앨더레이크

1. 개요

앨더레이크는 인텔이 2021년 11월에 발표한 하이브리드 아키텍처로, 성능 코어(골든 코브)와 효율 코어(그래이스몬트)를 결합하여 성능을 향상시켰다. 2022년 초 데스크톱 프로세서가 출시되었으며, 이후 모바일 프로세서, 앨더레이크-X, 앨더레이크-HX 시리즈가 잇따라 발표되었다. 앨더레이크는 CPU, GPU, I/O 등 다양한 특징을 가지고 있으며, 새로운 명령어 집합 확장과 인텔 스레드 디렉터, 하드웨어 스케줄러 지원을 제공한다. 앨더레이크는 데스크톱, 모바일, IoT 및 임베디드 시스템 등 다양한 제품군으로 출시되었으며, 운영 체제 지원 문제와 관련된 소프트웨어 호환성 문제를 마이크로코드 업데이트로 해결했다.

2. 역사

2021년 11월, 인텔은 ARM big.LITTLE과 유사하게 성능 코어와 효율 코어를 결합한 하이브리드 아키텍처를 앨더레이크(Alder Lake)에 사용할 것이라고 발표했다. 이는 2020년 6월에 출시된 모바일 전용 레이크필드에 이은 인텔의 두 번째 하이브리드 아키텍처였다. 데스크톱 앨더레이크 프로세서는 2022년 1월까지 이미 시장에 출시되었지만, 모바일 프로세서는 아직 출시되지 않았으며, 그해 초에 출시될 것으로 예상되었다. 시작 가격은 코어 i5-12600K의 경우 289USD였다. 효율 코어는 그레이스몬트(Gracemont)로 명명되었으며, 골든 코브 코어는 게임 및 비디오 처리와 같은 작업에 사용되었다. 그 달 말에 첫 번째 노트북 테스트가 수행되었으며, PCMag은 코어 i9-12900HK에 대해 긍정적인 평가를 내리며 H 시리즈가 "인텔의 매니아 라인"을 대표하며, "동일한 하이브리드 디자인"이 올해 말에 출시될 P 시리즈 및 U 시리즈 칩에도 적용될 것이라고 언급했다.

2022년 4월, 언론은 인텔이 앨더레이크-X(Alder Lake-X)를 개발하고 있다는 "힌트"를 보도했다. 2022년 5월 10일, 인텔은 코어 i5, 코어 i7 및 코어 i9 모델을 포함하는 HX 프로세서 시리즈를 공식 발표했으며, 인텔 비전(Intel Vision) 행사에서 "12세대 인텔 코어 모바일 제품군을 위한 7개의 새로운 모바일 프로세서"를 발표했다. 이 라인업은 인텔의 데스크톱 앨더레이크 칩을 기반으로 하며, 앨더레이크-HX 시리즈 또는 12세대 코어 HX로 명명되었으며, 코어 i9-12950HX는 플래그십 모델이자 노트북용으로 설계된 인텔 최초의 16코어 칩이었다.

3. 특징

앨더레이크는 고성능 코어(P코어 - Performance Core)와 고효율 코어(E코어 - Efficient Core)를 활용한 하이브리드 아키텍처(헤테로지니어스 멀티 코어) 기반 프로세서이다. 인텔 7 공정을 채택했으며, LGA1700 소켓을 사용한다. DDR4 및 DDR5 메모리를 지원한다. 싱글 코어 성능 향상과 이전 세대에서 저하되었던 멀티 코어 성능 회복을 꾀하고 있다.

다음은 앨더레이크의 주요 특징이다.

* CPU:
* 골든 코브(Golden Cove) 고성능 CPU 코어(P코어)와 Gracemont 고효율 CPU 코어(E코어)를 함께 사용한 하이브리드 구성이다.
* CLDEMOTE, PTWRITE, 사용자 대기(TPAUSE, UMONITOR, UMWAIT), 아키텍처 Last Branch Record, HLAT, 직렬화, AVX2-VNNI 등 새로운 명령어 세트 확장을 지원한다.
* 강화된 하드웨어 피드백 인터페이스(EHFI)와 HRESET을 제공한다.
* 차세대 하드웨어 스케줄러를 통해 모든 코어를 활용하여 성능을 향상시키고 모든 소프트웨어 패키지에 원활하게 대응할 수 있게 된다. 이를 이용하려면 Windows 11이 필요하다.
* E코어가 AVX-512 명령어에 대응하지 않기 때문에 P코어의 AVX-512 명령어 또한 무효화된다.
* 리테일 쿨러는 "Laminar" 시리즈로 변경되었다. 상위 제품(i9)용 "RH1", 중위 제품(i7, i5, i3)용 "RM1", 하위 제품(Pentium, Celeron)용 "RS1"이 제공된다.
* GPU: Xe 기반 내장 GPU를 사용한다.
* I/O:
* PCI Express 5.0 및 4.0을 지원한다.
* Direct Media Interface 4.0 x8을 지원한다.
* DDR5, DDR4, LPDDR4X, LPDDR5 메모리를 지원한다.

