주요 IT 기업들의 3분기 실적이 공개되는 가운데 인텔 실적과 관련해서 특별한 관심을 받았던 회사가 있습니다. 바로 인텔의 라이벌인 AMD입니다. 인텔은 지난 2020년 3분기에 매출과 영업이익이 전년 동기 대비 4.6%와 22% 정도 감소하는 부진한 실적을 거뒀습니다. 부진한 실적보다 더 큰 문제는 지난 몇 년간 인텔의 성장 동력이었던 데이터 센터 부분에서 매출과 영업이익이 7%와 39%나 감소했다는 것입니다. 물론 코로나 사태로 인해 어느 분야나 업황이 좋지 않지만, 인텔의 서버 부분 실적만 유독 부진하다는 것은 다른 해석을 낳았습니다. 바로 서버 부분에서 AMD의 약진입니다. AMD의 3분기 실적은 이와 같은 추측을 확인시켜줬습니다. AMD는 지난 3분기에 28억 달러의 매출을 거둬 전년 동기의 18억 달러보다 56%나 증가했습니다. 영업이익과 순이익은 더 많이 증가해 전년 동기 대비 각각 141%(1억8600만 달러에서 4억4900만 달러)와 225%(1억2000만 달러에서 3억9000만 달러)라는 폭발적 증가세를 보였습니다. 반도체 업계에서 좀처럼 보기 힘든 엄청난 성장세입니다. 본래 AMD의 매출 대부분은 소비자용 CPU(라이젠), 그래픽 카드(라데온), 그리고 Xbox나 플레이스테이션 같은 콘솔 게임기에 들어가는 세미 커스텀 칩에서 나왔습니다. 서버 부분 매출은 그 비중이 작았습니다. 그런데 이번 3분기에 AMD는 엔터프라이즈, 임베디드, 세미 커스텀 칩 부분에서 전년 동기 대비 매출과 영업이익이 각각 116%와 131% 증가했습니다. 라이젠 CPU와 라데온 GPU를 포함한 컴퓨팅 및 그래픽 부분 매출 증가는 31% 정도였습니다. 결국 서버용 프로세서인 에픽과 콘솔 게임기에 들어가는 세미 커스텀 칩이 이번 분기 깜짝 실적을 견인했다고 볼 수 있습니다. 신형 콘솔 게임기가 나오는 만큼 앞으로 4분기에는 더 실적이 좋아질 것으로 보이지만, 더 중요한 부분은 서버용 프로세서입니다. 몇 년 전까지 서버 영역에서 AMD의 점유율은 너무 낮아서 제대로 집계조차 되지 않을 정도였습니다. 서버용 x86 CPU 시장은 인텔이 거의 100% 독점했고 덕분에 높은 수익이 가능했습니다. 성장이 정체된 PC 시장과 달리 서버 시장은 견고한 성장세를 보였기 때문에 데이터 센터 부분은 인텔의 중요한 성장 동력이었습니다. 그런데 경쟁자인 AMD가 젠(Zen) 아키텍처 기반의 에픽(EPYC) 프로세서를 들고 나오면서 상황이 바뀌기 시작했습니다. 특히 인텔이 14nm 공정을 유지할 때 AMD는 최신 7nm 공정 기반의 2세대 에픽 프로세서를 출시해 서버 시장에 파란을 일으켰습니다. 최대 64코어의 에픽 프로세서는 가장 흔하고 저렴한 1-2소켓 서버로도 64-128코어 프로세서 구성이 가능해 경쟁사보다 도입 비용이 저렴할 뿐 아니라 전력 소비도 적어 유지비도 줄일 수 있습니다. 덕분에 최근 AMD는 서버 시장에서 점유율을 빠르게 높이고 있습니다. 지난 7월 리사 수 AMD CEO는 (사진) 이제 서버 시장에서 에픽의 점유율이 10% 수준을 넘어섰다고 주장했습니다. 몇 년 전 1% 수준이었던 점을 생각하면 인텔이 데이터 센터 실적 부진을 설명할 수 있는 빠른 성장세입니다. AMD는 여기서 멈추지 않고 서버 시장 공략에 더욱 박차를 가할 예정입니다. 리사 수 CEO는 최신 Zen 3 아키텍처 기반의 3세대 에픽 CPU (코드네임 Milan)을 이번 4분기에 출시해 일부 고객사에 전달하고 내년 초에는 OEM 시장에 공급하겠다고 발표했습니다. 당장에 10nm 서버 칩을 출시할 수 없는 인텔에 더 강력한 신형 칩으로 공세를 가하겠다는 이야기입니다. 하지만 이보다 더 큰 이슈는 자일링스(Xilinx) 합병 소식입니다. 자일링스는 FPGA(field-programmable gate array) 시장의 강자로 최근 서버 시장에서 매출이 커지고 있습니다. AMD의 x86 서버 플랫폼과 통합하면 데이터 센터 시장에서 더 강한 경쟁력을 지니게 될 것입니다. 물론 이는 160억 달러에 FPGA 업체인 알테라(Altera)를 인수한 인텔과 더 강하게 붙겠다는 이야기이기도 합니다. 다시 챔피언 인텔에 도전하는 AMD가 서버 시장의 지형을 어떻게 바꿀지 궁금합니다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com　

세계 반도체 업계에 지각변동이 일어나고 있다. 코로나19 팬데믹(세계적 대유행)에 따른 수요 급증과 잇단 인수·합병(M&A)으로 글로벌 반도체 산업 재편이 탄력을 받는 모양새다. 미국 월스트리트저널(WSJ) 등에 따르면 미국 반도체 업체 어드밴스드 마이크로 디바이시스(AMD)는 27일(현지시간) 경쟁사인 자일링스(Xilinx)를 350억 달러(약 39조 4200억원)에 인수하기로 합의했다. AMD와 자일링스는 이날 인수합병(M&A) 협상 타결 소식을 알리며 제품군과 시장점유율을 크게 확대하고 재정적으로도 큰 이득이 될 것이라고 기대했다. 리사 수 최고경영자(CEO)가 이끄는 AMD는 컴퓨터의 핵심 기술인 중앙처리장치(CPU)와 그래픽칩에 주력하고 있다. 특히 팬데믹을 계기로 랩톱 컴퓨터뿐 아니라 마이크로소프트(MS)의 엑스박스와 소니의 플레이스테이션 등 게임기 수요가 급증한 덕분에 올해 주가가 급등했다. 또한 지난 수년간 차세대 고성능 반도체를 내놓아 데이터센터를 운영하는 고객사를 대거 유치해 인텔을 바싹 추격하고 있다. 인텔이 제조과정에서의 문제로 재택근무 확산에 따른 랩톱과 클라우드컴퓨팅 수요 급증의 기회를 최대한 활용하지 못하는 동안 AMD는 급진전을 보이고 있다. 이 덕분에 AMD의 주가는 올 들어 80% 가까이 급등해 공격적 M&A를 위한 충분한 실탄이 마련됐다. 수 CEO는 “반도체 산업 합병이 가속화되고 소비자 요구가 변화하고 있는 만큼 규모 확대가 시급하다”고 강조했다. 자일링스는 사용자들이 재프로그램할 수 있는 반도체를 개발해 경쟁사들과 차별화 전략을 펼쳐 왔다. AMD가 통신 인프라와 국방 등 전혀 진출하지 않았거나 시장점유율이 극히 낮은 부문도 섭렵할 수 있는 기회를 제공할 것으로 예상된다. 자일링스의 반도체는 미국의 최신 전투기인 록히드마틴의 F-35 합동타격전투기와 5세대 이동통신(5G) 네트워크에도 사용된다. 이들 두 회사의 합병은 재정적 측면에서 이득도 크다. AMD와 자일링스는 데이터센터 등 고객사를 공유하고 있는 만큼, 합병 후 18개월 내 3억달러의 비용 절감 효과가 기대된다고 AMD 측은 밝혔다. 합병 기업은 약 1만 3000명의 엔지니어 인력을 갖추게 된다. 합병 기업의 CEO는 수 AMD CEO가 맡게 되고, 빅터 펭 자일링스 CEO는 자일링스 사업부 총괄 사장을 맡게 된다. 이런 가운데 SK하이닉스는 앞서 이달 20일 인텔의 메모리 반도체 사업부문을 인수하는 계약을 체결했다. 인텔에서 옵테인을 제외한 낸드플래시 사업 전체를 인수한다. 인텔이 중국 항구도시인 랴오닝성 다롄에 운영 중인 핵심 제조시설인 3D 낸드플래시 공장도 포함된다. 이번 거래를 낸드플래시 부문 세계 시장 2위로 도약하게 됐다. 미국 엔디비아는 지난달 세계 최대 반도체 설계회사 영국 ARM을 400억 달러에 인수하기로 합의했고, 지난 7월에는 아날로그디바이시스가 맥심인티그레이티드프로덕츠를 200억 달러에 인수하기로 합의했다. 김규환 선임기자 khkim@seoul.co.kr

