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인텔 아키텍처 데이: CPU, GPU, 3D 패키징 기술을 발표

| IT 소식

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인텔이 인텔의 공동 설립자 중 한명인 로버트 노이스의 옛 사저에서 기자 회견을 열어, 차세대 CPU, GPU, 3D 패키징 기술을 발표했습니다.

 

기본적으로 아래에 다 올라온 내용이긴 한데, 글 하나에서 모아 보시라고 긴글 합쳐서 올려 봅니다.

 

 

차세대 CPU 아키텍처 Sunny Cove

 

인텔 아키텍처 데이: CPU, GPU, 3D 패키징 기술을 발표

 

인텔이 새로 개발하는 CPU 마이크로 아키텍처인 Sunny Cove 기반 CPU입니다. 2019년 말까지 제온/코어 프로세서로 출시됩니다. 

 

현재 인텔 제품의 기반인 스카이레이크와 비교해서 서니 코브는 실행 포트가 8개에서 10개로 늘어나고, L1 데이터 캐시가 32KB에서 48KB로 증가하는 등, 참 오래간만에 코어 프로세서의 내부 구조가 바뀌게 됩니다.

 

인텔 아키텍처 데이: CPU, GPU, 3D 패키징 기술을 발표

 

CPU 마이크로 아키텍처 로드맵입니다. 2020년에 제온 서버로 출시되는 아이스레이크에 쓰이며, 클라이언트 PC로도 2019년에 출시 예정입니다. 제조 공정은 10nm.

 

인텔 아키텍처 데이: CPU, GPU, 3D 패키징 기술을 발표

 

전시된 메인보드.

 

인텔 아키텍처 데이: CPU, GPU, 3D 패키징 기술을 발표

 

인텔 아키텍처 데이: CPU, GPU, 3D 패키징 기술을 발표

 

ICL-U라고 적혀 있으니 아이스레이크인듯.

 

인텔은 우선 서니 코브를 출시하고 그 다음에 캐시를 다시 디자인하고 새로운 트랜지스터에 최적화된 버전인 윌로우 코브 Willow Cove, 2021년에는 성능을 높인 골든 코브 Golden Cove를 출시합니다. 

 

아톰 프로세서의 코어도 새로 나옵니다. 2019년엔 성능을 높인 네트워크/서버 전용 트레몬트 Tremont, 2021년에 스칼라/벡터 성능과 클럭을 높인 그레이스몬트 Gracemont가 나옵니다. 

 

데스크탑/서버가 '레이크'를 버리고 '코브'로 넘어간다면, 아톰은 계속해서 '몬트' 시리즈를 유지하는 듯. 

 

인텔 아키텍처 데이: CPU, GPU, 3D 패키징 기술을 발표

 

서니 코브는 클럭 당 실행 명령을 높여, 클럭을 올리지 않아도 성능이 향상되는 디자인을 목표로 하고 있습니다. 재정렬 버퍼, 로드 버퍼, 저장소 버퍼, 리저베이슨 스테이션(스케줄러)의 크기와 구조를 강화합닏. 

 

인텔 아키텍처 데이: CPU, GPU, 3D 패키징 기술을 발표

 

L1 데이터 캐시를 32KB에서 48KB로 50% 확대, L2 캐시도 스카이레이크보다 올렸습니다. 다만 L2는 제품마다 다릅니다. 제온은 더 크고, 클라이언트는 좀 덜 큽니다. 어쨌건 스카이레이크보다는 늘어납니다.

 

인텔 아키텍처 데이: CPU, GPU, 3D 패키징 기술을 발표

 

내부 실행 유닛도 확장됩니다. 와이드 할당이 4에서 5로, 실행 포트는 8에서 10으로 늘어납니다. 늘어난 실행 포트는 AGU가 3에서 4, 스토리지 데이터가 1에서 2로 증가. 실행 포트 일부에는 SIMD 셔플, LEA 등의 기능이 추가됩니다. 이런 변화 덕분에 1 클럭 안에 실행하는 명령 수가 늘어나, 병렬 실행 효율이 늘어납니다.

