인텔 차세대 CPU 노바 레이크, 전력 소모량 최대 700W
AMD·Arm 추격에 흔들리는 인텔 천하, 점유율 하락세 본격화
발열·수율 리스크 감수한 승부수, 패권 유지 시험대

인텔 차세대 중앙처리장치(CPU)의 전력 소모량이 대폭 증가한 것으로 알려졌다. 미국 AMD, 영국 Arm 등 후발 주자의 추격이 거세지며 인텔의 CPU 독주 체제가 흔들리는 가운데, 패권 유지를 위해 초고성능 설계 전략을 활용한 승부수를 띄운 것이다. 시장에서는 인텔이 일반적인 소비자용 CPU의 범주를 벗어나 리스크를 감수하며 '모험'에 나섰다는 평이 나온다.

인텔, 초고성능 CPU에 베팅

10일(현지시각) 노트북체크(Notebookcheck) 등 외신은 인텔의 차세대 데스크톱 CPU ‘노바 레이크(Nova Lake)’ 플래그십 모델이 최대 부하 상태에서 700W(와트)가 넘는 전력을 사용할 것이라고 보도했다. 현재 인텔의 최상위 모델인 코어 울트라9 285K의 최대 전력 사용량은 356W, 전력 소모가 많은 제품으로 곧잘 거론되는 i9-14900K의 사용량은 548W 수준이다.

CPU는 기본적으로 더 많은 전력을 사용할수록 더 높은 성능을 낸다. 전력 사용량이 늘어나면 클럭 속도를 높이거나 더 많은 코어를 동시에 구동할 수 있고, 복잡한 연산을 더 빠르게 처리할 수 있기 때문이다. 특히 전력 사용량이 급격히 증가하는 고성능 모드는 전압과 주파수를 함께 끌어올려 순간 처리 능력을 극대화하는 효과를 낸다. 차세대 CPU의 전력 사용량이 늘었다는 것은 그만큼 인텔이 성능 제고에 힘을 쏟았다는 의미인 셈이다.

문제는 전력 소모량이 증가할수록 발열도 함께 커진다는 점이다. 이와 관련해 한 업계 관계자는 "전력 소모량이 700W까지 치솟으면 일반적인 공랭식 냉각기(쿨러)를 넘어 고성능 수냉식 냉각 시스템이 필요하다"며 "사실상 고성능 데스크톱(HEDT)이 요구하는 수준의 스펙"이라고 짚었다. 이어 "인텔의 '초고성능 전략'이 실질적 효과를 내기 위해서는 실제 CPU 양산 과정에서 700W에 달하는 전력을 견디는 안정성을 확보해야 한다"며 "이에 실패한다면 인텔은 수율 저하로 시장 입지를 위협받게 될 것"이라고 덧붙였다.

인텔 독점 꺾은 AMD

인텔이 이처럼 과감한 승부수를 띄운 것은 글로벌 CPU 시장 경쟁이 격화하며 인텔의 설 자리가 눈에 띄게 좁아졌기 때문이다. 지난달 스위스 1위 투자은행(IB) UBS가 발표한 보고서에 따르면, 인텔의 서버용 CPU 시장 점유율은 과거 90% 이상에서 2025년 60% 수준으로 크게 하락했다. 반면 경쟁사인 AMD의 점유율은 같은 기간 약 5%에서 20% 이상으로 확대됐다. 인텔 독점 체제가 무너지고 양강 구도가 형성된 것이다.

이 같은 흐름은 개인 소비자용 CPU 시장에서도 확인된다. 게임 플랫폼 스팀이 공개한 하드웨어 통계에 따르면, 인텔의 스팀 내 CPU 점유율은 2024년 7월 66.6%에서 지난해 12월 55.58%까지 미끄러졌다. 이에 반해 AMD는 지난해 12월 기준 44.42%까지 점유율을 늘리며 인텔과의 격차를 대폭 좁혔다. 일반적으로 게임업계 내 CPU 점유율은 기술 경쟁력·생태계 영향력·향후 시장 주도권을 가늠하는 바로미터로 꼽힌다.

AMD 점유율 상승의 핵심 공신으로는 젠(Zen) 아키텍처를 앞세운 성능 혁신과 칩렛(Chiplet) 설계 전략이 거론된다. AMD는 단일 대형 다이 대신 소형 칩을 결합하는 구조로 수율과 비용 효율을 높였고, 대만 TSMC의 선단 공정을 적극 활용해 전력 효율과 집적도 부문에서도 경쟁 우위를 확보했다. 여기에 데이터센터용 에픽(EPYC) 프로세서가 클라우드 시장에서 입지를 키우며 수익성이 대폭 개선됐고, 이를 통해 벌어들인 자금이 연구개발(R&D)에 투입되며 성장의 선순환이 본격화했다.

Arm, 저전력 설계로 추격 본격화

최근 들어서는 영국 반도체 설계 업체 Arm도 인공지능(AI) 데이터센터용 CPU 설계 시장에서 영향력을 확대 중이다. 지난달 일본 닛케이신문이 보도한 바에 따르면, 현재 주요 데이터센터 사업자용 CPU 중 약 50%에 Arm 설계도가 적용되고 있다. 아마존웹서비스(AWS), 마이크로소프트(MS) 등 주요 데이터센터 사업자들은 물론, 그래픽처리장치(GPU) 시장을 장악한 엔비디아의 CPU에도 Arm 기술이 활용됐다는 전언이다.

애초 Arm은 스마트폰용 프로세서 설계 시장의 강자였으나, 신성장 동력 확보를 위해 2019년부터 본격적으로 서버 시장에 진출했다. 불과 수년 만에 AI 서버를 제공하는 주요 데이터센터 사업자들을 줄줄이 고객사로 꿰차며 시장 판도를 재편하기 시작한 것이다. 시장조사기관 IDC와 머큐리 리서치(Mercury Research)의 분석에 따르면, Arm기반 서버 프로세서의 수익 기준 점유율은 아직 10% 미만이지만, 고객사 라인업이 탄탄한 만큼 입지 확대는 시간문제일 것으로 보인다.

Arm의 경쟁력은 저전력 설계와 전력 효율성에 있다. Arm 아키텍처는 RISC 기반 구조로 명령어를 단순화해 전력 소모를 크게 줄이는 설계를 추구해 왔다. 이러한 에너지 효율 전략은 기존 주요 먹거리였던 모바일 시장은 물론, 클라우드와 데이터센터 등 전력 부담이 매우 큰 고성능 컴퓨팅 시장에서도 매력적인 요소로 평가받는다. Arm 기반 프로세서는 설계상 와트당 성능(Performance-per-Watt)이 기존 x86 대비 유리한 만큼, 적용 후 전력·냉각 비용을 대폭 절감할 수 있기 때문이다.