반도체, 특히 프로세서 부분에서 인텔은 수십 년간 1위 기업이었습니다. 2000년대 초반 AMD의 거센 공세로 잠시 힘든 시기도 있었으나 인텔은 곧 도전자를 물리치고 더 강력한 CPU 독점 기업으로 진화했습니다. 2017년 AMD가 다시 젠(Zen) 아키텍처 기반의 라이젠을 들고나올 때만 해도 공격이 매섭긴 하지만 아직 인텔을 흔들 정도는 아니라는 의견이 지배적이었습니다. 경쟁자가 아키텍처를 개선하긴 했지만, 싱글 코어 성능에서 아직 열세이고 미세 공정 역시 14㎚로 겨우 따라잡은 수준이었기 때문입니다. 하지만 AMD가 꾸준히 젠 아키텍처를 업데이트하고 미세 공정을 7㎚까지 진전시키면서 상황은 완전히 바뀌고 있습니다. 지난 3년간 인텔은 거짓말처럼 미세 공정 전환이 더디게 진행되어 이제야 일부 제품을 10㎚로 업데이트했을 뿐입니다. 최신 아키텍처인 서니 코브와 윌로우 코브 역시 10㎚ 제품군에만 적용되어 아직도 데스크톱 및 서버 부분에서 오래된 14㎚ 공정과 스카이레이크 기반의 낡은 아키텍처로 AMD의 공세를 간신히 막아내고 있을 뿐입니다. 이런 상황에서 코로나19 위기까지 겹쳐 이번 3분기 실적은 충격적인 부진을 기록했습니다. 인텔은 2020년 3분기에 183억 달러의 매출과 51억 달러의 영업 이익을 올려 여전히 상당한 수익을 기록했지만, 매출과 영업이익이 전년 동기보다 4.6%와 22% 감소했습니다. 특히 뼈아픈 부분은 지난 몇 년간 인텔의 성장을 견인했던 분야인 데이터 센터 그룹의 매출이 7%, 영업이익이 39%나 급락했다는 것입니다. 이로 인해 인텔의 주가는 7㎚ 공정 지연을 발표했던 지난 7월 이후 가장 큰 폭으로 떨어졌습니다. 반면 경쟁자인 AMD 주가는 반대의 경향을 보입니다. 데이터 센터 그룹은 서버용 CPU와 그 외 기업용 제품군을 의미하는데, 매출과 영업이익만 줄어든 것이 아니라 판매 단가 역시 15%나 감소해 문제의 심각성을 더하고 있습니다. 단순히 기업과 정부 수요만 줄어든 것이 아니라 고급형 제품군이 잘 나가지 않는다는 이야기기 때문입니다. 인텔은 말을 아꼈지만, 서버 시장에서 AMD와의 경쟁이 치열해진 것이 큰 원인 중 하나로 풀이됩니다. AMD의 서버 CPU인 에픽은 7㎚ 미세 공정을 사용한 2세대 제품 출시 이후 시장에서 빠르게 점유율을 높이고 있습니다. 경쟁자를 압도하는 64코어에 가격 대 성능비는 물론 전력 대 성능비도 탁월해 x86 서버 시장에서 인텔의 점유율을 잠식해 들어가고 있습니다. 기술적으로 경쟁자를 대적하기 어려운 인텔의 선택지는 가격을 낮추는 것뿐입니다. 결국 이로 인해 생각보다 큰 매출 및 영업이익 감소가 발생한 것으로 보입니다. 문제는 이런 요인이 올해 4분기나 내년이 된다고 해서 달라질 수 없다는 것입니다. 코로나19 사태가 끝나도 기술력에서 경쟁자를 따돌리지 못하면 결국 이전처럼 높은 가격을 붙여 팔기 어렵습니다. 더 나아가 계속해서 점유율을 빼앗기면 천하의 인텔이라도 2등 기업이 되지 말라는 법이 없습니다. 최근 우리를 깜짝 놀라게 만든 낸드 사업부 매각 역시 이런 위기감에서 내린 특단의 조치일 가능성이 높습니다. 비핵심 사업을 정리하고 주력인 CPU나 미래 먹거리 사업인 옵테인 등에 집중해 AMD와 다른 경쟁자들의 거센 도전에 대응할 필요가 있었던 것입니다. 사실 인텔은 올해 상반기에 낸드 사업 부분에서 28억 달러의 매출과 6억 달러의 영업 이익을 거둬 나름 나쁘지 않은 실적을 기록했습니다. 급하게 낸드 사업부를 매각해야 할 만큼 회사의 경영 지표가 악화한 게 아닌 셈입니다. 하지만 앞으로 몇 년간 회사가 전례 없는 위기에 직면할 가능성이 커지면서 흑자 전환한 낸드 사업부까지 매각하는 특단의 대책이 나온 것입니다. 결국 이 위기를 극복할 수 있는 유일한 방법은 아키텍처와 미세 공정에서 경쟁자를 따라잡는 것뿐입니다. 지연된 7㎚ 공정을 빠르게 도입하고 5㎚ 이하 차세대 미세 공정 진입을 위해 막대한 투자를 집행할 필요가 있습니다. 과연 인텔이 이번 위기를 극복하고 다시 반도체 1위 기업으로써 명성을 되찾을 수 있을지 궁금합니다. 사진=2020년 3분기 인텔 데이터 센터 그룹 실적 요약. 출처: 인텔) 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

AMD가 Zen 아키텍처의 메이저 업그레이드인 젠 3(Zen 3)를 발표하기에 직전 인텔의 존 보니니 (John Bonini) 부사장은 블로그를 통해 차기 데스크톱 프로세서인 로켓 레이크 (Rocket Lake)가 2021년 1분기에 출시된다는 글을 올렸습니다. AMD의 라이젠 5000 시리즈 출시에 맞서 인텔도 대응할 카드가 있다는 이야기를 하고 싶었겠지만, 일반적인 시각은 기대보다는 우려입니다. 아무리 신기술을 담아서 출시하더라도 2015년에 적용된 14nm 미세 공정을 2021년까지 사용하기 때문입니다. 14nm 공정을 아무리 개선했다고 해도 최신 아키텍처를 담기에는 너무나 오래된 헌 부대입니다. 인텔은 앞서 공개한 노트북용 10세대 코어 프로세서인 아이스 레이크(Ice Lake)와 11세대 코어 프로세서인 타이거 레이크(Tiger Lake)를 10nm 공정으로 제조했습니다. 하지만 10세대와 마찬가지로 11세대 코어 프로세서 역시 10nm 공정 생산 능력 부족으로 상당 부분은 14nm 공정 제품으로 채워야 하는 상황입니다. 인텔의 10nm 팹은 이스라엘과 미국 오레곤 주에 있는데, 점점 늘어나는 10nm 제품 수요를 감당하기에는 역부족입니다. 다행한 일은 최근 애리조나에 있는 팹(Fab) 42가 가동에 들어갔다는 것입니다. 팹 42는 230억 달러 (약 27조원)이라는 천문학적인 거금을 들여 건설한 10nm 팹으로 450mm 웨이퍼 호환설비를 지닌 최신 반도체 생산 시설입니다. 450mm 웨이퍼는 일반적으로 사용되는 300mm 웨이퍼보다 제품 생산량이 훨씬 많기 때문에 10nm 공정 제품 생산량을 획기적으로 늘려줄 것으로 기대됩니다. 하지만 아직도 모든 제품군을 10nm로 이전하기에는 생산량이 부족한 상황입니다. 노트북에 이어 데스크톱 CPU 주력 제품군을 10nm 공정으로 출시하는 것은 2021년 말이나 가능할 예정입니다. 로켓 레이크는 그 사이 공백을 메꾸기 위한 임시방편인 셈입니다. 로켓 레이크에 대해서는 사실 정식으로 공개된 정보가 거의 없습니다. 확실한 것은 14nm 공정의 마지막 데스크톱 CPU이자 인텔의 최신 아키텍처를 적용한 첫 번째 데스크톱 CPU라는 것입니다. 현재 인텔 노트북/데스크톱 CPU의 주력 아키텍처는 2015년에 등장한 스카이레이크 (Skylake) 아키텍처에 기반을 두고 있습니다. 오래된 아키텍처이지만, 성능이 우수해 아직도 싱글 코어 성능에서는 경쟁자인 AMD의 라이젠 프로세서를 앞서고 있습니다. 그러나 AMD도 젠 아키텍처를 업그레이드하면서 성능상의 우위를 빼앗길 상황입니다. 여기에 보안 취약점 문제까지 겹치면서 인텔은 새로운 아키텍처인 서니 코브 (아이스 레이크) /윌로우 코브(타이거 레이크)를 개발하기에 이릅니다. 문제는 이 아키텍처가 10nm를 염두에 두고 설계되었으나 인텔의 10nm 생산 능력이 아직도 수요에 한참 미치지 못한다는 것입니다. 로켓 레이크는 이런 상황에서 어쩔 수 없이 14nm 공정을 사용한 고육지책입니다. 인텔은 로켓 레이크의 구체적인 아키텍처를 공개하지 않았지만, 11세대 타이거 레이크에 사용된 윌로우 코브 아키텍처와 Xe GPU를 사용할 가능성이 큽니다. 윌로우 코브 아키텍처는 서니 코브 아키텍처의 개선판으로 클럭을 더 높인 것이 특징입니다. 같은 클럭에서는 서니 코브 아키텍처가 전 세대 아키텍처 대비 18%나 성능이 높아 클럭만 낮아지지 않는다면 10세대 데스크톱 코어 프로세서인 코멧 레이크 (Comet Lake)보다 높은 성능을 보여줄 것으로 기대됩니다. 그래픽 성능은 Xe가 워낙 이전 세대 인텔 내장 그래픽보다 성능이 높아 상당한 성능 향상을 기대할 수 있습니다. 다만 서니/월로우 코브 아키텍처의 경우 성능이 높아진 만큼 트랜지스터 집적도 역시 높아져 14nm 공정을 사용할 경우 발열량과 전력 소모가 높아질 수 있습니다. 여기에 더 커진 Xe 그래픽까지 합쳐지면 지금도 큰 발열량이 더 감당하기 어려운 수준까지 커질 수 있습니다. 따라서 Xe GPU만 10nm 칩렛 (Chiplet) 디자인으로 만들 수도 있다는 루머도 있습니다. 