곱할 수 있도록 하여 GPU가 사이클당 더 많은 작업을 수행할 수 있도록 한다.

 SoC 타일 
애로우레이크는 메테오레이크의 동일한 SoC 타일 설계를 재사용하며, TSMC의 N6 노드에서 제조된다. 애로우레이크-S 데스크톱 프로세서에 사용된 SoC 타일은 원래 데스크톱용으로 취소된 메테오레이크-S 프로세서용으로 설계되었다. 여기에는 저전력 E-코어가 포함되어 있지 않다. 애로우레이크의 모바일 변형은 두 개의 크레스트몬트 저전력 E-코어를 포함하는 메테오레이크의 SoC 타일을 재사용하는데, 이들은 CPU 컴퓨트 타일의 스카이몬트 E-코어와는 다르다. 크레스트몬트 저전력 E-코어는 CPU 타일의 스카이몬트 E-코어처럼 L3 캐시를 가지고 있지 않다.

 NPU 
애로우레이크는 메테오레이크에 탑재된 것과 동일한 신경망 처리 장치(NPU)를 사용하며, 루나레이크에 탑재된 45 TOPS NPU 4가 아닌 13 TOPS의 INT8을 제공한다. 비교를 위해 라이젠 8000G 데스크톱 APU는 16 TOPS의 XDNA 기반 NPU를 탑재하고 있다. 인텔은 NPU, CPU, 통합 GPU를 합쳐 코어 울트라 200S CPU가 총 36 TOPS를 달성한다고 광고한다. 반면 AMD의 라이젠 8000G 데스크톱 APU는 이론적으로 39 TOPS의 AI 성능을 제공할 수 있다.

 메모리 컨트롤러 
애로우레이크는 DDR5 메모리만을 지원하고 DDR4 지원이 제거된 인텔의 첫 데스크톱 아키텍처이다. 앨더레이크와 랩터레이크는 DDR4와 DDR5 메모리를 모두 지원했다. 애로우레이크-S 데스크톱 프로세서는 랩터레이크와 동일한 DDR5-5600 UDIMM 속도를 지원하지만, 애로우레이크는 Clock Unbuffered DIMM (CUDIMM) 및 Clock Small Outline DIMM (CSODIMM) 메모리 지원을 추가했다. CUDIMM은 기존의 언버퍼드 DIMM에 클럭 드라이버를 추가하여 높은 메모리 속도에서 더 나은 안정성을 위해 DIMM 내부에서 클럭 신호를 재생성할 수 있다. CUDIMM과 마더보드 지원을 통해 애로우레이크는 오버클럭된 DDR5-10000을 실행할 수 있다. 2024년 6월 컴퓨텍스에서 애즈락은 LGA 1851 소켓 마더보드에 CAMM2 메모리 슬롯을 선보였다.

 애로우레이크 프로세서 목록 
통합 GPU의 각 Xe 코어는 16개의 벡터 엔진(VE)과 1개의 레이 트레이싱 유닛을 포함한다.

 데스크톱 
 애로우레이크-S 
밑줄이 그어진 CPU는 Q870(기업용) 및 W880(엔트리 레벨 워크스테이션) 칩셋에서 인텔 vPro를 지원하며, W880 칩셋에서만 ECC 메모리를 지원한다.

 모바일 
애로우레이크-U는 인텔 3 노드에서 제조된 새로워진 메테오레이크 실리콘을 사용한다.

 애로우레이크-U 
밑줄이 그어진 CPU는 인텔 vPro를 지원한다.

 애로우레이크-H 
밑줄이 그어진 CPU는 인텔 vPro 및 WM880 칩셋을 통한 ECC 메모리를 지원하며, 모바일 워크스테이션용으로 고안되었다.

 애로우레이크-HX 
밑줄이 그어진 CPU는 인텔 vPro와 WM880 칩셋을 통한 ECC 메모리를 지원하며, 모바일 워크스테이션용으로 고안되었다.

