기업용 컴퓨터 시장 이끈 인텔 CPU, 기술 진화 어디까지

[이데일리 김관용 기자] 인텔의 컴퓨터 중앙처리장치(CPU) 제품군 중 하나인 ‘제온(Xeon)’의 위상이 바뀌고 있다. 과거에는 저사양의 기업용 컴퓨터에 탑재되던 제온 프로세서는 현재는 기업용 컴퓨터인 서버의 핵심 장치로 자리매김했다.

경쟁사 프로세서가 있긴 하지만 일반적으로 제온 프로세서가 탑재된 서버를 x86 서버라고 부른다. 현재 기업 전산실 환경은 유닉스 서버에서 x86 서버 중심으로 바뀌고 있는 상황. 인텔 제온 프로세서의 발전으로 서버의 성능과 안정성, 효율성이 높아져 기업의 핵심 업무 영역에서도 x86 서버 채택율이 높아지고 있다.

기본적으로 x86 서버는 유닉스 서버 보다 가격이 저렴하고 클라우드 환경 구현이 가능하다는 장점 때문에 유닉스 서버를 대체하고 있다. 국내 시장에서도 과거 대부분의 기업들이 유닉스 서버로 시스템을 구성했지만 현재는 x86과 유닉스 서버 비율이 6:4로 역전된 상태다.

최근 출시된 ‘제온E5 v3’의 경우 서버 뿐 아니라 저장장치(스토리지)와 네트워크 장비에도 탑재될 수 있는 수준까지 진화했다. 인텔은 제온 프로세서가 데이터센터 혁신을 가속화시키는 ‘데이터센터의 심장’이 될 것이라고 강조한다. HP, IBM, 델, 오라클, 시스코 등 세계 주요 서버 제조사들은 인텔의 프로세서가 나올 때마다 그에 맞는 x86 서버 제품을 개발해 시장에 공급하고 있다.

인텔 코리아 나승주 이사는 “인텔 제온 프로세서는 변화하는 비즈니스 세계의 요구를 읽고 이에 발맞춰 끊임없는 발전을 거듭하고 있다”면서 “서버 시장에서 인텔의 기술 리더십을 기반으로 한 혁신은 앞으로도 계속될 것”이라고 말했다.

인텔이 지난 1995년 PC 프로세서로 출시한 ‘펜티엄 프로’. 이 제품은 서버나 워크스테이션 같은 고성능 컴퓨터에만 제한적으로 사용된 프로세서로 이후 출시된 서버용 제온 프로세서에 의해 대체됐다. 사진=인텔코리아

인텔 서버용 프로세서의 시작 ‘인텔 펜티엄2 제온’

인텔 프로세서의 역사는 30년이 훌쩍 넘은 PC의 역사와 그 흐름을 함께 한다. 하지만 제온이라는 인텔 x86 서버용 프로세서 브랜드는 1998년 출시된 ‘펜티엄2 제온’이 시작이다. 개인용 컴퓨터(PC) 시장에서 충분한 지명도를 가진 ‘펜티엄’이라는 이름을 앞세워 기업용 컴퓨터 시장의 문을 두드렸다. ‘펜티엄3 제온’ 제품까지 출시했던 인텔은 2001년 펜티엄이라는 이름을 떼내고 독자적 브랜드인 제온을 내세워 서버 및 워크스테이션 컴퓨터 시장을 공략하기 시작했다.

당시 최신의 ‘넷버스트’ 마이크로아키텍처를 도입해 ‘포스터’라는 첫 버전을 출시했지만 구형 2 MiB 코어와 AMD의 애슬론 MP에 비해 성능이 뒤쳐지면서 사실상 실패한 프로세서가 됐다.

2003년 4월 AMD가 32비트와 64비트의 호환이 가능한 x86 아키텍처의 ‘옵테론’ 프로세서를 출시하면서, 2004년 인텔 역시 32비트와 64비트 호환을 지원하는 ‘노코나 제온’을 출시했다. 하지만 노코나 역시 AMD의 옵테론에 비해서는 성능이 뒤쳐진다는 평가를 받았다.

2006년 인텔은 그동안의 넷버스트 아키텍처에서 벗어나 새로운 코어 아키텍처에 기반한 제온 5100 듀얼 코어 프로세서를 출시했다. 코드명 ‘우드크레스트’인 이 듀얼 코어 제온 프로세서는 코어 마이크로아키텍처의 도입으로 성능은 대폭 향상시키면서 전력 소모량은 크게 낮추는데 성공했다. 인텔은 그 해 11월 코드네임 ‘클로버타운’인 2소켓 x86 서버용 최초의 쿼드코어 프로세서를 출시했으며, 2007년에는 4소켓 이상의 서버용 쿼드 코어 프로세서인 ‘타이거톤’을 선보였다.