이 경우 순수한 14nm 공정이 아니라 10/14nm 혼용으로도 볼 수 있습니다. 이미 AMD도 14nm 다이(die)와 7nm 다이를 혼용하는 만큼 인텔 역시 그렇게 하지 못할 이유가 없습니다. 그러나 아직 확실한 내용은 밝혀진 바가 없습니다. 지금 단계에서 확실한 것은 로켓 레이크가 최소한 CPU 코어는 14nm 공정이고 새로운 아키텍처를 적용했으며 PCIe 4.0을 지원한다는 것입니다. 아무튼 2021년에도 14nm 공정 기반이라는 사실은 솔직히 실망스러운 일입니다. 이런 식으로 새 술을 헌 부대에 담는 것도 문제지만, 2021년 말에 10nm 공정의 최신 CPU인 앨더 레이크 (Alder Lake)가 출시된다는 것도 문제입니다. 2021년 초에 11세대 코어 프로세서를 구매하면 1년도 되지 않아 구형 제품이 되는 셈입니다. 새 컴퓨터가 급하지 않은 소비자라면 구매를 꺼릴 수밖에 없는 상황입니다. 하지만 인텔의 결정에도 나름대로 이유가 있습니다. 라이젠 5000 시리즈에 맞서기 위해서는 14nm 공정에 구형 아키텍처를 지닌 코멧 레이크보다 아키텍처라도 개선한 로켓 레이크가 훨씬 유리합니다. 또 벤치마크 결과를 봐야 알겠지만, 의외로 싱글 코어 성능에서 로켓 레이크가 라이젠 5000을 앞설지도 모릅니다. 그렇다면 게임처럼 싱글 코어 성능이 중요한 분야에서 수요가 생길 수 있습니다. 10nm 및 7nm 공정 지연으로 어려운 상황이지만, 인텔 나름의 자구책을 마련한 것입니다. 이 자구책이 얼마나 효과가 있을지 궁금합니다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

SK하이닉스가 세계 최초로 국제 규격에 맞춘 DDR5 D램을 출시했다고 6일 밝혔다. 국제반도체표준협의기구(JEDEC)가 지난 7월 차세대 D램 규격(DDR5)을 정했는데 SK하이닉스가 업계에서 가장 먼저 이를 적용한 제품을 내놓은 것이다. 국제반도체표준협의기구는 메모리 반도체 기술의 발전 정도에 맞춰 표준 규격을 새로 정한다. 회사마다 상이한 규격의 D램을 만들다 보면 다른 부품들과의 호환이 제대로 이뤄지지 않을 수 있기 때문이다. DDR1부터 DDR5까지 각자 지원하는 전송 속도, 동작 전압, 지원 용량 등이 정해져 있다. 이번에 SK하이닉스가 내놓은 DDR5 D램은 DDR4 대비 전송 속도가 최대 1.8배까지 빨라졌다. 최대 속도가 5600Mbps로 5기가바이트(GB) 용량의 풀HD급 영화 9편을 1초 만에 전달할 수 있다. 전력 소비도 전작보다 20% 감축됐다. 데이터서버에는 D램이 다닥다닥 설치돼 있어 많은 열이 발생하는데 전력 소비가 줄어들면 발생하는 열이 그만큼 감소할 것으로 보인다. DDR5 D램은 향후 빅데이터, 인공지능(AI), 데이터센터 등 4차 산업혁명의 핵심 분야에서 다양하게 활용될 수 있을 것으로 기대된다. 다만 DDR5 D램의 본격적인 양산은 내년 말이나 2022년쯤부터 시작될 것으로 보인다. DDR5 D램과 호환되는 PC나 서버용 중앙처리장치(CPU) 등이 시장에 나와야 이에 발맞춰 수요가 생기기 때문이다. 이러한 상황을 고려해 시장조사기관 옴디아는 DDR5가 전체 D램 시장에서 차지하는 점유율이 내년에는 1%에 불과하고 2024년쯤은 돼야 43%로 커 나갈 것으로 보고 있다. SK하이닉스는 파트너사 등과 호환성 및 동작 테스트를 완료해 향후 DDR5 D램 시장이 열리면 언제든지 제품을 판매할 수 있도록 준비를 마쳤다. 한편 메모리 반도체 1위 업체인 삼성전자는 내년 하반기쯤 DDR5 D램 제품을 출하할 것으로 전망된다. 인텔, AMD와 같은 CPU 제작 업체들의 제품 발매 일정에 맞춰 신제품을 내놓을 계획인 것으로 알려졌다. 한재희 기자 jh@seoul.co.kr

미국의 GPU 제조사 엔비디아가 영국의 반도체 설계 회사인 ARM을 400억 달러에 인수한다고 발표했습니다. 이는 반도체 기업 간 인수 합병으로 역대 최대 규모일 뿐 아니라 여러 기업의 이해관계가 걸려 있어 세상의 이목을 집중시키고 있습니다. 이를 두고 여러 가지 이야기가 나오고 있는데, 가장 큰 궁금증은 GPU 제조사가 왜 이런 거금을 들여 매출도 크지 않은 회사를 인수하냐는 것입니다. 사실 소프트뱅크가 ARM을 매물로 내놓은 것 자체는 의외가 아닙니다. 오히려 시너지 효과를 거둘 수 있는 사업 영역이 별로 없는데도 320억 달러나 주고 인수했다는 점이 더 의외의 사건이었습니다. 당시 손정의 소프트뱅크 회장은 사물인터넷(IoT)에서 새로운 기회가 있을 것으로 기대했으나 막상 뚜껑을 열어보니 수익이 크게 늘어나지 않았습니다. ARM의 매출은 소프트뱅크 인수 직후인 2017년 18억3100만 달러였는데, 2019년에도 별로 차이가 없는 18억8900만 달러에 불과했으며 올해도 큰 차이가 없을 것으로 예상됩니다. 320억 달러에 인수한 것치곤 초라한 성적인데, 이는 ARM의 사업 구조와 관련이 깊습니다. ARM은 인텔이나 삼성처럼 직접 반도체 생산 시설에서 칩을 제조하지 않는 것은 물론 퀄컴이나 엔비디아처럼 반도체를 직접 설계해서 판매하지도 않습니다. 주 수입원은 ARM 아키텍처에 대한 라이선스입니다. 그런데 이런 시장을 잡으려면 라이선스 비용이 저렴해야 합니다. ARM 기반 칩은 수백억 개가 팔려도 정작 ARM이 손에 쥐는 돈이 20억 달러도 안 되는 데는 그럴 만한 이유가 있는 셈입니다. 회사의 중요성과는 별개로 사실 매출을 크게 끌어올리거나 수익을 높일 수 없는 구조입니다. 따라서 ARM의 설계 기술이 필요하거나 라이선스 사업에서 시너지 효과를 낼 수 있는 기업이 아니라면 굳이 인수할 이유가 없습니다. 따라서 소프트뱅크보다 엔비디아가 ARM에 더 적합한 주인이라고 할 수 있습니다. 몇 가지 시너지 효과가 예상되기 때문입니다.첫 번째 시너지 효과는 ARM의 CPU 라이선스와 엔비디아의 GPU, AI 가속기 라이선스를 통합하는 것입니다. 엔비디아는 공식 보도 자료에서 엔비디아의 AI 및 GPU IP를 ARM의 고객에게 제공할 수 있다(offer ARM’s customers access to NVIDIA’s AI and GPU IP)는 점을 이번 합병의 첫 번째 장점으로 소개했습니다. 이 이야기는 ARM처럼 엔비디아의 GPU 및 AI 가속기 설계 기술을 라이선스하고 수익을 얻겠다는 뜻으로 풀이됩니다. ARM은 2006년 노르웨이의 팔랑스 마이크로시스템스 A/S(Falanx Microsystems A/S)사를 인수해 모바일 GPU 사업에 뛰어들었습니다. 이렇게 해서 만든 초기 말리(Mali) GPU 가운데 말리 400(Mali-400) 시리즈는 상당한 성공을 거뒀습니다. 이 GPU를 탑재한 대표적 AP가 삼성 엑시노스 4210으로 삼성 갤럭시 S2에 탑재되었습니다. 이후 ARM은 삼성전자를 비롯한 여러 고객사에 CPU IP는 물론 말리 GPU IP를 계속 라이선스했습니다. 하지만 지난 몇 년간 말리 GPU의 입지는 좁아지고 있습니다. 퀄컴 스냅드래곤 시리즈에 탑재되는 아드레노(Adreno) GPU나 애플의 모바일 GPU에 밀리고 있기 때문입니다. 사실 말리 시리즈도 계속 성능을 높이긴 했으나 경쟁사의 성능이 더 높아진 것이 문제입니다. 결국 가장 큰 고객사인 삼성도 AMD의 라데온 GPU IP를 도입하기로 하면서 말리 GPU의 입지는 앞으로 더 좁아질 것으로 보입니다. 그런데 이 시장에 엔비디아가 들어오면 모바일 GPU 시장에 적지 않은 파란이 예상됩니다. 사실 엔비디아도 오래전 테그라(Tegra)를 통해 ARM CPU + 엔비디아 GPU를 탑재한 모바일 AP를 내놓았습니다. 그러나 높은 GPU 성능에 초점을 맞추다 보니 통신 및 저전력 기술이 중요한 모바일 시장에서 큰 힘을 쓰지 못하고 결국 스마트폰 및 태블릿 시장에서 사실상 물러나게 됩니다. 