 평가 

애로우레이크-S 데스크톱 프로세서는 출시 초기에 세대별 성능 향상이 없거나 일부 경우 성능이 저하되는 문제로 인해 엇갈린 평가를 받았다. 탐스 하드웨어의 폴 앨콘(Paul Alcorn)은 코어 울트라 9 285K에 대해 별 3개(5개 만점)를 주었다. 앨콘은 게임에서 "이전 세대 제품에 비해 뒤처지는" 문제로 인해 "경쟁 프로세서보다 코어 울트라 9 285K를 추천하기 어렵다"고 결론지었다. 평균적으로 285K는 AMD의 젠 5 기반 라이젠 7 9700X에 뒤처졌으며, 코어 울트라 5 245K는 젠 3 기반 라이젠 7 5700X3D에 비해 성능이 낮았다.

테크스팟(TechSpot)의 스티븐 월튼(Stephen Walton)은 별 3개 평가에서 285K의 게임 성능이 부족하다고 지적했다. 특히 사이버펑크 2077: 팬텀 리버티에서 14900K보다 20% 뒤처졌고, 플래그 테일: 레퀴엠에서는 14900K보다 17% 낮은 성능을 보였다. 히트맨 3와 같은 일부 게임에서는 14900K보다 2% 느린 수준으로, 월튼은 이를 "14700K와 유사한 성능"이라고 언급했다. 생산성 측면에서 테크스팟은 285K가 어도비 프리미어 프로 2024에서 14700K 및 14900K보다 약하며, 포토샵 2025에서는 12600K에 미치지 못하는 성능을 보였다. 애로우레이크의 또 다른 문제는 비슷한 성능을 가진 14900K의 실제 판매 가격보다 높은 가격이었다. 이와 더불어 새로운 LGA 1851 소켓으로 인해 새 마더보드가 필요하다는 점도 문제로 지적되었다.

애로우레이크는 랩터레이크에 비해 전력 효율성 개선 측면에서 호평을 받았다. 테크스팟은 게임에서 애로우레이크의 전력 소비가 "14900K보다 훨씬 개선되었지만", "라이젠 프로세서와 비교하면 여전히 부족하다"고 언급했다. PCWorld는 핸드브레이크 AV1 인코딩 시 전력 소비가 17%(65와트) 감소하고, 시네벤치 2024 단일 코어 벤치마크에서는 16%(22와트) 감소했다고 밝혔다. 애로우레이크의 스카이몬트 E-코어는 PC 게이머의 닉 에번슨(Nick Evanson)으로부터 칭찬을 받았다. 에번슨은 사이버펑크 2077 및 발더스 게이트 3와 같은 최신 멀티스레드 게임이 P-코어와 함께 E-코어를 활용하여 성능을 향상시킬 수 있으며, 더 강력한 P-코어가 제공하는 8개의 스레드에만 제한되지 않는다는 것을 발견했다. 게임이 E-코어에 점차 더 의존하게 된 것은 P-코어에서 SMT가 제거되어 랩터레이크에 비해 P-코어 스레드가 8개 줄었기 때문일 수 있다.

 판매 
미국과 일본에서 코어 울트라 9 285K는 주요 소매점에서 매진되었지만, 출시 당시 매니아층으로 인해 소매점 공급이 제한적이었다는 보고가 있었다.

 인텔의 반응 
2024년 11월, 인텔의 클라이언트 AI 및 기술 마케팅 부사장 겸 총괄 책임자인 로버트 핼록(Robert Hallock)은 애로우레이크 출시가 "계획대로 진행되지 않았다"고 인정했으며, 게임 성능 저하가 리뷰에서 관찰되었다고 언급했다. 핼록은 애로우레이크 프로세서가 운영체제 및 BIOS 수준에서 "일련의 문제"를 겪고 있다고 주장했다. 핼록에 따르면 서드파티 리뷰는 인텔 자체 내부 테스트를 반영하지 않았다. 한 리뷰어는 애로우레이크의 메모리 지연 시간이 최대 180 ns로, 예상 메모리 지연 시간인 70~80 ns의 두 배 이상이라고 기록했다. 핼록은 2024년 12월 초까지 애로우레이크에 대한 업데이트와 수정 사항이 나올 것이라고 약속했다. 인텔은 이어서 좋지 않은 게임 성능에 대한 보고서를 발표했다.

 같이 보기 
 젠 5 – AMD의 경쟁 X86 아키텍처
 루나레이크 – Xe2-LPG 그래픽 및 더 빠른 NPU를 특징으로 하는 애로우레이크 마이크로프로세서의 다른 변형

 내용주 

 각주 

분류:인텔 x86 마이크로프로세서