인텔 아키텍처의 변화, 넷버스트→코어→네할렘→샌디브릿지→하스웰

2009년 인텔은 코어 아키텍처의 뒤를 잇는 ‘네할렘’ 아키텍처를 채택한 제온 프로세서 시리즈를 출시했다. 네할렘 마이크로아키텍처는 코어 마이크로아키텍처보다 더 빠른 속도와 더 높은 전력 효율성을 제공했다. 2010년 출시된 제온 7500 시리즈는 네할렘 아키텍처 전환의 완결이라고 할 수 있는데, 제온 7400 시리즈보다 3배 향상된 성능을 보이며 제온 역사상 최대의 성능 발전을 이뤘다.

이후 네할렘 아키텍처를 대체할 ‘샌디브릿지’라는 코드명의 차세대 마이크로 아키텍처가 등장했다. 샌디브릿지는 네할렘 특유의 유연한 구조를 그대로 가져가면서도 더욱 발전된 모습을 보였다.

2011년 출시된 샌디브릿지 아키텍처에 기반한 제온 E3-1200 프로세서 제품군은 이전 세대의 ‘웨스트미어’부터 적용된 32nm 공정 기술이 적용 됐으며, 협업 툴부터 스토리지 및 백업 애플리케이션에 이르기까지 소규모 비지니스가 필요로 하는 사항들을 충족시킬 수 있도록 개발됐다.

제온 프로세서 E3-1200 제품군은 인텔 AES-NI와 인텔 TXT를 바탕으로 심각한 보안 위협에 시달리는 중견 및 중소기업에게 중요한 데이터의 안전성을 보장해 줬다. 샌디브릿지의 업그레이드 버전이라고 할 수 있는 ‘아이비브릿지’ 아키텍처는 기존 샌디브릿지와 비교해 큰 아키텍처상 변화는 없지만, 22nm 다이 축소 공정의 적용으로 성능 향상과 전력 사용량 감소를 달성했다.

인텔이 최근 출시한 인텔 제온 E5 v3 프로세서 제품. 사진=인텔코리아

서버를 넘어 데이터센터를 아우르는 프로세서로 도약

인텔은 2013년 샌디브릿지의 뒤를 잇는 첫 ‘하스웰’ 아키텍처 기반 서버용 프로세서 제온 E3 v3를 출시했다. 하스웰은 아키텍처는 아이비브릿지부터 활용됐던 22nm 공정을 기반으로 뛰어난 전력 효율성과 향상된 그래픽처리장치(GPU) 성능을 자랑한다.

하스웰 아키텍처를 도입한 인텔 제온 E3 v3의 경우 저사양 서버, 데이터센터 그래픽, 마이크로서버, 워크스테이션 등의 시장을 겨냥해 다양한 업무를 처리할 수 있도록 설계됐다. 이전 세대 대비 18% 향상된 전력 효율과 최대 38% 증가된 그래픽 성능을 제공했다.

전력 향상에 무게를 뒀던 인텔 제온 E3 v3 와 달리 2014년 9월 발표된 제온 E5 v3는 성능과 전력 효율성 모두에서 큰 향상을 이뤘다. 제온 E5 v3는 세계 최초로 차세대 메모리 DDR4를 지원하는 플랫폼으로, 이전 세대에 비해 최대 3배 향상된 성능과 강화된 전력 효율성 및 보안 기능을 갖췄다.

이희성 인텔 코리아 대표는 “제온 E5 v3 제품군은 서버 및 워크스테이션 뿐 아니라 스토리지와 네트워크 장비에 사용 가능할 정도로 성능 개선을 이뤘다”면서 “데이터 분석, 고성능 컴퓨팅, 통신, 클라우드 기반 서비스 등의 분야에서 사물인터넷(IoT)의 백엔드 프로세싱(Back-end processing)에 이르기까지 광범위한 업무를 지원한다”고 말했다.

용어설명

중앙처리장치(CPU): 컴퓨터 시스템 전체를 제어하는 장치로 프로세서라고도 한다. 다양한 입력장치로부터 자료를 받아 처리한 후 그 결과를 출력장치로 보내는 일련의 과정을 제어하고 조정하기 때문에 컴퓨터의 두뇌에 해당하는 역할을 한다.