결국 테그라는 닌텐도 스위치 같은 휴대용 콘솔 게임기나 자율 주행차, 드론 등 고성능 GPU 및 인공지능 연산이 필요한 분야에 특화된 제품으로 만들었습니다. 하지만 이번 ARM 인수를 통해 지포스 IP를 모바일에 최적화해 다시 출시한다면 시장에서 새로운 입지를 굳힐 수 있습니다. 과거 거의 CPU에 국한된 라이선스 사업을 GPU 및 AI 가속기로 확장해 새로운 수익을 기대할 수 있기 때문입니다. 이 경우 삼성 같은 큰 고객사를 다시 끌어올 수 있는지가 관건이 될 것입니다. 두 번째 시너지 효과는 데이터 센터와 서버 칩에서 나올 수 있습니다. 본래 엔비디아의 가장 큰 수입원은 지포스로 대표되는 게임용 GPU입니다. 하지만 2020년 2분기 실적에서 데이터 센터 부분이 처음으로 게임 부분을 제치고 엔비디아 매출 비중 중 1위를 차지했습니다. 이는 네트워크 전문 기업인 멜라녹스 인수에 의한 효과도 있지만, 데이터 센터에서 엔비디아 GPU 수요가 계속해서 늘어나고 있기 때문입니다. 엔비디아 GPU는 데이터 분석과 AI 연산 분야에서 독보적인 위치를 차지하고 있습니다. 하지만 모든 연산을 GPU로만 할 순 없습니다. 컴퓨터에서는 반드시 CPU가 필요합니다. 엔비디아는 이 부분에서 경쟁사인 인텔, AMD에 밀릴 수밖에 없는 처지입니다. 인텔과 AMD는 자체 서버 프로세서와 GPU를 이용해 3대의 엑사플롭스급 슈퍼컴퓨터 사업을 수주한 상태입니다. 엔비디아 역시 IBM과 손잡고 슈퍼컴퓨터 시장에서 입지를 굳히고 있지만, 자체 서버 CPU가 없어 다소 곤란한 처지입니다. 그런데 ARM은 서버 칩 시장 공략을 위해 고성능 ARM CPU를 개발했습니다. ARM의 네오버스 N1(Neoverse N1) 아키텍처는 아마존의 서버 칩인 그라비톤 2 (Graviton 2)에 사용됐습니다. 그리고 몇몇 제조사들이 ARM 아키텍처 기반 서버 칩을 개발하고 있습니다.엔비디아는 이번 인수 합병을 통해 ARM의 서버 CPU 로드맵을 더 확충하겠다고 발표했습니다. 자체 서버 칩 개발에 대해서는 말을 아꼈지만, 최근 ARM 서버 CPU 개발 붐이 일어나고 있고 엔비디아의 데이터 센터 사업과의 시너지 효과가 큰 만큼 자체 서버 CPU 개발 가능성을 점쳐 볼 수 있습니다. 다만 합병을 통한 시너지 효과를 보기 위해서는 우선 험난한 인수 합병 과정을 마무리해야 합니다. 400억 달러라는 천문학적인 인수 금액 중 절반이 넘는 215억 달러는 엔비디아 주식으로 받기로 했고 실제 현금으로 주기로 한 돈은 120억 달러입니다. (나머지는 주식/현금 옵션 및 직원에게 주는 인센티브) 이 가운데 계약금은 20억 달러로 지금 엔비디아가 감당 가능한 수준이지만, 나머지 현금 100억 달러를 마련하기가 만만치 않을 것입니다. 더 큰 문제는 영국, 미국, 일본, 유럽 연합 등 각국 정부를 설득하는 것입니다. 엔비디아가 ARM 인수 후 독점적 지위를 남용할지 모른다는 의구심이 남아 있어 이 과정이 순조롭게만 진행되지 않을 수도 있습니다. ARM 본사가 있는 영국의 경우 결국 인수 합병 후 미국 쪽으로 회사가 이전되지 않을까 하는 우려도 있습니다. 생산 설비가 아니라 연구 개발 인력이 핵심인 회사이고 같은 영어권 국가로 서로 인적 교류가 활발하다는 점을 생각하면 가능성 있는 이야기입니다. 다만 ARM과 엔비디아 모두 이 가능성은 일축하고 있습니다. 엔비디아와 소프트뱅크 모두 이번 인수 합병을 주도한 사람에 대해서 언급하지 않았지만, 결정적인 역할을 한 사람은 누구나 짐작할 수 있습니다. 바로 엔비디아의 창업자이자 CEO인 젠슨 황입니다. 다만 그가 끊임없이 새로운 영역에 도전하는 공격적인 스타일의 CEO라고는 해도 400억 달러의 인수 합병 비용은 회사의 명운을 건 것과 다를 바 없는 큰 도박입니다. 과연 이 도박이 성공할지 궁금합니다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

재일교포 손정의 회장이 이끄는 일본 소프트뱅크그룹이 자회사인 영국 반도체 개발 기업 ARM을 미국 반도체 대기업 엔비디아에 매각한다고 14일 공식 발표했다. 매각총액은 최대 400억 달러(약 47조원)다. 현재 ARM 지분은 소프트뱅크가 75%, 소프트뱅크 자회사인 비전펀드가 25%를 보유하고 있다. 소프트뱅크는 보유주식을 전량 매각하는 방식이며, 관련 절차는 2022년 3월까지 마무리될 것이라고 밝혔다. 소프트뱅크는 2016년 ARM을 320억 달러(약 38조원)에 인수했다. ARM은 삼성전자, 애플, 퀄컴 등 대기업에 반도체 관련 기술을 공급해 왔다. 이번 거래를 통해 소프트뱅크는 자동차 자율주행에 사용되는 인공지능(AI) 기술 등에 강점이 있는 엔비디아 주식 지분 6.7∼8.1%를 확보하게 됐다. 엔비디아는 ARM의 반도체 설계기술 확보를 통해 인텔, AMD 등 에 맞설 수 있는 경쟁력을 높일 수 있게 됐다. 로이터는 이번 계약을 “반도체 지형을 바꿀 만한 일”로 평가했다. 소프트뱅크는 최근 미국 이동통신업체 T모바일과 중국 최대 전자상거래 기업 알리바바그룹 주식 등을 매각해 자산을 현금화했다. 도쿄 김태균 특파원 windsea@seoul.co.kr

지난 몇 년간 이빨과 발톱을 갈았던 인텔이 마침내 숙적 AMD의 내장 그래픽 성능을 뛰어넘었습니다. 인텔은 11세대 코어 프로세서인 타이거 레이크(Tiger Lake) 공개 행사에서 인텔 코어 i7 - 1185G7의 게임 성능이 경쟁 제품인 AMD 라이젠 4800U보다 최대 1.8배 높다고 밝혔습니다.(배틀필드 V, 배틀 그라운드 등 인기 게임 10종 비교) 그리고 더 나아가 보급형 노트북 그래픽 카드인 엔비디아 MX350과의 성능 차이 역시 별로 크지 않다고 강조했습니다. 가볍게 게임을 즐기는 일반적인 노트북 사용자라면 굳이 경쟁사 제품이나 보급형 그래픽 카드 대신 타이거 레이크에 탑재된 아이리스 Xe 내장 그래픽만으로도 충분하다는 이야기입니다. 이 결과를 내기까지 인텔은 22년간 그래픽 프로세서에 투자했습니다. 인텔 최초의 그래픽 카드는 1998년 공개한 i740입니다. 지금은 사라진 AGP 인터페이스를 사용한 초기 보급형 그래픽 카드로 간단한 3D 게임 정도만 구동할 수 있었습니다. 그런데 당시 그래픽 카드 시장은 엔비디아, 3Dfx, ATI(나중에 AMD에 흡수된 라데온 그래픽 부분) 등 여러 그래픽 칩 제조사들의 경쟁 구도가 끝나고 엔비디아와 ATI의 양강 구도로 정리되고 있었습니다. 본래 성능이 높은 편이 아니었던 인텔 그래픽 칩은 결국 메인보드에 통합된 내장 그래픽으로 명맥을 이어 나가게 됩니다. 독립 그래픽 카드 대신 값싼 그래픽 내장 메인보드를 사용하면 비용을 절감하고 전기 요금도 아낄 수 있었습니다. 따라서 인텔 내장 그래픽은 사무용 컴퓨터나 게임 목적이 아닌 가정용 PC에 널리 탑재되었습니다. 사실 2000년을 전후로 랜 카드, 사운드 카드, 그래픽 카드가 모두 메인보드에 내장되어 컴퓨터 제조 단가도 저렴해지고 크기도 작아졌습니다. 메인보드 내장 그래픽을 사용하는 사람들이 원하는 것은 모니터 출력이 가능한 저렴한 컴퓨터였습니다. 따라서 인텔 역시 내장 그래픽 성능을 높이기 위해 많은 투자를 하지 않았습니다. 물론 기술이 발전함에 따라 인텔 내장 그래픽 성능 역시 향상되기는 했지만, 그래픽 감속기라는 별명이 붙을 정도로 비슷한 시기의 지포스나 라데온보다 성능이 낮았습니다. 하지만 가격이 저렴하고 사용 목적에 충실한 만큼 특별히 문제될 것도 없었습니다. 문제가 된 것은 2006년 ATI를 합병한 AMD가 내장 그래픽 성능을 대폭 높인 이후입니다. AMD는 2011년에는 라데온 내장 그래픽을 CPU에 통합한 APU라는 개념의 하이브리드 CPU를 선보였는데, 저렴한 가격에 그래픽 성능이 우수해 시장에서 좋은 반응을 얻었습니다. 독립 그래픽 카드를 사기에는 주머니 사정이 넉넉하지 않지만, 게임은 하고 싶은 소비자에게 AMD APU가 좋은 대안이 된 것입니다. 