[벤치리뷰] 스카이레이크 아키텍처를 채용한 Core i7-6700k

Intel은 8월 5일 코드 명 "Skylake-S"의 이름으로 개발되어 온 데스크톱 버전의 6세대 Core 프로세서와 동 CPU에 대응하는 새로운 소켓 LGA1151 및 Intel Z170 칩셋을 채용한 새로운 플랫폼을 발표했다.

 Skylake-S는 "Core i7-6700K"와 "Core i5-6600K"의 2제품이 등장했지만 이번에는 상위 모델 "Core i7-6700K"과 MSI 제품의 Intel Z170 칩셋 채용 메인 보드 "Z170A GAMING M7 "을 빌릴 수 있는 기회를 얻었기 때문에, 벤치마크 테스트에서 새로운 메인 스트림 용 제품의 실력을 점검할 예정이다.

정격 4GHz 동작의 Core i7-6700K

 Skylake-S 인 6세대 Core 프로세서는 14nm 공정으로 제조되는 CPU. 데스크탑 용으로는 새로운 CPU 소켓 LGA1151을 사용하는 새로운 플랫폼으로 제공되며 Haswell에서 Broadwell까지 이어진 LGA1150과의 호환성은 없다.

 Skylake-S는 CPU에 통합된 메모리 컨트롤러는 DDR4-2133과 DDR3L-1600의 2규격에 대응 각각 듀얼 채널로 동작이 가능하다. 다만, 이것은 사용자가 임의로 메모리 규격이 선택할 수 있다는 것은 아니고, 사용 가능한 메모리는 메인 보드가 구현하는 메모리 슬롯의 사양대로 된다. (DDR3는 240핀 모듈, DDR4는 288핀 모듈)

 Core i7-6700K는 Hyper-Threading에 대응하는 4개의 CPU 코어를 가지는 4코어 8스레드 CPU. CPU 코어의 동작 클럭은 정격 4GHz, Turbo Boost시 최대 4.2GHz. 8MB의 L3 캐시, 16 레인의 PCI Express 3.0 컨트롤러, DirectX 12을 지원하는 GPU "Intel HD Graphics 530"등을 갖춘다. TDP는 91W로 제품 패키지에는 정품 CPU 쿨러가 부속되지 않는다.

(여러 기사를 보면 오버용인 K 모델에는 정품 쿨러가 없다고 하죠. 아무리 오버용에는 기본쿨러가 부족하다고 해도, 당연히 있는게 주는게 좋은거고 K모델이 클럭이 높아서 오버 안하고 쓰는 사용자도 있고, 그거 뺀다고 가격이 깎일것도 아닌데..(깎인다고 해도 2천원 수준정도.인텔 홈피의 쿨러 없는 Tray는 OEM용으로 AS도 OEM에서 받는 제품. 다나와의 벌크 제품) 끼워 팔기다. 빼고 달라고 하는 사용자들이 많았으니.. 할말은 없겠죠. 모 타이어 따로 파니까.. 자동차에서 타이어 빼고 팔아라 수준.... 끼워팔기가 뭔뜻인지 모르거나.. 그게 없으면 사용이 불가한건 끼워팔기가 아님.)

Core i7-6700K의 CPU-Z 실행 화면

[표 1] Core i7-6700K의 주요 사양

	코어 I7-6700K	코어 I7-4790K
제조공정	14nm	22nm
코드네임	Skylake-S	Devil's Canyon
코어수	4	4
쓰레드 수	8	8
CPU 클럭 (정격)	4GHz	4GHz
CPU 클럭 (터보 부스트 / 최대)	4.2GHz	4.4GHz
L3 캐시	8MB	8MB
대응 메모리	DDR4-2133
DDR3L-1600	DDR3-1333 / 1600
내장 GPU	Intel HD Graphics 530	Intel HD Graphics 4600
GPU 코어 클럭 (최대)	1,150MHz	1,250MHz
TDP	91W	88W
배수락 해제	O	O
소켓	LGA 1151	LGA 1150

 제품 번호에 K 접미사를 준 Core i7-6700K는 CPU 배율을 상향 수정하여 오버 클럭 가능한 배수락 해제 모델이다. Skylake-S 세대의 K 모델은 배율뿐만 아니라 베이스 클럭을 1MHz 단위로 오버 클럭 할 수있게 되어 지난 몇 세대 CPU보다 섬세한 조정이 가능 해졌다. 또한 오버 클러킹 기능은 Intel Z170 칩셋과 조합에서만 유효하다.