3.1. CPU

앨더레이크는 고성능 코어(P코어 - Performance Core)와 고효율 코어(E코어 - Efficient Core)를 활용한 하이브리드 아키텍처(헤테로지니어스 멀티 코어) 기반 프로세서이다. 인텔 7 공정을 사용하며, 소켓은 LGA1700이다. DDR4・DDR5를 지원한다. 싱글 코어 성능 향상과 이전 세대에서 저하되었던 멀티 코어 성능 회복을 목표로 한다.

* 골든 코브(Golden Cove) 성능 코어("P-코어")
* 전용 부동 소수점 덧셈기
* 새로운 6-와이드 명령어 디코더 (로켓 레이크/타이거 레이크의 4-와이드에서) 사이클당 최대 32바이트의 명령어를 가져올 수 있는 기능 (16에서)
* 12개의 실행 포트 (10개에서)
* 512개의 재정렬 버퍼 항목 (352개에서)
* 6-와이드 μOP 할당 (5에서)
* TAGE와 유사한 방향 분기 예측기 (194개의 분기 기록)
* μOP 캐시 크기가 4K 항목으로 증가 (2.25K에서)
* AVX-VNNI, 256비트 벡터용 VEX 코드 변형 AVX512-VNNI
* AVX-512 (FP16 포함)가 있지만 E-코어와 일치하도록 기본적으로 비활성화되어 있다. 마이크로프로세서의 초기 버전에서는 일부 BIOS 버전에서 E-코어를 비활성화하여 일부 마더보드에서 활성화할 수 있다. 인텔은 2022년 초부터 제조된 앨더 레이크 CPU의 이후 버전에서 AVX-512를 물리적으로 퓨즈했다.
* ~18% IPC 향상.
* 그래이스몬트(Gracemont) 효율적인 코어("E-코어")
* 공유 2MB L2 캐시가 있는 4코어 클러스터로 집계됨
* 256개의 재정렬 버퍼 항목 (트레몬트의 208개에서)
* 17개 실행 포트 (12개에서)
* AVX2, FMA 및 AVX-VNNI
* 스카이레이크와 유사한 IPC.
* 새로운 명령어 집합 확장
* PTWRITE
* SERIALIZE
* HRESET
* 사용자 모드 대기 (WAITPKG): TPAUSE, UMONITOR, UMWAIT
* 코어 간 최대 1TB/s 상호 연결
* 인텔 스레드 디렉터(P 및 E-코어가 있는 CPU에만 해당), Enhanced Hardware Feedback Interface(EHFI)의 마케팅 이름. 이기종 CPU 코어 간의 보다 효율적인 부하 분산을 OS 스레드 스케줄러에 지원하는 하드웨어 기술이다. 이 기능을 활성화하려면 운영 체제에서 지원해야 한다.
* 아키텍처 마지막 분기 레코드(LBR)
* 하이퍼바이저 관리 선형 주소 변환(HLAT)
* 제어 흐름 시행 기술(CET), 간접 분기 추적(IBT) 및 shadow stack (SS) 지원 포함
* 4–30 MB L3 캐시
* 코어:
* 데스크탑에서 최대 8개의 P-코어 및 8개의 E-코어
* 모바일에서 최대 6개의 P-코어 및 8개의 E-코어(UP3 디자인)
* 초소형 모바일에서 최대 2개의 P-코어 및 8개의 E-코어(UP4 디자인)
* 하이퍼 스레딩 기능은 P-코어에만 있다.
* 새로운 명령어 세트 확장
* CLDEMOTE
* 사용자 대기: TPAUSE, UMONITOR, UMWAIT
* 아키텍처 Last Branch Record
* HLAT
* 직렬화
* AVX2-VNNI
* 강화된 하드웨어 피드백 인터페이스(EHFI)와 HRESET
* 차세대 하드웨어 스케줄러
* 모든 코어를 활용하여 성능을 향상시키고 모든 소프트웨어 패키지에 원활하게 대응할 수 있게 된다. 이를 이용하려면 Windows 11이 이에 대응해야 한다.
* E코어가 AVX-512 명령어에 대응하지 않기 때문에 P코어의 AVX-512 명령어 또한 무효화된다.
* 리테일 쿨러는 "Laminar" 시리즈로 변경되었다. 상위 제품(i9)용 "RH1", 중위 제품(i7, i5, i3)용 "RM1", 하위 제품(Pentium, Celeron)용 "RS1"이 준비되어 있다.