당연히 인텔 역시 내장 그래픽 성능을 높여 이에 대응했습니다. 2011년에는 역시 GPU를 CPU와 통합한 샌디브릿지를 선보였고 이후 매년 내장 그래픽 성능을 높여 AMD를 추격했습니다. 그리고 2013년에는 별도의 임베디드 메모리(eDRAM)를 지닌 아이리스 프로 (Iris Pro) 그래픽을 선보이며 AMD 내장 그래픽은 물론 보급형 그래픽 카드와 견줄 만한 성능을 지닌 인텔 내장 그래픽을 선보이기도 했습니다. 하지만 아이리스 프로는 가격이 비싸 한정된 제품에만 사용됐습니다. 솔직히 그 가격이면 차라리 독립 그래픽 카드를 탑재하는 편이 더 나은 선택이었습니다. 이런 예외를 제외하고 인텔 내장 그래픽의 성능은 늘 AMD에 뒤처졌습니다. 영원히 2인자 자리를 놓치지 않았을 것 같았던 인텔에 변화가 생긴 건 2017년 라데온 그래픽 부분을 이끈 라자 코두리를 영입한 이후입니다. 라자 코두리는 Xe라는 새로운 그래픽 아키텍처를 통해 인텔 그래픽 부분을 대대적으로 개편했습니다. 단지 내장 그래픽 부분에서 AMD를 견제하기 위해서가 아니라 인공지능 및 고성능 컴퓨팅 부분에서 경쟁력을 확보하기 위해 자체 GPU가 필요했기 때문입니다. 이렇게 해서 나온 첫 작품이 바로 타이거 레이크에 탑재된 아이리스 Xe 그래픽입니다.타이거 레이크는 작은 네 개의 CPU 코어와 거대한 GPU 블록을 지니고 있습니다. GPU 블록 안에는 최대 96개의 실행유닛 (EU)이 있는데, 이는 전 세대의 64개보다 1.5배 증가한 것입니다. 여기에 클럭까지 증가해 전체 성능은 1.8배 이상 증가했습니다. 반면 경쟁자인 AMD 라이젠 4000 시리즈는 전 세대 대비 그래픽 성능 향상폭이 크지 않았습니다. 라데온 3000 시리즈에서 그래픽 유닛을 늘리는 대신 CPU 코어를 두 배 늘렸기 때문입니다. 덕분에 8코어 노트북 CPU의 대중화는 이끌 수 있었으나 경쟁자에 내장 그래픽 성능 역전을 허용했습니다. 다만 그렇다고 해서 AMD가 일방적으로 밀리는 싸움이 시작된 건 아닙니다. 인텔이 비교 대상으로 든 라이젠 4800U는 사실 8코어 CPU로 4코어인 i7 - 1185G7보다 멀티 쓰레드 성능이 월등이 뛰어납니다. 그리고 현재까지 발표된 것은 모두 인텔 측 보도자료입니다. 동등한 조건에서 공정하게 벤치마크를 진행할 경우 내장 그래픽 역시 인텔이 주장한 만큼 성능 차이가 크지 않을 수 있습니다. 그리고 AMD 역시 차세대 CPU와 GPU 공개가 임박한 상황으로 얼마든지 반격이 가능합니다. 이번에 인텔에게 내장 그래픽 부분에서 우위를 내준 만큼 내년에는 AMD가 훨씬 강화된 그래픽 성능을 지닌 5000번대 제품을 내놓을 가능성이 커졌습니다. 동시에 Zen 3 아키텍처 기반의 차세대 CPU 역시 전 세대 대비 10-20% 수준의 성능 향상을 예고하고 있습니다. 이런 경쟁을 통해 소비자들은 더 좋은 노트북을 같은 가격에 구매할 수 있을 것입니다. CPU 전쟁의 진짜 승자는 인텔이나 AMD가 아니라 결국 소비자가 될 것입니다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com　

엔비디아가 튜링 아키텍처 기반의 RTX 2000 시리즈를 공개한 지 2년 만에 암페어(Ampere) 아키텍처 기반의 RTX 3000 시리즈를 공개했습니다. RTX 3000 시리즈는 진짜 물체처럼 빛을 반사하는 실시간 레이 트레이싱(Ray tracing) 기술을 강조한 RTX 시리즈의 두 번째 GPU로 전 세대보다 성능을 두 배 정도 끌어올렸습니다. 좀 더 구체적으로 말하면 RTX 3000 시리즈 최상위 그래픽 카드인 RTX 3090은 35.7테라플롭스(TFLOPs, 단정밀도 기준) 연산 능력을 지니고 있는데, 이는 전 세대 최상위 그래픽 카드인 RTX 2080 Ti의 13.4테라플롭스의 2.7배에 달합니다. 인공지능 관련 성능 척도인 텐서(Tensor) 연산 능력도 114테라플롭스에서 285테라플롭스로 역시 2.5배 정도 증가했습니다. 이런 성능 향상이 가능한 비결은 연산 유닛인 쿠다(CUDA) 코어 숫자를 두 배가 넘는 1만496개로 늘리고 동작 클럭도 높인데 있습니다. 흥미로운 부분은 트랜지스터 집적도는 186억 개에서 280억 개로 두 배 증가하지 않았다는 것입니다. 암페어 아키텍처에서 튜링 아키텍처보다 작고 효율적인 연산 유닛을 적용하고 클럭을 높였다는 해석이 가능합니다. 하지만 최상위 모델인 RTX 3090의 경우 성능만큼이나 가격도 범접하기 어려운 수준으로 올라갔습니다. RTX 2080 Ti의 출시 권장소비자가격(MSRP)은 999달러였으나 RTX 3090은 1499달러로 1.5배 정도 더 비싼 편입니다. 게임 용도로는 사실 선뜻 지불하기 어려운 가격입니다. 하지만 인공지능 연산 등 특수 목적에 사용할 때는 오히려 가성비가 우수한 제품으로 극소수의 하이엔드 게이머나 전문 작업용으로 수요가 있을 것으로 예상됩니다. RTX 3090보다 더 현실적인 게임용 그래픽 카드는 RTX 3080입니다. 699달러의 가격 역시 절대 저렴한 건 아니지만, RTX 3090과 같은 GA102 GPU를 사용하면서도 가격은 절반 이하 수준입니다. 상대적으로 저렴한 가격의 비결은 GPU 일부를 잘라낸 컷 칩을 사용해 가격을 낮췄을 뿐 아니라 그래픽 메모리를 24GB에서 10GB로 줄였기 때문입니다. 하지만 아무리 컷 칩을 사용하고 메모리를 줄여도 제조 비용에서 가장 큰 비중을 차지하는 GPU 자체의 가격을 낮추지 못하면 전체 비용을 낮추기 어렵습니다. 바로 이 대목에서 삼성의 8N 공정이 해결책으로 등장했습니다. 2년 전 엔비디아는 RTX 2000 시리즈에 TSMC의 12nm (FFN) 공정을 채택했습니다. 당시 10nm 이하의 미세 공정을 채택하지 않은 이유는 비용 문제 때문이었습니다. 반도체 웨이퍼 제조 단가는 미세 공정일수록 급격히 높아집니다. 만약 186억 개의 트랜지스터를 지닌 거대 GPU를 10nm 이하 미세 공정으로 제조했다면 제조 단가가 비싸 많은 이윤을 남기기 어렵습니다. 따라서 엔비디아는 경쟁사인 AMD가 7nm 공정을 채택할 때도 꿋꿋이 12nm 공정으로 2년을 버틴 것입니다. 물론 그래도 성능으로 밀리지 않고 앞서 나갔기에 가능한 일이었습니다. 삼성의 8nm(8N) 공정은 10nm 공정의 개량형으로 알려져 있습니다. 따라서 삼성 파운드리나 TSMC의 최신 7nm 공정에 비해 성능은 낮지만, 제조 비용은 저렴합니다. 엔비디아가 542억 개의 트랜지스터를 집적한 고성능 인공지능 가속기인 A100 GPU에는 TSMC의 7nm (7N) 공정을 사용한 반면 RTX 3000 시리즈에는 삼성 8N 공정을 사용한 것은 게임용 그래픽 카드가 A100처럼 엄청나게 비싼 가격에도 판매할 수 있는 제품이 아니기 때문입니다. 280억 개의 트랜지스터를 집적해도 현실적인 가격에 판매할 수 있으려면 그만큼 타협이 필요합니다. 물론 비용만 낮추면 되는 것이 아니라 적어도 1-2년 정도 그래픽 카드 시장을 석권할 수 있는 강력한 제품도 만들 수 있어야 합니다. 엔비디아는 고심 끝에 삼성 파운드리가 최적의 조건이란 결론을 내렸을 것입니다. 삼성 파운드리가 적어도 600㎟가 넘는 대형 GPU 시장에 본격 진입했다는 것은 적지 않은 의미를 지닙니다. 이 분야에서 TSMC의 독점 구조가 깨진 것이기 때문입니다. 삼성은 GA102 칩 이외에도 RTX 3070에 사용된 좀 더 작은 GPU의 위탁 생산도 맡고 있습니다. 앞으로 등장할 RTX 3060/3050 같은 보급형 GPU 역시 삼성 8N 공정을 사용할 가능성이 큰 셈입니다. 역사적으로 엔비디아는 대부분의 물량을 TSMC에 의존해 왔지만, 이번에는 다른 선택도 가능하다는 것을 보여줬습니다. 당연히 TSMC에 생산을 의뢰했던 AMD 같은 다른 제조사나 인텔처럼 외부 파운드리를 고민하는 제조사의 선택에도 큰 영향을 줄 것으로 예상됩니다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

