퀄컴 신형 8 Elite Extreme 6 칩의 성능 저하 원인 분석

IT 벤치마크 채널 Geekerwan이 스냅드래곤 8 Elite Extreme 6(이하 8EE6) 탑재 시판 기기를 분석한 결과, CPU의 TLB·캐시 구조와 전력 관리에서 여러 문제를 지적했습니다. 특히 미들코어는 동클럭 성능이 낮아졌음에도 소비전력이 증가했으며, 일부 게임에서도 전작보다 낮은 성능을 기록했습니다.

TLB 및 캐시 성능 저하

8EE6는 SPEC의 여러 항목에서 L2 TLB 미스로 페이지 테이블을 조회하는 횟수가 전작보다 크게 증가했습니다. 일부 항목에서는 약 10배의 차이가 발생했습니다.

제작진은 변경된 TLB 구조를 주요 원인으로 지목했습니다. 엔트리 하나에 더 많은 페이지 정보를 담을 수 있도록 설계했지만, 현행 4KB 페이지 환경에서는 병합 조건이 까다로워 빈 공간을 제대로 활용하지 못하고 인접한 페이지들이 서로의 변환 기록을 밀어내는 문제가 발생한다는 설명입니다.

이로 인해 데이터를 조밀하게 배치한 일부 ECS 기반 게임들이 8EE6에서는 성능이 오히려 훨씬 떨어지는 모습을 보였습니다.

미들코어의 L1 TLB 미스 후 L2 TLB 접근 지연도 전작의 약 13.4ns에서 20ns로 증가했습니다

공유 L2 캐시의 전력 관리 문제

이번 세대는 빅코어와 미들코어가 L2 캐시를 공유하지만, 해당 캐시의 클럭·전압 제어가 빅코어 쪽에 묶여 있는 것으로 분석됐습니다.

미들코어에만 부하가 걸리면 L2 클럭이 제때 올라가지 않아 지연이 증가하고, 반대로 L2 클럭을 높이면 빅코어 쪽 공유 클럭·전압도 함께 올라가 추가 전력을 소비한다는 설명입니다.

제작진은 빅코어를 시스템에서 비활성화한 실험에서도 공유 클럭 제어 조건에 따라 약 50mW에서 0.7W 이상의 소비전력 차이를 확인했습니다. 실제 작업에서는 캐시 성능도 필요하므로 단순히 클럭을 낮추는 방식으로 해결하기 어렵다고 평가했습니다.

미들코어 IPC 하락 및 빅코어 전비 후퇴

미들코어의 처리 폭은 4-wide에서 5-wide로 확대됐지만, 실제 파이프라인 활용량은 약 2.5-wide에서 2.4-wide로 감소했습니다. TLB와 캐시 병목으로 늘어난 연산 자원을 제대로 활용하지 못한 것입니다.

그 결과 미들코어 IPC는 전작 8E5 대비 약 11% 하락했으며, 동클럭 소비전력은 오히려 증가했습니다. 영상의 SPEC 비교에서는 스냅드래곤 8 Gen 3의 Cortex-A720에도 못 미치는 전력 효율을 보였고, 정수 연산 효율은 기린 9050 Pro 미들코어와 비슷한 수준으로 평가됐습니다.

빅코어 역시 중간 클럭 구간의 전력 효율이 전작보다 떨어졌습니다. 긱벤치 6 멀티코어에서는 고전력 구간 성능이 개선됐지만, 피크 소비전력이 24W에 달했습니다.

안정성 문제

제작진이 보유한 일부 기기에서는 화면이 꺼지는 블랙아웃도 발생했습니다. 제작진은 이를 전력 효율을 높이기 위한 전압 조정 과정에서 일부 칩의 안정적인 동작 전압을 확보하지 못한 문제로 분석했습니다.

실제 게임 3종 중 2종에서 전작 대비 퇴보

GPU 자체의 전력 효율은 전작보다 개선됐지만, 실제 게임 결과는 엇갈렸습니다.

• 원신: 전작보다 개선됐으며, 테스트 기기의 전체 소비전력은 약 3.7W였습니다.

• 명일방주: 엔드필드: 전작보다 프레임이 낮아졌고 소비전력은 약 7W를 기록했습니다.

• 명조: 전작보다 프레임이 크게 떨어졌음에도 소비전력은 증가했습니다.

제작진은 주요 비교에 사용한 기기가 구매한 8EE6 제품 중 그나마 성적이 가장 좋은 양품을 사용했다고 덧붙였으며, 다른 8EE6 제품은 성능과 효율이 더 떨어지기도 했음을 고지했습니다. 

제작진은 8EE6를 "올해의 똥망작" 으로 정의하며, 8EE6 탑재 제품이 8E5보다 싸게 나오지 않는 이상 사지 말 것을 권고하기도했습니다. 

8EE6가 이 꼴로 나왔다는건 제조사들이 먼저 알고 있었으며, 관계자에게 전해 들은 바로는 전세대인 8E5는 물론이고 2세대 전 칩셋인 8E를 탑재한 신제품들도 꽤 나올것이라고 합니다.