Core i7-6700K는 1MHz 단위로의 베이스 클럭 변경이 가능한 것 외에

메모리 관련 설정도 더 세세하게 설정 가능하다.

LGA1151 대응의 새로운 칩셋 "Intel Z170 "

 이번에 차용한 MSI 제 메인 보드 Z170A GAMING M7은 Intel 100 시리즈 칩셋의 오버 클럭 지원 모델 "Intel Z170"을 탑재한 ATX 마더 보드다. 4 개의 메모리 슬롯은 DDR4를 지원하고 있다.

MSI Z170A GAMING M7

DDR4 메모리 대응 슬롯을 4개 탑재

 Intel Z170 칩셋은 6개의 SATA 6Gbps 포트, 최대 10개의 USB 3.0 포트를 지원하고 있으며, 최대 20 레인의 PCI Express 3.0을 제공한다. 이 중 칩셋이 제공하는 PCI Express 버스에 관해서는 Intel Z97 Express (최대 8 레인 PCI Express 2.0)에서 대폭 증강되었다.

 MSI Z170A GAMING M7에서는 이 강화 된 PCI Express 3.0 레인을 살려 연결에 PCI Express를 이용하는 차세대 스토리지 인터페이스인 M.2와 SATA Express를 각 2개씩 구현하고 있다.

 새로운 소켓 LGA1151에 관한 내용은 전술한 바와 같이 Haswell / Broadwell 세대의 LGA1150과의 호환성은 없지만, CPU 쿨러를 고정하기 위한 구멍의 위치는 LGA1150과 동일하므로 기본적으로 LGA1150 지원 CPU 쿨러를 사용 할 수 있다. (1세대 린필드부터 2,3,4,5,6 세대 쿨러 공통, CPU핀수는 미세하게 다르고 호환이 안되지만, 크기는 차이가 별로 없기 때문에, 쿨러 구멍 간격이 같아서 호환. 소켓 2011이나 775 같은 경우는 크기가 달라 쿨러 구멍의 간격이 달라서 각각 호환 불가능. 단 사제 쿨러의 경우 각각의 마운트를 제공하면 사용 가능.)

Intel Z170 칩셋의 블록 다이어그램

2개의 SATA Express.

4개의 SATA 6Gbps와 물리적 포트를 공유하는 형태로 구현하고 있다

32Gbps 지원 M.2 슬롯을 2기 장비

LGA1151의 CPU 소켓 주변. CPU 쿨러는 LGA1150 대응의 것을 장착 가능.

하이엔드 GPU를 탑재해 벤치 마크 테스트 결과

 그러면 벤치 마크 테스트 결과 소개로 이동하자.

 이번은 Core i7-6700K와 Z170A GAMING M7의 검증을 함에 있어서 센츄리 마이크로쪽의 Skylake-S에서 작동하는 DDR4-2133 메모리와 NVIDIA 쪽의 GM200 코어 채용의 하이 엔드 GPU "GeForce GTX 980 Ti "를 차용했다.

센츄리 마이크로의 DDR4-2133 메모리. 이번에는 1장 8GB 메모리를 2개 사용

이번 차용한 센츄리 마이크로의 DDR4 메모리는 칩의 배치나 기판 설계를 개선하여 전송 효율을 높였다. 한눈에 기존의 DDR4 메모리와 칩의 배치가 다른 것이 보인다.

NVIDIA에서 차용한 GeForce GTX 980 Ti 레퍼런스 보드

 또한 이번에는 Devil 's Canyon (Haswell)의 최상위 CPU "Core i7-4790K"와 2011년 발매 된 Sandy Bridge "Core i7-2600K"를 비교용 제품으로 마련했다.

 지금까지 가장 빠른 4코어 8스레드 CPU 인 Core i7-4790K의 성능 차이와 큰 히트 CPU 인 Core i7-2600K의 교체 모델로서의 실력. 두 가지 관점에서 Core i7-6700K를 측정하는 기준으로 보면 좋다.