일반 대중에게 지포스라는 게임용 그래픽 카드로 가장 잘 알려진 엔비디아는 사실 오래 전부터 게임 이외의 영역으로 외도를 해왔습니다. 이미 20년 전에 초기 지포스 GPU를 이용한 전문가용 그래픽 카드인 쿼드로를 내놨고 GPU를 고성능 연산용으로 사용하는 테슬라를 출시해 슈퍼컴퓨터 영역까지 진출했습니다. 그러나 더 중대한 변화는 GPU가 인공지능 연산용으로 사용되면서 발생했습니다. 엔비디아 GPU가 딥러닝 등 인공지능 연산에 핵심 기기로 사용되면서 수요가 폭발한 것입니다. 최근 발표된 엔비디아의 2분기 실적(FY2021 Q2, 엔비디아의 회계연도는 실제 달력과 11개월 차이로 2020년 5-7월 사이 실적)에서는 회사 설립 후 최초로 게이밍 부분 매출이 데이터 센터 부분에 1위 자리를 내줬습니다. 지포스 GPU를 판매하는 게이밍 부분 매출도 전년 동기 대비 26% 증가한 16억5400만 달러를 기록했지만, 데이터 센터 부분 매출은 무려 167% 증가한 17억5200만 달러를 기록해 전체 매출 38억6600만 달러에서 45.3%를 차지했습니다. 사실 데이터 센터 매출의 폭증은 지난 4월에 인수한 네트워크 전문 기업인 멜라녹스(Mellanox Technologies) 덕분이기도 합니다. 데이터 센터 매출의 30%, 전체 매출의 14%는 멜라녹스 기여분입니다. 하지만 매출이 50%가 아니라 167% 증가한 것은 그만큼 데이터 센터에서 엔비디아 GPU 수요가 크게 늘었기 때문입니다. 예를 들어 최근 마이크로소프트는 애저 클라우드 서비스에 엔비디아의 최신 AI 가속 GPU인 암페어 A100(사진)을 도입했습니다. 애저 사용자는 별도의 서버와 GPU 없이 ND A100 v4 VM 가상 머신 시리즈를 통해 수백 개의 가상 머신과 수천 개의 엔비디아 GPU를 이용해 인공지능 관련 업무와 연구를 진행할 수 있습니다. 구글 클라우드는 애저보다 더 빨리 A100 GPU를 채택한 A2 VM을 선보였고 아마존의 AWS 역시 조만간 A100을 이용한 서비스를 공개할 예정입니다. 엔비디아 GPU를 이용한 인공지능 클라우드 서비스가 경쟁적으로 보급되고 있는 셈입니다. 엔비디아의 데이터 센터 부분 매출이 폭발적으로 증가한 것 역시 당연한 결과입니다. 이렇게 엔비디아 GPU가 인공지능 서비스에서 핵심적인 장치가 되면서 엔비디아의 주가는 과열이 우려될 정도로 급등하고 있습니다. 심지어 시가 총액이 반도체 업계 1위인 인텔을 넘어선 것은 물론 최근에는 삼성전자까지 넘어섰습니다. 매출과 영업이익 모두 인텔이나 삼성전자보다 한참 아래라는 점을 생각하면 과도한 부분이 있지만, 그만큼 회사의 성장성에 대한 시장의 기대가 큰 것입니다. 인공지능 관련 수요가 앞으로 계속 늘어날 수밖에 없다는 점을 생각하면 성장성에 대한 기대가 큰 것도 당연합니다. 그런데 급등한 주가와 데이터센터 중심으로의 환골탈태보다 최근 더 화제가 된 소식은 ARM 인수를 염두에 두고 있다는 것입니다. ARM은 매출이나 영업이익은 크지 않지만, 이 회사에서 라이선스를 준 회사가 워낙 많고 스마트폰부터 서버까지 쓰이는 분야가 워낙 많아 그 파급효과가 적지 않습니다. 엔비디아가 탐내는 것은 작고 에너지 효율적인 ARM의 프로세서 설계 기술로 ARM의 라이선스를 받아 자체 프로세서를 제조하는 수준에서 벗어나 아예 칩 설계 자체를 함께 할 의도로 풀이됩니다. 만약 성사된다면 엔비디아의 데이터 센터 집중 전략에 더 가속도가 붙을 것으로 예상됩니다. 다만 이미 멜라녹스 인수를 위해 70억 달러의 거금을 지출한 엔비디아가 이보다 훨씬 비싼 ARM을 인수 자금을 마련할 수 있을지 의문이라는 의견도 존재합니다. 소프트뱅크는 2016년 ARM을 320억 달러에 인수했는데, 이보다 훨씬 높은 가격에 다시 팔 예정이기 때문입니다. 인수 합병을 위해서는 양사의 합의뿐 아니라 일본 및 영국 정부의 승인을 얻어야 한다는 점 역시 변수입니다. 하지만 ARM 인수와 상관없이 엔비디아는 데이터 센터와 AI로 방향성을 잡은 상태이고 설령 인수에 실패해도 이 분야에서 기술적 우위를 당분간 유지할 것으로 예상됩니다. 최대 변수는 자체 GPU를 개발하는 인텔과 오랜 경쟁자인 AMD의 도전인데, 엔비디아가 게임용 GPU는 물론 인공지능 GPU 분야에서 상당히 독보적인 경쟁력을 지니고 있어 당장에는 큰 위협이 되기 어렵다는 의견이 지배적입니다. 여러 가지 변수가 있지만, 엔비디아의 질주는 당분간 계속될 것으로 보입니다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

최근에 열린 인텔 아키텍처 데이 2020 행사의 주인공은 공개가 임박한 11세대 코어 프로세서인 타이거 레이크와 Xe GPU였지만, 그에 못지않게 흥미를 끄는 제품이 인텔의 2세대 하이브리드 CPU인 앨더 레이크(Alder Lake)였습니다. 스마트폰에 사용되는 모바일 프로세서는 고성능이지만 전기를 많이 먹는 코어와 저전력이지만 성능이 낮은 코어를 함께 탑재해 고성능과 저전력의 두 마리 토기를 잡는 빅리틀 (big.LITTLE) 기술이 표준화된 상태입니다. 그런데 모바일 프로세서의 성능이 좋아지면서 인텔 CPU의 자리를 넘보기 시작하자 인텔 역시 이에 대응할 방법이 필요했습니다. 결론은 인텔 역시 고성능 코어와 저전력 코어를 지닌 하이브리드 CPU를 만들어 상황에 따라 고성능과 저전력 두 가지 모드로 유연하게 작동할 수 있게 만드는 것입니다. 인텔의 하이브리드 CPU 기술은 ‘Intel Core processor with Intel Hybrid Technology’로 명명되었으며 올해 출시된 레이크필드(Lakefield) CPU에서 처음 선보였습니다. 레이크필드 CPU는 고성능 서니 코브 코어 한 개와 저전력 트레몬트 코어 4개를 사용했는데, 삼성 갤럭시 북 S에 탑재되어 세간의 주목을 받았습니다. 레이크필드의 성능은 기존의 인텔 10세대 코어 프로세서보다 낮지만, 전력 소모를 줄여 얇고 가벼우면서도 배터리 지속 시간이 긴 노트북을 만들 수 있습니다. 그러나 레이크필드는 몇 종류의 노트북에만 사용된 다소 실험적인 제품입니다. 현재 인텔이 일반 소비자 시장에서 주력으로 삼고 있는 노트북 및 데스크톱 CPU는 스마트폰과 태블릿에 사용되는 모바일 프로세서만큼 전력 소모와 발열량을 줄일 필요가 없습니다. 컴퓨터가 성능을 희생하면서까지 손으로 휴대하는 기기만큼 전력을 줄일 이유가 없는 것이죠. 따라서 인텔 하이브리드 기술은 일부 저전력 모바일 CPU에서만 적용될 것으로 보였으나 인텔은 예상을 뒤집고 타이거 레이크 후속 제품인 앨더 레이크에 하이브리드 CPU 기술을 넣겠다고 발표했습니다. 내년에 12세대 코어 프로세서로 출시될 앨더 레이크는 골드 코브(Golden Cove) 고성능 코어와 그레이스몬트(Gracemont) 저전력 코어로 구성됩니다. 고성능 코어가 하나 밖에 들어가지 않아 성능에서 아쉬움이 많았던 레이크필드와 달리 앨더 레이크는 고성능, 저전력 코어를 최대 8개씩 넣을 것으로 알려져 있습니다. 앨더 레이크는 데스크톱, 노트북 CPU 모두를 포함하며 향상된 슈퍼핀(enhanced SuperFIN) 10nm 공정으로 제조됩니다. 초고속 인터페이스인 PCIe 5.0 및 차세대 PC 메모리인 DDR5를 지원하는 첫 인텔 CPU가 될 예정이기도 합니다. 모바일 버전의 경우 5G 네트워크도 지원합니다. AMD에서 인텔로 이적한 뒤 인텔 수석 아키텍트 겸 수석 부사장이 된 라자 코두리는 성능에 초점을 맞춰 하이브리드 아키텍처를 개발하고 있다고 설명했습니다. 그는 앨더 레이크가 성능 자체로도 훌륭하지만, 와트 당 성능비로도 가장 뛰어난 인텔 프로세서가 될 것이라고 언급했는데, 사실 그것보다 더 궁금한 건 2021-2022년 사이 등장할 AMD 차세대 라이젠에 맞설 수 있는지 입니다. AMD는 올해 말에 차기 아키텍처인 Zen 3 기반의 CPU를 출시하고 내년에는 5nm 공정의 Zen 4 기반 CPU를 출시할 예정입니다. 결국 5nm 공정 라이젠과 10nm 공정 인텔 코어 프로세서의 경쟁인데, 아키텍처를 개선했다고 해도 미세 공정의 차이를 극복할 수 있을지 우려되는 부분이 있습니다. AMD는 저전력 코어 없이도 미세 공정의 힘을 빌려 전력 대 성능비를 쉽게 개선할 수 있습니다. 앨더 레이크의 구성은 흥미롭지만, 향상된 10nm 슈퍼핀 미세 공정이 이름만큼 성능을 내주지 못하면 참신한 하이브리드 구조도 빛을 보기 어려울 것입니다. 인텔의 새로운 시도가 저전력과 고성능이라는 두 마리 토끼를 잡으면서 시장에서 성공할지 아니면 AMD의 거센 공세 앞에 빛이 바랠지 궁금합니다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com　

