이것이 AMD의 X3D 프로세서를 이렇게 훌륭하게 만드는 이유입니다

AMD가 2022년에 AMD Ryzen 7 5800X3D를 출시했을 때, 이는 즉시 게임용 CPU에 대한 논의를 바꿔 놓았습니다. 클럭 속도를 크게 높이거나 코어를 추가하지 않고도 AMD는 시장에서 가장 빠른 게임용 프로세서 중 하나를 제공했습니다.

비밀은? 3D V-Cache라는 기술 덕분에 초고속 캐시가 대폭 증가한 것입니다.

4년이 지난 지금도 AMD의 X3D 칩은 여전히 같은 높은 성능을 발휘하며, CES 2026에서 공개된 Ryzen 7 9850X3D와 같은 CPU로 인텔을 계속 긴장하게 만들고 있습니다. 하지만 AMD의 X3D CPU를 그렇게 강력하게 만드는 것은 무엇이며, X3D가 과연 무엇을 의미하는 것일까요?

"X3D"가 실제로 의미하는 것

일반 CPU와는 어떻게 다른가요?

“X3D”라는 이름은 AMD의 3D V-Cache 기술을 가리키며, 이 기술은 CPU 위에 추가 캐시를 수직으로 쌓아 프로세서의 L3 캐시 용량을 늘립니다.

일반적으로 프로세서의 모든 구성 요소는 하나의 평평한 실리콘 다이에 위치합니다. AMD는 이 부분에서 약간 기존 방식을 깨고, 매우 정밀한 실리콘 접합 기술을 사용하여 프로세서 코어 위에 추가 캐시 메모리를 배치함으로써 훨씬 더 큰 L3 메모리 캐시를 만들기로 결정했습니다.

하지만 이 설계는 다른 면에서도 중요했습니다. AMD는 CPU 전체 설계를 수정할 필요가 없었습니다. 코어, 실행 유닛, 컨트롤러 등과 같은 CPU의 핵심 부분들은 모두 동일하게 유지되었습니다.

예를 들어, AMD Ryzen 7 5800X와 AMD Ryzen 7 5800X3D는 모두 동일한 Zen 3 CPU 아키텍처와 동일한 기본 연산 다이를 사용합니다. 즉, 두 CPU는 동일한 코어, 명령어 파이프라인, 메모리 컨트롤러 등을 공유합니다. 유일한 실제 차이점은 칩렛에 추가로 연결된 L3 캐시 계층입니다.

또한 AMD가 이전 X3D 설계에서는 CPU 위에 캐시를 쌓았지만, 최신 CPU 세대(7000 시리즈 및 9000 시리즈)는 성능상의 이유로 캐시를 CPU 아래에 위치시켰다는 점에 주목하세요. 이에 대해서는 잠시 후 더 자세히 설명하겠습니다.

또한 대부분의 최신 CPU는 캐시 메모리를 동적으로 관리하도록 특별히 설계되어 있다는 점도 주목할 가치가 있습니다. CPU는 단지 추가 캐시 메모리를 관리하면 되며, AMD는 CPU가 예상하는 메모리 풀의 크기를 늘려 이를 처리했습니다.

X3D 칩은 문자 그대로 캐시 메모리를 쌓습니다

이 녀석들은 완전히 근육질이야

CPU 다이를 수평으로 확장하는 대신, AMD는 기존의 연산 칩 위에 별도의 캐시 메모리 조각을 추가합니다. 이 추가 층은 실리콘 관통 전극(TSVs)이라고 알려진 미세한 수직 연결과 하이브리드 본딩이라고 불리는 공정을 사용하여 연결되며, 이를 통해 캐시 다이를 연산 다이에 미세한 수직 연결로 직접 연결합니다.

일반적인 용어로 말하면, 이것을 칩 스태킹이라고 부르는 것이 더 쉽습니다. 그 결과, 아래층에는 CPU 코어와 표준 캐시가 포함되고, 윗층에는 추가 L3 캐시가 추가되는 2층 프로세서가 만들어집니다.

그 결과는 아래 표에서 볼 수 있듯이 '표준' CPU와 X3D 버전 간의 엄청난 확장입니다.

보시다시피, 숫자 상으로는 큰 도약이지만, 그것은 성능 면에서도 큰 향상으로 이어지지만 모든 영역에서 그런 것은 아닙니다. 또한 Ryzen 7 9850X3D는 업그레이드한 표준 CPU가 없었다는 점에 주목하세요. 대신 기존 Ryzen 7 9800X3D의 리프레시 버전이었습니다.

X3D 프로세서가 특정 작업에 매우 뛰어난 이유

그리고 그들의 클록 속도가 항상 예상한 대로가 아닌 이유

X3D 칩은 전반적으로 뛰어난 성능을 발휘하지만, 게임과 같은 특정 작업에서는 더욱 탁월합니다. 이는 게임, 개발, 프로그래밍 등 유사한 작업이 모두 물리 계산, AI 행동, 세계 지형, 기타 시뮬레이션 요소와 같은 동일한 유형의 데이터에 지속적으로 접근해야 하기 때문입니다.