[표 2] 테스트 환경

CPU		Core i7-6700K			Core i7-4790K			Core i7-2600K
마더보드		Z170A Gaming M7			ASUS Maximus VII Gene			ASUS Maximus V Gene
칩셋		인텔 Z170			Intel Z97			Intel Z77
메모리		DDR4-2133 8GB x 2 (15-15-15, 1.2V)			DDR3-1600 8GB x 2 (9-9-9-24, 1.5V)			DDR3-1333  8GB x 2 (9-9-9-24, 1.5V)
스토리지		Intel SSD 510 시리즈 120GB
VGA		엔비디아 지포스 GTX 980 Ti
드라이버		지포스 드라이버 353.62
파워		Antec HCP-1200 (1200W 80 플러스 골드)
OS		윈도우즈 8.1 Pro Update 64bit

 우선 CPU 계 벤치 마크 테스트 결과부터 확인해 간다. 실시한 벤치 마크 테스트는 SiSoftware Sandra 2015 21.42 (그래프 1 ~ 3,7 ~ 10), CINEBENCH R15 (그래프 4) x264 FHD Benchmark 1.01 (그래프 5), Super PI (그래프 6), PCMark 8 (그래프 11) , PCMark 7 (그래프 12).

 CPU의 연산 성능을 측정하는 Sandra 2015 "Processor ​​Arithmetic"는 Core i7-6700K가 정수 연산 (Dhrystone Integer)에서 Core i7-4790K를 웃돌 았지만, 부동 소수점 연산 (Whetstone)는 반대로 3% 정도 뒤지고 있다.

 한편, 확장 명령어 세트를 이용하는 "Processor ​​Multi-Media"에서는 약간 역전된"Multi-Media Quad-Int"를 제외하고는 정수 연산 (Integer)에서 25 ~ 30%, 부동 소수점 연산 (Float)에서 11 ~ 20%의 차이로 Core i7-6700K가 Core i7-4790K에 승리했다.

[그래프 1] Sandra 2015 21.42 (Processor ​​Arithmetic)

[그래프 2] Sandra 2015 21.42 (Processor ​​Multi-Media)

[그래프 3] Sandra 2015 21.42 (Cryptography)

 3D CG 렌더링 성능을 측정하는 CINEBENCH R15는 1 ~ 2%로 근소한 차이로 Core i7-6700K가 Core i7-4790K를 웃돌았다.

 이때의 CPU 클럭을 모니터링 한 결과, 전체 코어를 활용하는 테스트에서 Core i7-4790K가 항상 4.2GHz로 동작하고 있던 반면, Core i7-6700K는 거의 4.0GHz로 동작하고 있었다. 벤치마킹중인 동작 클럭에 5%의 차이가 있음을 감안하면 Skylake-S의 클럭 당 처리 능력의 높이가 엿 보인다.

 AVX를 이용하는 x264 FHD Benchmark 1.01에서 약 8%의 차이로 Core i7-4790K를 웃돌은 Core i7-6700K 이지만 최근의 확장 명령 세트를 사용하지 않는 Super PI는 반대로 3 ~ 6% 뒤졌다.

[그래프 4] CINEBENCH R15

[그래프 5] x264 FHD Benchmark 1.01

[그래프 6] Super PI

 메모리 대역폭을 측정하는 Sandra 2015의 "Memory Bandwidth"는 DDR4-2133 메모리를 지원하는 Core i7-6700K가 26GB / sec 이상을 기록해 DDR3-1600 메모리 지원의 Core i7-4790K보다 6GB / sec 정도 넓은 메모리 대역폭을 실현하고 있다.

 CPU가 갖추는 캐시 대역폭을 측정하는 "Cache Bandwidth"에서는, CPU 클럭에서 떨어지는 Core i7-6700K가 L2 캐시 ~ L3 캐시 영역인 256KB ~ 8MB의 범위에서 Core i7-4790K보다 30 ~ 40% 정도 넓은 대역폭을 기록했다. 메모리와 캐시 대역폭 향상이 Core i7-6700K의 연산 성능을 높이고 있는 것으로 생각된다.

[그래프 7] Sandra 2015 21.42 (Memory Bandwidth)

[그래프 8] Sandra 2015 21.42 (Cache Bandwidth)

[그래프 9] Sandra 2015 21.42 (Cache / Memory Latency - Clock)

[그래프 10] Sandra 2015 21.42 (Cache / Memory Latency - nsec)

 PCMark 8에서는 "Work"에서 약 3% 정도 Core i7-4790K를 상회한 Core i7-6700K 이지만 "Creative"와 "Home"에서는 약간이지만 Core i7-4790K에 뒤쳐졌다. PCMark 7에 대해서도 "Computation"에서는 약 8%로 비교적 큰 차이가 나지만, 다른 테스트는 1 ~ 3% 차이로 우열이 나뉘어 두 CPU 사이에 그다지 큰 차이는 없다.