혈액검사로 노인 우울증을 예측할 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 분당서울대병원 정신건강의학과 김기웅 교수·초고령사회의료연구소 오대종 교수 연구팀은 60세 이상 한국인 대상으로 혈액검사를 시행,‘적혈구 지표’와 우울증 발병 위험의 연관성을 4년간 추적 분석해서 이런 결과를 얻었다고 18일 밝혔다. 연구팀은 혈액 속 적혈구 모양과 크기 변화를 바탕으로 적혈구 지표를 만들었다.적혈구 지표가 증가한 곳은 가운데가 움푹 들어간 특유의 모양을 잃어 동그랗게 변하고 탄력이 떨어져 작은 자극에도 쉽게 손상된다. 이런 변화는 뇌로 가는 산소 공급을 방해해 결과적으로 뇌 기능 저하와 우울증으로 이어진다. 연구팀이 이용한 적혈구 지표는 평균 적혈구 용적,평균 혈구혈색소량,평균 혈구혈색소 농도였다.분석 대상자는 수치에 따라 상위,중위,하위 그룹으로 분류됐다. 분석 결과 남성의 경우 평균 혈구혈색소 농도 상위 그룹이 하위 그룹보다 우울증 진단 위험이 1.95배 높았고,여성의 경우 1.5배 높았다. 또한 남성은 평균 혈구혈색소량 상위 그룹에서 4년 이내 우울증이 새롭게 발병할 확률이 하위 그룹 대비 1.8배 높았으며,여성은 2.7배까지 증가하는 것으로 나타났다.평균 혈구혈색소량이 상위 그룹 수준까지 증가하거나 유지되는 경우 남성은 우울증 발병 위험이 2.3배,여성은 3배까지 높아졌다.평균 적혈구 용적이 상위 그룹 수준까지 증가하거나 유지됐을 때에는 남성은 우울증 발병 위험이 4.5배,여성은 6.3배까지 뛰는 것으로 드러났다. 노인 우울증은 일반 우울증과 달리 증상이 분명하지 않고 양상도 달라 치료 시기를 놓치고 만성화되는 경우가 많다.이에 따라 우울증을 사전에 예측할 수 있는 바이오마커(생체 표지자)를 발견하기 위한 연구가 이어졌다. 새로운 적혈구 지표는 비용 부담이 적고 간편하다는 장점이 있다. 오대종 교수는 “적혈구처럼 피를 구성하는 세포의 변화가 어떤 기전을 통해 우울증을 유발하는지 후속 연구를 통해 밝혀야 한다”며 “일반혈액검사를 실제 의료 현장에서 우울증 진단 및 예측에 직접적으로 활용하기 위해서는 추가 검증이 필요하다”고 말했다. 연구 결과는 국제학술지 ‘JAMDA’(미국의사협회지) 최근 호에 게재됐다. 신동원 기자 asadal@seoul.co.kr

인텔이 온라인으로 개최된 아키텍처 데이 2020(Architecture Day 2020)에서 다음 달 정식 공개를 앞둔 11세대 코어 프로세서 타이거 레이크(Tiger Lake)에 대한 정보를 공개했습니다. 7nm 공정과 최신 아키텍처로 무장한 AMD가 노트북 시장에서 급속도로 점유율을 높이고 있기 때문에 인텔은 이에 대적할 강력한 무기가 필요합니다. 이를 반영하듯 아키텍처 데이 2020 행사에는 타이거 레이크의 이빨과 발톱이라고 부를 수 있는 신기술이 대거 공개됐습니다. 요약해서 말하면 미세 공정 개선, 아키텍처 개선, 새로운 Xe-LP GPU, 그리고 여러 가지 부가 기능입니다. 7nm 대신 슈퍼핀 (SuperFIN) AMD는 이미 작년부터 7nm 공정 CPU를 도입해 이제는 모바일, 데스크톱, 서버 영역에서 모두 최신 미세 공정을 사용하고 있습니다. 그리고 내년에는 5nm 공정 이전까지 준비하고 있습니다. 7nm 공정 도입 연기를 발표한 인텔은 앞으로 몇 년간 10nm 공정으로 이에 맞서야 하는 상황입니다. 인텔이 내세운 반전 카드는 핀펫(FinFET) 구조를 개선한 슈퍼핀(SuperFIN) 기술입니다. 타이거 레이크는 전작인 아이스 레이크 (10세대 코어 프로세서)와 마찬가지로 10nm 공정으로 제조되지만, 트랜지스터의 핀펫 구조를 개선해 동작 속도를 높였습니다. 구체적으로는 게이트 피치를 추가하고 프로세스를 개선했으며 소스의 흡입과 배출을 강화했다고 합니다. 여기에 SuperMIM(Metal-Insulator-Metal) 커패시터를 추가해 성능을 높였습니다. 하지만 이런 전문적인 내용보다 더 궁금한 부분은 그래서 성능이 얼마나 좋아졌는지입니다. 전작인 아이스 레이크는 서니 코브(Sunny Cove) 아키텍처를 적용해 이전 세대 CPU보다 클럭 당 성능 (IPC)이 18% 향상되었지만, 정작 최고 클럭이 4.1GHz에 그쳐 체감 성능 향상은 별로 없었습니다. 그러나 10nm 슈퍼핀이 적용된 타이거 레이크에서는 4.5GHz를 뛰어넘을 것이라고 합니다. 사실이라면 최소 10% 이상 성능 향상을 기대할 수 있습니다. 윌로우 코브 아키텍처 현재 인텔 CPU 아키텍처 개선 작업은 다소 느리게 진행되고 있습니다. 여전히 많은 인텔 CPU가 오래된 스카이레이크 아키텍처를 개량해 쓰고 있습니다. 하지만 인텔은 타이거 레이크에서 서니 코브의 후계자인 윌로우 코브(Willow Cove) 아키텍처를 도입하고 다른 제품군에도 차츰 새 아키텍처를 적용해 성능을 높일 계획입니다. 윌로우 코브는 전 세대보다 L2 캐쉬(512KB->1.25MB)와 L3 캐쉬(8MB->12MB)를 넉넉하게 늘리고 구조를 개선해 속도를 높였습니다. 트랜지스터 역시 최적화했고 보안 문제도 개선했습니다. 덕분에 성능이 전 세대보다 10-20% 정도 높아졌습니다. 클럭을 높이고 아키텍처를 개선했다면 이 정도 성능 향상은 당연한데, 구체적인 수치는 다음 달 타이거 레이크가 정식 공개되어야 확인할 수 있을 것입니다.Xe-LP GPU 이날 발표를 주도한 사람은 AMD에서 인텔로 이적한 라자 코두리였습니다. 그는 오랜 세월 AMD의 라데온 GPU를 개발해왔습니다. 그런 만큼 라자 코두리가 새로 개발한 GPU가 AMD의 라데온 GPU를 넘어설 수 있을지 세간의 이목이 쏠려 있습니다. 타이거 레이크에는 내장 GPU인 Xe-LP가 탑재됩니다. Xe-LP는 최대 96개의 실행유닛 (EU)를 지녀 전 세대보다 최대 50%가 더 증가했습니다. GPU 클럭도 1.1GHz에서 1.7GHz 이상으로 대폭 늘어났습니다. 발열 및 전력 소모 증가가 다소 우려되긴 하지만, 이 정도 스펙 향상이라면 경쟁자인 AMD도 긴장할 만합니다. 오랜 세월 내장 그래픽은 AMD가 항상 우위에 있던 분야였는데, 이번에는 다를 수 있을지 결과가 주목됩니다. PCIe 4.0, USB 4.0, 썬더볼트 4 인텔은 PCIe 4.0 인터페이스 도입에서 경쟁자인 AMD보다 뒤졌습니다. 하지만 타이거 레이크에서 PCIe 4.0은 물론이고 USB 4.0과 썬더볼트 4 같은 차세대 인터페이스를 먼저 적용해 다시 앞서갈 계획입니다. 특히 USB 4.0이 경우 초고속 범용 인터페이스로 기대를 모으고 있는데, 인텔의 차세대 CPU에 정식으로 탑재되는 만큼 본격적으로 보급이 빨라질 것으로 기대됩니다. 그 밖에 LPDDR5 지원, 8K 영상 처리 지원 등도 타이거 레이크에 추가되는 부가 기능입니다. 과연 반격에 성공할까? 인텔이 다음 달 정식 공개 때 보여줘도 되는 자세한 정보를 굳이 아키텍처 데이 행사를 통해 먼저 공개한 이유는 더 이상 AMD에게 점유율을 빼앗기지 않고 반격에 나서겠다는 의지를 보이기 위한 것으로 풀이됩니다. 현재 AMD는 최대 8코어를 지원하는 라이젠 모바일 4000 시리즈(르누아르 APU)를 통해 노트북 시장에서 빠르게 점유율을 높이고 있습니다. 하지만 새로운 기능을 대폭 추가한 인텔 CPU 출시 소식이 들리면 소비자들은 구매를 잠시 연기할 수도 있습니다. 인텔의 노림수는 여기에 있지 않을까 생각합니다. 올해 하반기에 신상 노트북이 쏟아져 나오면 인텔과 AMD의 경쟁은 더 격화될 것입니다. 물론 소비자 입장에서는 선택의 폭이 넓어지고 어떤 것을 구매해도 최신 기술을 합리적인 가격에 사용할 수 있으니 이득입니다. 앞으로도 두 회사의 무한 경쟁이 기대되는 이유입니다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

