Datacenter를 위해 태어난 인텔의 새로운 서버용 CPU: Xeon 6+ (Clearwater Forest)

1. 현대 데이터센터의 요구에 부응

현대의 데이터센터는 그 어느 때보다 큰 압력에 직면해 있다. 클라우드 네이티브 애플리케이션, AI 추론, 대규모 데이터 서비스의 폭발적인 성장은 계산 밀도와 전력 효율성에 대한 끝없는 수요를 만들어냈다. 운영자들은 성능 확장과 에너지 비용 절감, 그리고 물리적 공간 제약이라는 이중의 도전에 직면해 있고, 이제 “하나의 프로세서로 모든 것을 해결한다”는 접근법은 더 이상 유효하지 않다.

 

인텔의 Intel® Xeon® 6+ 프로세서(코드명: Clearwater Forest)는 이러한 요구에 대응하기위해 출시되었다. 이 프로세서는 인텔의 E-코어(Efficiency-core) 로드맵에서 중요한 이정표로, 효율성과 밀도 면에서 시장을 선도하도록 완전히 새롭게 설계되었다.

 

 

인텔의 최첨단 제조공정, 패키징, 그리고 코어 마이크로아키텍처를 통합하여, Clearwater Forest는 세대 수준의 전력 대비 성능(performance-per-watt) 과 컴퓨트 밀도 향상을 달성한다. 이를 통해 데이터센터 운영자는 더욱 강력하고 지속 가능하며 경제적인 인프라를 구축할 수 있다.

 

이 백서는 Clearwater Forest 아키텍처의 기술적 세부사항을 설명하며, Intel 18A 공정, Foveros Direct 3D 패키징, 차세대 E-코어 등 기반 기술과 데이터센터의 TCO(총소유비용) 및 워크로드 성능에 미치는 영향을 다룬다.

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2. 전략적 기반: 다양한 시장을 위한 듀얼 아키텍처 전략

 

Clearwater Forest는 인텔의 듀얼 마이크로아키텍처 전략(Xeon 6 시리즈) 의 핵심이다. 데이터센터 시장의 요구는 단일하지 않으며, 각기 다른 워크로드에 특화된 솔루션이 필요하다는 인식에서 출발했다. 인텔은 성능 중심의 P-코어(Performance-cores) 와 효율 중심의 E-코어(Efficiency-cores) 라는 두 가지 최적화된 제품군을 제공한다.

 

• Xeon 6 (Granite Rapids, P-코어)
  고성능 연산(HPC), 복잡한 데이터 분석, AI 학습 등 코어당 성능이 중요한 워크로드에 최적.
• Xeon 6+ (Clearwater Forest, E-코어)
  클라우드 네이티브, 마이크로서비스, AI 추론, 통신망 기능, 웹 서비스 등 대규모 확장(scale-out) 환경에서 탁월한 효율성과 밀도를 제공.

 

이 전략은 인텔 내부의 설계 철학 변화—즉, “IDM(자체 제조) 내부의 팹리스 마인드셋”—에서 비롯되었다. 자체 팹을 보유하면서도 팹리스 기업처럼 효율과 품질을 극대화하는 접근법이다. Clearwater Forest는 이 철학이 실제로 구현된 대표적 결과물이다.

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3. 혁신의 세 가지 축: 공정, 패키징, 코어 아키텍처

 

Clearwater Forest는 세 가지 기술 축의 융합으로 효율성과 밀도에서 비약적인 도약을 이루었다.

3.1 제조 기술: Intel 18A 공정

Intel 18A 공정은 인텔의 “4년 5노드” 로드맵의 완성판으로, 두 가지 혁신적 기술을 도입했다.

• RibbonFET (GAA 트랜지스터)
  FinFET 이후 가장 큰 트랜지스터 혁신으로, 게이트가 채널을 완전히 감싸 전류 제어력을 극대화했다. 누설 전류를 줄이고 낮은 전압에서도 효율적으로 작동한다.
• PowerVia (후면 전력 전달 네트워크)
  전력 배선을 웨이퍼 후면으로 이동시켜, 전면은 신호 배선만을 위해 사용한다. 이로써 신호 간섭을 줄이고 IR 강하 손실을 4~5% 감소시키며, 90% 이상의 셀 활용률을 달성한다.

 

 

 

성능 향상 지표:

항목	Intel 18A 개선폭 (대비 Intel 3)
주파수 향상	최대 +25% (동일 전압 기준)
전력 절감	최대 -36% (동일 주파수 기준)
트랜지스터 밀도 향상	30% 이상

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3.2 첨단 패키징: 3D 이기종 구조

Clearwater Forest는 “작업에 맞는 노드(right node for the job)” 전략에 따라, 각 기능별로 최적화된 공정을 사용하는 타일형(Chiplet) 구조를 채택했다.