[그래프 11] PCMark 8

[그래프 12] PCMark 7

 이어 3D 계의 벤치 마크 테스트 결과를 소개한다. 수행한 벤치 마크 테스트는 3DMark (그래프 13 ~ 16), 3DMark 11 (그래프 17), 파이널 판타지 XIV 벤치 마크 (그래프 18), MHF 벤치 마크 (그래프 19) PSO2 캐릭터 크리에이트 체험판 ver 2.0 (그래프 20).

 3DMark는 Fire Strike, Sky Diver, Cloud Gate 3 테스트의 종합 점수에서 Core i7-6700K와 Core i7-4790K의 차이는 1% 안팎으로 거의 호각이라고 말해도 좋을 결과가 되었다. 3DMark 11에 대해서도 Core i7-4790K에 뒤쳐져 있지만, 그 차이는 3% 미만에 머물고 있어 그다지 큰 단점은 아니라고 할 수있다.

 3DMark 가장 부하가 적은 Ice Storm Extreme 내용은 Graphics Score 10만 정도의 큰 차이가 되어 종합 점수에서도 12%의 차이가 났다. 무엇보다 벤치마킹 안에서 1,200 ~ 2,000fps 정도로 그려진 테스트이기 때문에 이 정도의 차이를 가진다고 해서 게임 체험에 차이가 생기는 것은 아니다.

[그래프 13] 3DMark - Fire Strike

[그래프 14] 3DMark - Sky Diver

[그래프 15] 3DMark - Cloud Gate

[그래프 16] 3DMark - Ice Storm Extreme

[그래프 17] 3DMark 11 Extreme

 파이널 판타지 XIV는 DirectX 9에서 테스트를 실행했을 때 5% 차이로 Core i7-4790K를 상회했지만, DirectX 11에서는 역전되었다. MHF 벤치 마크에서는 NVIDIA DSR을 이용한 4K 해상도의 점수는 Core i7-2600K를 밑돌았다.

 점수의 재현은 떨어져 있지만, CPU의 성능에 따라 차이가 붙어 있다고하기에는 다소 이해할 수없는 결과가 산견된다. 이미 드라이버도 UEFI도 성숙 기존 플랫폼과 비교하면, Skylake-S의 LGA1151 플랫폼은 아직 개선의 여지가 남아있는 것으로 보인다. 이곳은 향후 개선을 기대하고 싶은 곳이다.

 또한 PSO2 벤치 마크는 1,920 × 1,080 해상도시 26%의 점수 차이로 Core i7-4790K를 상회 했지만,이 벤치 마크는 프레임 속도의 변화에​​ 대한 점수의 상승이 크기 때문에 실제 게임에서 20% 이상 뛰어난 성능을 발휘하는 것은 아니다.

[그래프 18] 파이널 판타지 XIV : 창천의 이슈가루도 벤치 마크

[그래프 19] MHF 벤치 마크  [전체 화면]

[그래프 20] PSO2 벤치 마크 ver 2.0 [1,920 × 1,080 해상도 풀 스크린]

 벤치 마크 테스트 실행중인 최대 소비 전력을 측정하여 정리한 것이 다음의 그래프이다. 각각 사용하고 있는 메인 보드가 다르기 때문에 CPU 만의 차이에 의한 전력 차이는 아니다 유의 했으면 한다.

[그래프 21] 시스템 전체의 소비 전력

 아이들시의 소비 전력은 Core i7-6700K가 45W를 기록하고 비교 2 제품보다 약 10W 낮은 전력을 기록했다. 아이들시 소비 전력의 차이에서 10W는 크지만,이 숫자는 마더 보드에 따라 크게 좌우 부분 이기도 하다. 이번에 테스트 한 조합에서는 Core i7-6700K 환경의 아이들시 소비 전력이 낮다는 것이 타당 할 것이다. (메인보드의 전원부에 의해서 같은 칩셋 보드도 전력 차이가 발생. 또 기타 추가 기능 칩셋에 의해서도 약간식 전력을 더 소모.)

 벤치 마크 중 소비 전력에 대해서도 비교 3 제품 중 Core i7-6700K가 가장 낮은 소비 전력을 기록했다. CPU 처리 중심의 CINEBENCH R15에서 Core i7-4790K에 13 ~ 22W, Core i7-2600K에 10 ~ 16W의 차이를 내고 있다. Core i7-4790K보다 TDP가 3W 높아진 Core i7-6700K 이지만 CPU의 소비 전력 자체는 그다지 증가하지 않은 것으로 봐도 좋을 것이다.

CPU 내장 GPU를 사용한 벤치 마크 테스트

 다음은 CPU 내장 GPU를 이용하여 수행한 3D 계의 벤치 마크 테스트 결과를 소개한다. 또한 여기에서는 Core i7-2600K의 점수는 생략했다.

