PC에서 가장 고성능의 부품을 꼽는다면 누구나 CPU를 먼저 꼽는다. ‘PC의 두뇌’라 불리며 각종 연산과 처리, 명령어들을 기가헤르즈(GHz) 단위의 고속으로 처리하기 때문이다. 그래픽카드의 핵심인 GPU도 마찬가지다. 고성능 GPU는 어지간한 데스크톱 CPU보다도 많은 트랜지스터가 집적되고, 작동 속도도 더 빠르다.

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물론 이들 CPU와 GPU들은 고성능을 발휘하는 만큼 무지막지한 전력을 소비한다. 풀 로드(최대 부하)시 CPU와 GPU가 소비하는 전력이 100W를 넘는 모습을 종종 볼 수 있으며, 하이엔드 GPU의 경우는 아예 100W 이상의 전력을 소비하기도 한다. 두 부품이 PC 전체에서 소비하는 전력이 최소 절반 이상에 달하는 셈이다.

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▲ 차세대 CPU와 GPU에 지금보다 더 나은 '전성비'가 본격 요구되기 시작했다.

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CPU와 GPU가 PC의 다른 부품에 비해 유난히 소비전력이 높은 이유는 처음부터 전력 효율보다는 성능향상을 우선해서 개발된 영향이 크다. 세대를 거듭할수록 ‘효율’보다는 ‘성능’에 대한 기대감이 높았기 때문이다.

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그러나 급속도로 발달한 하드웨어로 인한 ‘과잉 성능’ 문제와 사회적, 환경적 요인으로 인한 에너지 절약 추세, 모바일을 중심으로 바뀐 IT시장의 흐름 등 다양한 요소가 어우러지면서 성능만 우선하던 CPU와 GPU도 본격적인 ‘다이어트’, 즉 소비전력 절감을 통한 ‘전성비 향상’에 나서기 시작했다.

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모바일 시장에서 요구하는 차세대 CPU의 ‘전력 효율’

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사실 CPU 분야는 일찍부터 소비전력 대비 성능, 즉 ‘전성비’에 대한 관심이 높았다. 스마트폰과 태블릿이 대두되기 이전부터 들고 다니는 PC인 노트북이 있었기 때문이다. 실외에서는 전원이 한정된 용량의 배터리뿐이기에 당연히 저전력 고효율에 신경을 쓸 수 밖에 없었다.

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그래도 여전히 CPU의 개발에는 성능 향상이 우선되고, 소비전력 절감은 그 다음이었다. 먼저 새로운 아키텍처를 적용한 데스크톱용 고성능 CPU가 먼저 나오고, 성능이나 스펙을 조금 낮추거나 제조 공정을 개선해 소비전력을 줄인 모바일 CPU가 나오는게 자연스러운 모습이었다.

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하지만 혜성처럼 등장해 IT업계의 주도권을 휘어잡은 스마트폰과 태블릿은 그러한 전략을 다시 검토할 수밖에 없는 상황을 만들었다. 인텔과 AMD가 성능 향상을 우선하는 동안 ARM을 중심으로 하는 AP(애플리케이션 프로세서)는 성능보다 전력 효율을 우선하면서 스마트폰과 태블릿용 프로세서 시장을 휩쓸었기 때문이다.

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인텔과 AMD도 뒤늦게나마 저전력 고효율 모바일 프로세서 시장에 다시금 뛰어들었지만, 이미 최적화될 대로 최적화된 ARM 기반 AP의 ‘전성비’를 단시간에 극복하기에는 역부족이었다.

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▲ 인텔의 5세대 기반 '코어 M'프로세서의 향상된 기능. 소비전력이 절반 수준으로 줄어든 것에서 차세대 CPU의 개발 방향을 미리 가늠할 수 있다.(자료=인텔)

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물론 작동 방식과 구조가 전혀 다른 CPU와 AP를 직접 비교하는 것은 무리가 있다. 하지만 수 년에 걸쳐 인텔과 AMD가 꾸준히 ‘저전력 프로세서’를 출시했음에도 불구하고 이를 실제로 채택한 태블릿은 극히 드물다.

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이는 그간의 인텔과 AMD의 저전력 프로세서들이 ‘기준 미달’이었음을 반증한다. 스마트폰의 경우는 아예 말할 것도 없다.

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그나마 인텔의 경우 2013년 말 선보인 ‘베이트레일’ 기반 아톰 프로세서와 이를 채택한 윈도 태블릿에서 어느 정도 감을 잡은 모습을 보여줬다. 베이트레일에 이르러서야 인텔 프로세서를 탑재한 태블릿이 기존 ARM기반 AP를 사용한 태블릿에 근접한 효율을 보여주는데 성공했기 때문이다.

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현재 인텔의 경우 현재 4세대인 ‘하스웰’의 후속작인 5세대 ‘브로드웰’의 등장이 예고되어 있다. 아직 그 실체가 정확히 드러난 것은 아니지만 성능 향상보다는 ‘효율’향상에 더욱 주력할 것으로 전망되고 있다.

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인텔에 따르면 5세대 기반의 노트북이나 태블릿용 ‘코어 M’ 프로세서는 기존 대비 성능은 약간 향상되면서 소비전력은 절반 수준에 불과한 것으로 알려졌다. 자연히 일반 PC용 브로드웰 역시 성능향상보다는 전력 효율 개선에 더욱 비중을 둘 것이 예상된다.