AMD 라이젠 7000에 적용된 젠4 아키텍처, IPC 13%의 비밀은?

몇 시간 전 AMD가 라이젠 7000 시리즈를 발표했다. 젠4 마이크로아키텍처로 무장한 라이젠 7000 시리즈는 현존하는 가장 빠른 데스크탑 CPU로 소개 됐으며 경쟁사인 인텔의 12세대 코어 프로세서 조차 가볍게 뛰어 넘는 성능을 보여준다고 한다.

이러한 성능의 밑바탕에는 IPC라 불리는 성능 평가 지수가 있는데 이 기준을 무려 13%나 향상시킨 것이 젠4 마이크로아키텍처의 핵심이라 할 수 있다. 하지만, AMD는 이러한 변화가 어디서 온 건지 자세한 설명을 덧붙이진 않았다. 발표는 했지만 실제 판매 시점에서야 관련 자료를 공개할 계획인 것이다.

그 이전까지 IPC 관련 소식은 유출된 자료 등을 기대할 수 밖에 없는데 다행히 이번 발표 행사에 관련 내용을 유추할 수 있는 자료가 포함되어 있었다.

AMD는 젠3와 젠4 아키텍처의 IPC 차이를 보여주기 위해 4GHz로 고정시킨 상태에서 두 아키텍처의 성능을 비교했다. 단순 비교는 아니고 22가지 데스크탑 워크로드를 분석해 비교한 것인데 이 결과가 바로 13%다.

그 13%를 100으로 봤을때 가장 많은 비중을 차지하는 것이 프론트 엔드였다. CPU에서 프론트 엔드는 명령을 가져오고 디코드하는 단계로 실제 계산하는 단계가 아니다. 이 단계가 가장 많은 비중을 차지했다는 것은 사이클당 처리 가능한 명령어의 개수를 높였거나 디코딩된 명령을 가져오고 배분하는 작업량 자체를 늘렸다는 의미가 된다. 물론, 두 가지 다 했을 수도 있다.

그 다음으로 비중이 큰 것은 로드/스토어 였다. 그리고 그 다음이 브랜치 프리딕션, 실제 계산 영역인 익스큐션 엔진은 브렌치 프리딕션의 절반도 안되는 비중으로 L2 캐쉬와 마찬가지로 IPC 개선에 기여한 비중이 가장 작은 편에 속했다.

결국 젠4 마이크로아키텍처의 변화는 실제 연산 성능의 개선 보다 연산에 필요한 데이터를 준비하고 지시하는 단계를 보강했다는 의미가 되는데 이럴 경우 많은 양의 데이터를 처리하는 풀로드 작업 보다 작업 부하는 적지만 상황 변화가 많은 작업에서 더 효율적인 구조로 가지게 됐다고 판단할 수 밖에 없다.

저전력, 저발열 특성을 유지하기 위해 4GHz를 고집했던 클럭이 최대 5.7GHz까지 높아졌으니 실질적인 연산 성능이야 많이 높아졌겠지만 핵심은 빠진 듯 해 아쉬움이 남는다. 이와 관련된 자세한 내용은 다음 달 27일(현지 시간), 제품 출시와 공개 될 예정이니 그때 다시 관련 내용을 다뤄 볼 생각이다.