• Foveros Direct 3D
  Intel 18A Compute Tile을 Intel 3 Base Tile 위에 직접 적층.
  전통적 솔더 범프 대신 구리-구리 직접 접합(Cu-to-Cu) 을 사용해, 9µm 피치의 초미세 연결을 구현.
  연결 효율은 0.05 pJ/bit 수준으로, 열 문제 없이 고대역폭을 실현한다.
• EMIB (Embedded Multi-die Interconnect Bridge)Base Tile과 I/O Tile 간 수평 연결을 담당하는 2.5D 패키징 기술로, 고성능 인터커넥트 패브릭을 형성한다.

 

 

Foveros Direct 3D

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3.3 Clearwater Forest E-코어: 효율 코어의 재정의

Clearwater Forest E-core(코드명 Skymont 기반) 는 기존 E-코어의 한계를 뛰어넘는 전면적 재설계다.

• 명령 처리:
  9-와이드 프런트엔드(3x3 디코더 클러스터)로 50% 폭 확장.
  64KB 명령 캐시, 30% 확장된 브랜치 예측기.
• 실행 엔진:
  8-와이드 할당, 416엔트리 OoO 윈도우, 16-와이드 리타이어.
  실행 포트 26개(53% 증가), 정수·벡터 처리량 2배.
• 메모리 서브시스템:
  L2 대역폭 400 GB/s, L2 미스 추적 128개(2배 증가).
  고급 프리페처가 시스템 부하에 따라 동적으로 적응.
• RAS 기능:L1 데이터 캐시 ECC, Data Poisoning 방지, 코어 락스텝(lockstep) 기능으로 금융·5G 네트워크 등 고신뢰 환경 지원.

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4. SoC 아키텍처와 플랫폼 기능

 

Clearwater Forest SoC는 Intel 18A Compute Tile, Intel 3 Base Tile, Intel 7 I/O Tile로 구성된다.

4.1 타일 구조

• Compute Tile (12개) – 각 타일당 24 E-코어 → 총 288코어.
• Base Tile (3개) – 576MB LLC, 메모리 컨트롤러, 코히어런트 패브릭 포함.
• I/O Tile (2개) – PCIe, CXL, UPI 연결 담당.

이 구조는 비용 절감, 출시 속도 향상, 유연한 SKU 구성을 가능하게 한다.

4.2 메모리 및 캐시

• 메모리: 12채널 DDR5-8000 (최대 1.3TB/s 대역폭)
• 캐시: 576MB LLC (이전 세대 대비 5배↑), 4코어 클러스터당 4MB L2.

4.3 입출력 및 확장성

• PCIe 5.0 (96 lanes), CXL 2.0 (64 lanes)
• 2소켓 구성(2P) 시 576코어, 3TB RAM, 6 UPI 2.0 링크(576 GB/s).
• 가속기: QAT(암호/압축), DSA(데이터 스트리밍).

 

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5. 성능 및 효율성 개선

 

항목	Sierra Forest (Xeon 6700E)	Clearwater Forest (Xeon 6+)
최대 코어 수	144	288
코어 아키텍처	Crestmont	Clearwater Forest E-core
공정	Intel 3	Intel 18A
L2 대역폭	200 GB/s	400 GB/s
LLC	108 MB	576 MB
메모리	8채널 DDR5-6400	12채널 DDR5-8000

성능: 최대 1.9배 향상, 거의 선형적인 코어 스케일링 달성.
전력 효율: 전 구간에서 평균 23% 개선.
TCO:

• 5년 전 시스템 대비 8:1 랙 통합 가능
• 전력 절감 75만W, 공간 71% 절약
• 성능/전력비 3.5배 향상

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6. 목표 워크로드 및 시장 포지셔닝

 

Clearwater Forest는 범용 CPU가 아니라, 대규모 병렬 확장형 워크로드를 위한 전문화된 제품이다.

주요 타깃:

• 하이퍼스케일 클라우드 및 CSP
• 컨테이너·마이크로서비스 환경
• AI 추론
• 5G 통신망 및 가상 네트워크 기능
• 웹 서비스 및 CDN

비교:
Granite Rapids(P-코어)는 고성능 연산 중심, Clearwater Forest(E-코어)는 효율 중심.
288코어 구성으로 AMD Turin EPYC, ARM 기반 서버 대비 코어 밀도 우위.

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7. 결론: 데이터센터 효율성의 새로운 기준

 

Intel® Xeon® 6+ (Clearwater Forest) 는 인텔의 공정·패키징·코어 아키텍처 혁신이 결합된 결과물이다.
이 제품은 “IDM 내부의 팹리스 마인드셋”이 실질적인 성과로 이어졌음을 증명한다.

 

첫 번째 E-코어 세대가 방어적 제품이었다면, Clearwater Forest는 공격적인 시장 주도 제품이다.
288코어, 방대한 캐시, 높은 메모리·I/O 대역폭을 통해, 데이터센터 효율성과 밀도에서 새로운 표준을 세운다.

이는 곧 클라우드·AI 인프라의 미래를 위한 기반이다.

 

 

출처: Intel, WCCFTech, Photronix, Tom's hardware

 

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