X3D 칩은 매우 많은 양의 캐시 메모리를 가지고 있기 때문에, CPU는 데이터를 계속해서 캐시와 RAM 사이에서 이동시키는 대신 더 많은 상황 정보를 보유할 수 있어 전반적인 성능이 크게 향상됩니다.

게임에서 이것은 세 가지 특정한 이점으로 이어진다:

1. 게임은 CPU가 GPU에 데이터를 더 빠르게 전달할 수 있기 때문에 평균 프레임률이 더 높아집니다. CPU 제한 시나리오, 예를 들어 고주사율 게임에서는 그 차이가 상당할 수 있습니다.
2. 더 큰 캐시는 프레임 시간 일관성을 향상시킵니다. 메모리 접근을 기다리면서 가끔 멈추는 대신, 프로세서는 원활하게 작업을 계속할 수 있어 마이크로 끊김을 줄이는 데 도움이 됩니다.
3. 특정 장르는 특히 큰 혜택을 봅니다. 대규모 시뮬레이션 게임, 전략 게임, 오픈 월드 환경은 CPU 계산에 크게 의존하기 때문에 종종 상당한 성능 향상을 경험합니다.

그래서 AMD가 2026년 1월에 라이젠 7 9850X3D를 출시했을 때, 그것이 즉시 게임용 CPU 차트의 정상을 차지했으며, '최고의 게임용 CPU'에 관한 글을 읽거나 보게 되면 항상 목록에는 AMD X3D 칩이 가득한 이유입니다.

흥미롭게도, X3D 프로세서는 일반 모델보다 약간 낮은 클럭 속도로 작동하는 경우가 많습니다. 이는 CPU 위에 추가 실리콘을 쌓는 것이 열 발산에 영향을 미치기 때문입니다. AMD는 이러한 프로세서를 설계할 때 열, 전압 한계, 신뢰성을 균형 있게 고려해야 했습니다.

하지만 이것이 성능 저하로 이어질 것이라고 생각한다면, 다시 생각해 보세요. 추가 캐시는 약간 낮아진 클럭 속도를 충분히 보완하며, X3D 모델은 일반 버전보다 일반적으로 항상 더 나은 성능을 발휘합니다.

우리는 이미 '2세대' 3D V-Cache를 사용하고 있습니다

AMD의 최신 CPU는 훨씬 더 발전된 X3D 기술을 사용합니다

AMD의 Ryzen 7000 및 9000 AM5 시리즈 CPU는 이전 AM4 세대와 약간 다르며, 스택형 캐시가 통합되는 방식의 변화로 인해 이점을 얻습니다.

이전 X3D 프로세서는 캐시 계층을 CPU 코어 위에 배치했는데, 이는 냉각을 더 어렵게 만들었습니다. 이것이 부분적으로 AMD가 클럭 속도를 낮추기로 선택한 이유 중 하나인데, 열 방출은 전체 성능에 매우 중요하기 때문입니다.

신형 X3D 세대 칩은 적층 방식을 변경하여, 더 큰 메모리 캐시를 CPU 코어 위가 아닌 아래로 이동시킵니다. 이 변경으로 인해 캐시가 CPU 쿨러에 더 가까이 위치했던 대신, 이제 CPU 코어가 더 가까워져 냉각 성능이 향상되고, 결과적으로 더 높은 클럭 속도를 가능하게 합니다.

AMD의 X3D 칩은 한동안 최고의 최고가 될 것입니다

인텔은 실제로 소비자용 칩 기술을 갖고 있지 않다

라이젠 9000 X3D 라인업은 AMD가 스택형 캐시를 장기적인 CPU 전략으로 보는 방식을 강조합니다. 회사는 클럭 속도를 계속 높이는 대신, 메모리 병목 현상을 줄이고 프로세서가 로컬에 저장할 수 있는 데이터 양을 증가시켜 효율성을 향상시키고 있습니다.

X3D가 이렇게 인기가 많은 또 다른 이유는 현재 시점에서 유일한 경쟁자라고 할 수 있는 인텔이 유사한 하드웨어 시스템을 갖고 있지 않기 때문입니다. 혹은 적어도 인텔은 다른 접근 방식을 사용하여, 고성능 P코어와 효율적인 E코어를 결합하여 다중 스레드 성능을 향상시키는 하이브리드 CPU 설계에 집중하고 있습니다.

게다가 인텔은 성능을 향상시키기 위해 거대한 캐시 크기보다는 더 높은 클럭 속도를 우선시해왔습니다. 결과는 엇갈리긴 했지만, 이는 인텔의 최신 칩 중 일부가 뛰어난 처리 능력을 제공하면서도 놀라울 정도로 전력 효율이 높게 만드는 결과를 가져왔습니다.

그 점에서 인텔은 여전히 일종의 쌓인 CPU 설계를 사용하고 있지만, 단지 다른 초점을 가진 다른 구현 방식일 뿐입니다.

그러나 전반적으로, 이것은 당분간 AMD의 X3D 칩이 계속해서 최고의 성능을 기록하고 있으며, 이를 뛰어넘기 위해서는 상당한 노력이 필요하다는 것을 의미합니다.