 

인텔 아키텍처 데이: CPU, GPU, 3D 패키징 기술을 발표

 

분기 예측 버퍼도 늘어납니다. 새로운 알고리즘을 도입하고 정확성을 향상시키는 등, 효율을 높이는 개선도 추가됩니다. 

 

인텔 아키텍처 데이: CPU, GPU, 3D 패키징 기술을 발표

 

새로운 명령어 세트도 도입합니다. 암호화 관련 추가 명령어 세트인 벡터 AES, SHA-NI 등도 강화됩니다. 

 

인텔 아키텍처 데이: CPU, GPU, 3D 패키징 기술을 발표

 

서니 코브의 새로운 명령어 세트는 압축 분야에서도 두드러집니다.

 

인텔 아키텍처 데이: CPU, GPU, 3D 패키징 기술을 발표

 

서니 코브에 최적화된 7zip 압축 프로그램을 실행했는데, 카비레이크 시스템보다 75% 더 빨라졌습니다. 

 

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메모리 주소도 강화됐습니다. 가상 메모리는 스카이레이크의 48비트에서 57비트로 향상, 실제 메모리도 52비트로 늘었습니다. 이로서 최대 4PB의 물리 메모리를 지원합니다.

 

 

1TFLOPS의 성능으로 3D 게임을 실행하는 차세대 내장 GPU

 

인텔 아키텍처 데이: CPU, GPU, 3D 패키징 기술을 발표

 

인텔의 차세대 내장 그래픽인 Gen11의 데모. 철권 7을 실행 중인데 오른쪽의 기존 시스템은 게임 플레이가 힘들지만 왼쪽의 Gen11은 원활한 실행이 가능했습니다. 이를 바탕으로 2020년에는 코드네임 Xe의 외장 그래픽을 출시, 저가형부터 딥러닝을 실행할 데이터센터까지 확장해 나갑니다.

 

인텔 아키텍처 데이: CPU, GPU, 3D 패키징 기술을 발표

 

인텔 내장 그래픽은 스카이레이크, 카비레이크, 커피레이크, 위스키레이크까지 모두 Gen9입니다. 이번에는 새로운 디자인의 Gen11이 등장합니다. Gen10은 어디갔냐고요? 캐논레이크에서 쓰는데, 정작 캐논레이크는 내장 그래픽을 비활성화해서 나왔기에 Gen10은 기록말살형.

 

Gen11은 실행 엔진 EU의 기본 단위가 68개로 늘었습니다. Gen9의 표준 스펙인 GT2는 24개였지요. 10nm 공정 덕분이라고 합니다. 이로서 Gen11의 성능은 1TFLOPS를 넘는다고 합니다. 

 

인텔 아키텍처 데이: CPU, GPU, 3D 패키징 기술을 발표

 

인텔의 외장 그래픽 GPU는 코드네임 Xe. SoC에 들어가는 내장 GPU부터 데이터센터 서버, 딥 러닝까지도 확장이 가능합니다. 

 

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Gen11의 블록 다이어그램. Gen11은 고효율 고성능, 향상된 3D/미디어/디스플레이 기능을 제공합니다.

 

인텔 아키텍처 데이: CPU, GPU, 3D 패키징 기술을 발표

 

성능은 말할 것도 없고, 지금까지 외장 그래픽에 비해 뒤쳐졌던 미디어/디스플레이 기능도 개선합니다. 

 

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3D 파이프라인. 타일 베이스 렌더링으로 메모리 대역폭을 줄여 전력 효율을 높였습니다. L3 캐시는 3MB로 강화.

 

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Coarse Pixel Shading. 픽셀 쉐이더 기술을 지원, 애플리케이션에서 이를 활용하면 쉐이딩 렌더링 부하를 줄여줍니다. 

 

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추론 연산 지원.

 

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컴퓨팅 엔진의 구조.