3.2. GPU

인텔 Xe-LP (Gen 12.2) GPU를 사용하며, Xe 기반 내장 GPU이다. 모바일에서는 최대 96 EU, 데스크톱에서는 최대 32 EU를 지원하고, 최대 4개의 디스플레이를 지원한다.

3.3. I/O

* 데스크톱 프로세서용 LGA 1700 소켓.
* 모바일 프로세서용 BGA 1744 Type3 및 Type4 HDI
* CPU에서 20개의 PCIe 레인 지원 (16개의 PCIe 5.0 레인, 4개의 PCIe 4.0 레인)
* 칩셋 링크: 인텔 600 시리즈 PCH 칩셋과의 DMI 4.0 ×8 링크
* 메모리 지원: DDR5, DDR4, LPDDR5, LPDDR4X
* 최대 DDR5-4800
* 최대 DDR4-3200
* 최대 LPDDR5-5200
* 최대 LPDDR4x-4267
* XMP 3.0
* 다이내믹 메모리 부스트
* 통합 썬더볼트 4 및 와이파이 6E 지원
* 데스크톱 프로세서: PCH를 통해 지원
* HX가 아닌 모바일 프로세서: CPU에서 직접 지원
* HX 모바일 프로세서: 지원되지 않으며, 외부 컨트롤러를 통해 추가 가능
* PCI Express 5.0
* PCI Express 4.0
* Direct Media Interface 4.0 x8
* DDR5 메모리
* DDR4 메모리
* LPDDR4X 메모리
* LPDDR5 메모리

4. 제품 목록

2021년 11월, 인텔은 ARM big.LITTLE과 유사하게 성능 코어와 효율 코어를 결합한 하이브리드 아키텍처를 사용하는 앨더레이크(Alder Lake)를 발표했다. 이는 2020년 6월에 출시된 모바일 전용 레이크필드에 이은 인텔의 두 번째 하이브리드 아키텍처였다. 데스크톱 앨더레이크 프로세서는 2022년 1월까지 시장에 출시되었으며, 시작 가격은 코어 i5-12600K의 경우 289달러였다. 효율 코어는 그레이스몬트(Gracemont)로 명명되었으며, 골든 코브 코어는 게임 및 비디오 처리와 같은 작업에 사용되었다.

2022년 5월 10일, 인텔은 코어 i5, 코어 i7 및 코어 i9 모델을 포함하는 HX 프로세서 시리즈를 공식 발표했다. 이 라인업은 인텔의 데스크톱 앨더레이크 칩을 기반으로 하며, 앨더레이크-HX 시리즈 또는 12세대 코어 HX로 명명되었으며, 코어 i9-12950HX는 플래그십 모델이자 노트북용으로 설계된 인텔 최초의 16코어 칩이었다.