[표 3] CPU 내장 GPU 테스트 환경

CPU	Core i7-6700K	Core i7-4790K
마더보드	MSI Z170A GAMING M7	ASUS MAXIMUS VII GENE
칩셋	intel Z170	intel Z97
메모리	DDR4-2133 8GB x 2 (15-15-15, 1.20V)	DDR3-1600 8GB x 2 (9-9-9-24, 1.50V)
저장장치	Intel SSD 510 시리즈 120GB
비디오 카드	Intel HD Graphics 530	Intel HD Graphics 4600
그래픽 드라이버	10.18.15.4186 Beta	10.18.14.4206
전력 장치	Antec HCP-1200 (1200W 80 PLUS GOLD)
OS	Windows 8.1 Pro Update 64bit

수행한 벤치 마크 테스트는 3DMark (그래프 22 ~ 25), 3DMark 11 (그래프 26), 파이널 판타지 XIV  벤치 마크 (그래프 27), MHF 벤치 마크 (그래프 28) PSO2 캐릭터 크리에이트 체험판 ver 2.0 (그래프 29).

 3DMark는 Intel HD Graphics 530을 가진 Core i7-6700K가 Intel HD Graphics 4600을 가진 Core i7-4790K에 대해 10 ~ 25% 정도의 차이로 승리했다. 그리기 부하가 가벼운 Cloud Gate와 Ice Storm Extreme 보다 Fire Strike와 Sky Diver 등에서 큰 차이를 내고있는 것이 인상적이다.

[그래프 22] 3DMark - Fire Strike

[그래프 23] 3DMark - Sky Diver

[그래프 24] 3DMark - Cloud Gate

[그래프 25] 3DMark - Ice Storm Extreme

[그래프 26] 3DMark 11 Performance]

 파이널 판타지 XIV와 MHF 벤치 마크에서는 Core i7-4790K에 대한 점수 차이는 30 ~ 40 %로 3DMark보다 큰 차이가 났다. PSO2 벤치 마크는 3배 이상의 점수 차이가 나고 있지만, 프레임 속도의 차이로 말하면 1.5 배 정도의 차이이며, 실제로 발휘되는 성능은 파이널 판타지 XIV 등의 벤치 마크 결과에 가깝다.

[그래프 27] 파이널 판타지 XIV

[그래프 28] MHF 벤치 마크 [전체 화면]

[그래프 29] PSO2 벤치 마크 ver 2.0 [1,920 × 1,080 해상도 풀 스크린]

 벤치 마크 중 소비 전력은 Core i7-6700K가 모든 조건에서 Core i7-4790K를 밑돌았다.

 CPU 내장 GPU 사용시의 소비 전력 비교에서는 메모리와 메인 보드 등 CPU 이외의 기재가 소비하는 전력의 차이가 차지하는 비중이 큰 점에 주의가 필요하지만 벤치 마크 테스트에서 20%와 4​​0%의 점수 차이를 나온 테스트에서도 소비도 밑돌고 있는 이 결과는 Core i7-6700K의 전력 효율의 높이가 엿 보인다.

[그래프 30] 시스템 전체의 소비 전력

4코어 8스레드 최고의 성능과 강화 된 칩셋 기능이 매력

 이상과 같이, Core i7-6700K의 성능을 확인했다. Devil 's Canyon의 Core i7-4790K를 압도하는 성능으로 가지 않지만 동등 이상의 성능을 가지면서, 칩셋 기능의 강화에 의해 빠른 차세대 스토리지 활용이 용이하게 한 것이, Core i7-6700K 와 Intel Z170 칩셋의 매력이라 할 수있다.

 이번은 Core i7-4790K와 비교에 초점을 소개해 왔지만, CPU 계의 벤치 마크 테스트에서 Core i7-2600K에 20 ~ 40%의 차이를 내고 있는 점도 놓칠 수 없다. Core i7-4790K가 특별한 고클럭 CPU 였기 때문에, Core i7-6700K에 따라올 수 것이지 다른 4코어 8쓰레드 CPU에서 업그레이드이라면 큰 성능 향상을 기대할 수 있다.

 최근 출시 된 Windows 10에 맞게 PC를 장만하려고 생각하고 있는 유저에게는 Core i7-6700K와 Intel Z170 칩셋의 조합은 성능과 확장성이 뛰어난 오랫동안 사용할 PC를 구축하는데 적합한 선택이 될 것이다.

2015년 8월 5일 기사.

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