 

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인텔 아키텍처 데이: CPU, GPU, 3D 패키징 기술을 발표

 

HEVC 하드웨어 인코더를 내장, QSV에서 동영상 인코딩 품질이 30% 향상됩니다.

 

인텔 아키텍처 데이: CPU, GPU, 3D 패키징 기술을 발표

 

 

인텔 아키텍처 데이: CPU, GPU, 3D 패키징 기술을 발표

 

HDR 톤 맵핑과 베사의 어댑티브 싱크 지원, 동시에 출력하는 디스플레이의 수도 늘어납니다.

 

인텔 아키텍처 데이: CPU, GPU, 3D 패키징 기술을 발표

 

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어댑티브 싱크의 데모

 

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One API라는 새로운 구상도 나왔습니다. 

 

인텔 아키텍처 데이: CPU, GPU, 3D 패키징 기술을 발표

 

새로운 명령어 세트 아키텍처를 만들어, 여러 종류의 프로세서에서 하나의 프로그래밍 인터페이스를 수행합니다. CPU, GPU, FPGA등 다양한 프로세서를 하나인 것처럼 처리할 수 있게 됩니다.

 

극단적인 예를 들면 NVIDIA GPU나 Arm CPU까지 포함해서 연산이 가능합니다. 프로세서의 명령어 차이를 신경쓰지 않고 쓸 수 있다는 게 특징. 다만 이번에 나온 건 이렇게 하겠다는 구상이며, 자세한 건 2019년에 발표됩니다.

 

 

CPU와 GPU를 3D 패키징하는 Foveros

 

인텔 아키텍처 데이: CPU, GPU, 3D 패키징 기술을 발표

 

인텔이 새로 개발한 3D 다이 스택 기술인 Foveros입니다. 지금까지의 3D 다이 스택은 CPU나 GPU 같은 로직 회로와 메모리를 3D 적층하는 기술이었으나, 포베로스는 로직 회로와 로직 회로를 3D 적층합니다. 이런 기술은 업계 최초이며, 2019년엔 이를 사용한 첫 x86 프로세서도 출시할 예정입니다.

 

인텔 아키텍처 데이: CPU, GPU, 3D 패키징 기술을 발표

 

CPU, GPU, FPGA까지 다양한 프로세서를 하나의 컴퓨팅 환경에서 사용하고 있습니다. 따라서 패키징 기술, 특히 3D 적층 기술이 필요합니다. 그래서 나온 것이 Foveros.

 

인텔 아키텍처 데이: CPU, GPU, 3D 패키징 기술을 발표

 

Foveros에 들어간 기술.

 

인텔 아키텍처 데이: CPU, GPU, 3D 패키징 기술을 발표

 

로직과 로직을 적층한다는 점 외에도 열을 어떻게 분산시키는지도 고려했습니다. 

 

인텔 아키텍처 데이: CPU, GPU, 3D 패키징 기술을 발표

 

기존의 Embedded Multi-die Interconnect Bridge (EMIB)라는 2D 패키징을 발전시켜 나간 기술입니다. 카비레이크-G에서 그런 기술을 썼던 바 있지요. 

 

인텔 아키텍처 데이: CPU, GPU, 3D 패키징 기술을 발표

 

포베로스는 아래쪽에 22nm SoC, 그 위에 10nm CPU+GPU, 그 위에 메모리를 덮은 구조입니다. 12x12x1mm의 작은 패키지 안에 로직의 3D 적층을 실현했습니다. 

 

인텔 아키텍처 데이: CPU, GPU, 3D 패키징 기술을 발표

 

인텔은 2019년 하반기에 이 기술을 쓴 프로세서를 출시합니다. 

 

인텔 아키텍처 데이: CPU, GPU, 3D 패키징 기술을 발표

 

아래에 CPU4라고 나온 게 10nm 고성능 프로세서. 위의 CPU3는 22nm 고효율 프로세서. 부하가 높을 때만 CPU4가 작동합니다. 

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