; 앨더레이크-S
* 대응 소켓: LGA1700

; 앨더레이크-HX
* 게이밍 노트북 PC용





; 앨더레이크-H
* 타이거 레이크-H의 후속으로 게이밍 노트북 PC용





; 앨더레이크-P
* 타이거 레이크-UP3의 후속으로 메인스트림용



{| class="wikitable" style="text-align:center; font-size:85%"
|+ 앨더레이크-P
! rowspan="4" | 브랜드
! rowspan="4" | 모델명
! colspan="8" | CPU
! colspan="4" | GPU
! colspan="2" | TDP (W)
! rowspan="4" | 지원 메모리
|-
! rowspan="2" colspan="2" | 코어 수
(스레드 수)
! colspan="4" | 클럭 (GHz)
! rowspan="2" colspan="2" | 캐시
(MB)
! rowspan="3" | 브랜드
! rowspan="3" | EU 수
! rowspan="2" colspan="2" | 클럭
(MHz)
! rowspan="3" | PBP
! rowspan="3" | MTP
|-
! colspan="2" | P코어
! colspan="2" | E코어
|-
! P코어
! E코어
! 정격
! 터보
! 정격
! 터보
! L2
! L3
! 정격
! 터보
|-
| Core i7
|[https://www.intel.co.jp/content/www/jp/ja/products/sku/132217.html 1270PE]
| rowspan="3" | 4 (8)
| rowspan="2" | 8 (8)
| 1.8
| 4.5
| rowspan="2" | 1.2
| 3.3
| rowspan="2" | 9
| 18
| rowspan="2" | Iris Xe 그래픽스
| 96
|
| 1350
| rowspan="3" | 28
| rowspan="3" | 64
| rowspan="3" | DDR5-4800
DDR4-3200
LPDDR5-5200
LPDDR4X-4266
|-
| Core i5
|[https://www.intel.co.jp/content/www/jp/ja/products/sku/227850.html 1250PE]
| 1.7
| 4.4
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| rowspan="2" | 12
| 80
|
| 1300
|-
| Core i3
|[https://www.intel.co.jp/content/www/jp/ja/products/sku/227852.html 1220PE]
| 4 (4)
| 1.5
| 4.2
| 1.1
| 3.1
| 7
| UHD 그래픽스
| 48

4.1. 데스크톱 프로세서 (Alder Lake-S)

초기 버전의 앨더레이크 CPU는 P코어와 E코어가 서로 다른 CPUID 모델을 보고하여 디지털 권한 관리 시스템에 문제를 일으켰다. 일부 게임은 윈도우 10에서만 이 버그가 발생했고, 윈도우 11에서는 정상 작동했다. ExamSoft는 가상 머신 감지 기능 때문에 교육 평가용 모니터링 소프트웨어가 앨더레이크 CPU와 호환되지 않는다고 밝혔다.

이 문제는 마이크로코드 업데이트로 해결되었다. P코어와 E코어가 모두 활성화되면 동일한 CPUID를 반환하지만, E코어가 비활성화되면 다른 CPUID가 보고된다. AVX-512 명령어 집합은 P코어에 구현되었지만 E코어와의 호환성 문제로 비활성화되었다. 그러나 해커들은 E코어를 비활성화하고 구형 마이크로코드 버전을 사용하면 P코어에서 AVX-512 명령어를 활성화할 수 있음을 보여주었다.

두 코어의 동작에는 특정 비트 연산에서 정의되지 않은 오버플로 플래그와 관련된 약간의 차이가 있다.

;앨더레이크-S
* 대응 소켓: LGA1700

4.2. 모바일 프로세서

앨더레이크의 CPU 토폴로지는 성능에 영향을 미치는데, 특히 개발자가 NUMA 설정을 사용하지 않는 게임 환경에서 더욱 그렇다. 마이크로소프트는 Windows 11에 인텔 쓰레드 디렉터(ITD) 지원을 추가했다. 프로세스의 창이 전면에 있는지 여부 등 다양한 정보가 ITD에 제공된다. ITD는 운영 체제의 지원이 적거나 없어도 어느 정도까지는 작동할 수 있다. Linux에서는 커널 5.18에 지원이 추가되었지만, 특정 유형의 코어에서 작업을 실행하도록 예약하기 위해 커널이 사용자 공간으로부터 추가적인 정보를 얻기 전까지는 이것만으로는 충분하지 않다. Windows 10 21H2 버전 및 이후의 Windows 10은 인텔 쓰레드 디렉터를 지원하지만, 그 지원은 제한적이다.

CPU 제품군은 더 이상 인텔 SGX를 지원하지 않는데, 이는 UHD 블루레이 디스크 재생에 필요한 기능이다.

* 모든 CPU는 듀얼 채널 모드에서 최대 128GB의 DDR4-3200 또는 DDR5-4800 RAM을 지원하며, BIOS 업그레이드 후 최대 256GB의 DDR5를 지원한다.
* 모든 CPU는 16x PCI Express Gen 5 및 4x PCI Express Gen 4 레인을 지원하지만, 지원 여부는 마더보드 및 칩셋에 따라 다를 수 있다.
* F 접미사가 없는 모델은 통합 UHD 그래픽 GPU를 갖추고 있으며, 300MHz의 기본 주파수를 갖는다.
* 32 EU의 UHD Graphics 770,
* 24 EU의 UHD Graphics 730,
* 16 EU의 UHD Graphics 710.
* 기본적으로 앨더 레이크 CPU는 항상 터보 파워로 실행되도록 구성되며, 기본 전력은 P-코어/E-코어가 기본 클럭 속도를 초과하지 않을 때만 보장된다.
* 최대 터보 파워는 시스템 공급업체에서 구성할 수 있으며 시스템별로 다를 수 있다.
* 아래 굵게 표시된 CPU는 W680 칩셋 기반의 마더보드와 페어링된 경우에만 ECC 메모리를 지원한다.
* 기본적으로 Core i9-12900KS는 열 속도 부스트(Thermal Velocity Boost)를 사용할 때만 5.5GHz를 달성한다.

; 앨더레이크-S
* 지원 소켓: LGA1700

; 앨더레이크-HX
* 게이밍 노트북 PC용





; 앨더레이크-H
* 타이거 레이크-H의 후속으로 게이밍 노트북 PC용





; 앨더레이크-P
* 타이거 레이크-UP3의 후속으로 메인스트림용



{| class="wikitable" style="text-align:center; font-size:85%"
|+ 앨더레이크-P
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! rowspan="4" | 지원 메모리
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! rowspan="2" colspan="2" | 코어 수
(스레드 수)
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! rowspan="2" colspan="2" | 캐시
(MB)
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! rowspan="3" | EU 수
! rowspan="2" colspan="2" | 클럭
(MHz)
! rowspan="3" | PBP
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! colspan="2" | P코어
! colspan="2" | E코어
|-
! P코어
! E코어
! 정격
! 터보
! 정격
! 터보
! L2
! L3
! 정격
! 터보
|-
| Core i7
|[https://www.intel.co.jp/content/www/jp/ja/products/sku/132217.html 1270PE]
| rowspan="3" |

4.2.1. Alder Lake-HX

인텔의 게이밍 노트북 PC용 CPU 제품군이다.

4.2.2. Alder Lake-H

타이거 레이크-H의 후속으로 게이밍 노트북 PC용이다.

4.2.3. Alder Lake-P

4.2.4. Alder Lake-U

4.2.5. Alder Lake-N

앨더레이크-N은 엔트리급 시스템을 위한 프로세서로, 재스퍼 레이크의 후속 제품군이다.

다음은 앨더레이크-N 프로세서의 주요 특징을 정리한 표이다.

주요 특징:

* E-코어만 사용: 성능 코어(P-코어) 없이 효율 코어(E-코어)만으로 구성되어 전력 효율성을 높였다.
* 단일 채널 메모리: 단일 채널 메모리만 지원한다.
* 내장 그래픽: UHD 그래픽스를 내장하고 있다.
* 다양한 모델: 코어 i3 및 인텔 프로세서 브랜드로 출시되며, 코어 수, 클럭 속도, TDP 등에 따라 다양한 모델이 있다.

4.3. IoT 및 임베디드 시스템용 프로세서 (Alder Lake-PS)

이 CPU들은 최소 35W, 기본 45W, 최대 터보 소비 전력 95W(Core i5) 또는 115W(Core i7/i9)를 특징으로 한다.

4.3.1. 고전력

이 CPU는 20W의 최소 보장 전력, 28W의 기본 전력, 그리고 64W의 최대 터보 전력 소비를 특징으로 한다.

4.3.2. 저전력

wikitext

5. 소프트웨어 지원 문제 (해결됨)

앨더레이크는 비교적 특이한 x86 기반 하이브리드 아키텍처로 인해 운영 체제의 특별한 지원이 필요하다. 소프트웨어를 업그레이드할 수 없는 경우, UEFI에서 제공하는 호환 모드를 사용하여 E-코어를 비활성화할 수 있다. 이는 사용자가 스크롤 락을 켜서 활성화한다.

6. 스케줄러 지원

대부분의 프로세서는 위에 나열된 해당 앨더레이크-H 및 앨더레이크-U 프로세서(L 접미사 없음)와 동일하다.