관측→모델 분석→예보생산→전달 활용기상청 지난 4월 한국형 예보모델 도입봄·가을 기압계 변화 크지 않고 동서 이동장마땐 남북으로도 이동해 예측 더 곤란코로나로 민항기 AMDAR 기상정보 감소도 영향 지난 5월 말 기상청이 발표한 ‘2020 여름철 전망’에서는 7월 하순 장마가 끝나고 본격적인 무더위가 시작될 것으로 예상했다. 장마가 끝난 뒤 8월에도 대기불안정으로 국지적으로 강하고 많은 비가 내릴 것이라는 전망도 내놨다. 그렇지만 예상과 달리 중부지방은 지난 6월 24일 시작해 오는 16일까지 장마가 50일 넘게 이어질 것으로 보이며 기상청이 전국적으로 기상관측망을 확충한 1973년 이후 역대 가장 길고 오랜 장마로 기록을 남기게 됐다. 잇따른 여름 날씨 예측이 빗나가면서 기상청은 또다시 ‘오보청’, ‘통보청’이라는 비난을 받고 있다. 일기예보는 어떤 과정을 거쳐 만들어지기에 날씨를 정확하게 맞히기 어려운 걸까. 일기예보가 대중에게 전달되기까지는 ▲관측·감시 ▲모델분석 ▲예보생산 ▲전달·활용이라는 과정을 거친다. 관측·감시는 지상과 고층대기, 해상, 레이더, 기상위성으로 기상 변화를 입체적으로 파악하고 전 세계 190여개국 약 5000곳에서 전달돼 오는 기상정보를 종합하는 과정이다. 이렇게 얻어진 관측 데이터는 예측 방정식에 적용돼 기상 현상을 예측한다. 많은 나라들이 자국 사정에 맞는 수치예보 모델을 개발하려 시도하지만 실제 예보에 적용이 쉽지 않아 폐기되는 경우가 많다. 현재 독자적 모델을 개발해 운영하는 나라는 유럽연합(EU), 영국, 미국, 일본, 캐나다, 프랑스, 독일, 중국, 러시아, 한국 등이 전부다. 이 중 가장 우수한 모델은 EU의 것이며 그다음이 영국 모델이다. 한국 기상청은 영국의 수치예보모델(UM)을 써왔지만 지난 4월 한반도 지형과 기상 특성을 반영한 한국형수치예보모델(KIM)을 도입했다. 기상청은 현재 UM과 KIM을 함께 사용하고 있다. KIM은 기상데이터 업데이트와 실제 날씨와 모델간 불일치 부분을 보정하는 과정을 진행 중에 있기 때문에 아직까지는 예보 전반에 활용되고 있지는 않는 상황이다. 또 기상청은 수치예보모델 분석에 슈퍼컴퓨터 5호기, 4호기 등을 활용하고 있다. 4호기는 48억명이 1년 동안 계산해야 할 자료를 1초 만에 처리할 수 있는 능력을 갖고 있어 하루 약 16만장의 일기도를 생산할 수 있다. 5호기는 이보다 8배 이상 성능이 우수해 하루 100만장 이상의 일기도를 생산할 수 있는 것으로 알려져 있다. 예보관들은 슈퍼컴퓨터가 생산한 수치예보모델 분석 자료와 관측 자료를 바탕으로 예보관 회의를 거쳐 최종적으로 예보를 만든다. 기상학계에 따르면 날씨 예보 정확도에 미치는 영향력은 슈퍼컴퓨터와 수치예보모델 성능 40%, 관측자료 32%, 예보관 능력 28% 정도다. 그렇지만 세 가지 요소가 모두 완벽하더라도 100% 정확하게 날씨를 예측한다는 것은 사실상 불가능하다. 날씨는 작은 조건의 변화가 전혀 다른 결과를 부르는 ‘비선형성’이 적용되기 때문이다. ‘중국에서 나비의 날갯짓이 뉴욕에 토네이도를 일으킨다’는 ‘나비효과’가 날씨의 비선형성을 나타내는 대표적인 용어다. 100% 정확한 일기예보를 위해서는 나비의 날갯짓까지 정확하게 파악해야 한다는 말이다. 여기에 기압계의 변화가 비교적 안정적인 봄, 가을에 비해 여름, 겨울의 날씨 예측은 쉽지 않다. 특히 장마철은 대기 불안정으로 인해 짧은 시간 동안 좁은 범위에서 날씨가 달라지는 경우가 많아 예보 정확도는 더 떨어진다. 편서풍대에 위치한 한반도는 평소 동서 방향으로 기압계가 이동하지만 장마 기간 동안은 고온 다습한 북태평양고기압과 북쪽의 차가운 공기가 부딪치면서 정체전선이 형성돼 남북으로 움직인다. 이 때문에 동서 흐름뿐만 아니라 남북 흐름을 동시에 고려해야 한다. 여기에 미국이나 중국과 달리 좁은 국토와 산악지형이 많다는 지리적 영향 때문에 기압계가 바뀌는 경우도 많기 때문에 날씨 예측은 더욱 어렵다. 또 농담처럼 들릴 수도 있겠지만 코로나19로 인해 기상관측 정보량이 줄어들면서 날씨 예보의 정확도가 떨어지기도 했다. 민간 항공기에는 기상관측자료 중계프로그램인 ‘AMDAR’(Aircraft Meteorological Data Relay)가 설치돼 있다. 항공기가 비행하면서 기온과 풍속, 풍향, 구름량 등 대기 상부의 다양한 기상 자료를 수집해 세계기상기구(WMO)의 국제기상자료통신망(GTS)로 보내지게 된다. 이렇게 확보된 대기상부 기상자료는 슈퍼컴퓨터로 보내져 기상예보에 활용하는데 미국, 유럽연합(EU), 호주, 중국, 일본, 한국 등 12개국 43개 항공사가 참여하고 있다. 한국에서는 대한항공과 아시아나항공이 참여하고 있다. 문제는 코로나19의 전 세계적 확산으로 항공기 운항이 급격히 줄어들면서 AMDAR에서 수집되는 기상관측 데이터가 함께 줄었다는 것이다. 코로나19로 인한 민간항공기 운항편수 감소가 지난 3월 이후 5개월 연속 90% 이상 감소율을 보이는 것으로 확인됐다. 유럽중기예보센터(ECMWF)에 따르면 전 세계적으로 AMDAR 기상관측 보고가 지난 3월 초와 비교해 3월 하순에 42%가 감소한 것으로 나타났다. ECMWF는 현재와 같이 AMDAR 정보 제공에 차질이 빚어질 경우 일기예보 정확도는 15% 이상 낮아지고 10일 이내 중기예보의 오차범위도 심각해진다는 분석결과를 내놓기도 했다. 기상 전문가들은 “일반적으로 장마철에는 기압골 변화가 심한 데다가 올해처럼 시베리아 지역에서 발생한 블로킹 현상이 오랫동안 나타날 경우 대기 변화가 더 심해 한 치 앞을 내다보기 어려운 경우가 많다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

보통 신제품 출시는 대대적인 홍보와 함께 이뤄지는 것이 보통입니다. 특히 그 회사가 내세우는 주력 제품이라면 언론사에 보도 자료를 배포하는 정도를 넘어 대규모 행사와 이벤트를 개최해 사람들의 관심을 집중시킵니다. 하지만 소리소문 없이 조용히 출시되는 제품들도 적지 않습니다. 상품 자체가 비주류에 속하거나 특수한 소비자/기업을 대상으로 한 것이라 특별한 홍보가 필요하지 않은 경우들입니다. 오늘 소개할 AMD의 3020e와 3015e 역시 그런 경우입니다. 세상에는 실감 나는 게임이나 전문적인 작업을 위해 끊임없이 고성능 CPU를 원하는 소비자도 있지만, 반대로 매우 간단한 업무처리만 가능한 저가 CPU를 원하는 수요도 있게 마련입니다. 인텔은 후자를 위해 아톰 (Atom) CPU를 개발했습니다. 2008년에 등장한 인텔 아톰 프로세서는 프로세서의 기능을 단순화해 전력 소모와 크기를 대폭 줄이고 가격도 낮췄습니다. 초창기 아톰 프로세서를 사용한 소형 저가형 노트북인 넷북은 작은 크기 때문에 휴대성이 좋으면서도 30만 원 정도의 저렴한 가격으로 큰 인기를 끌었습니다. 낮은 성능 덕분에 오히려 배터리 지속 시간도 그럭저럭 괜찮았고 낮은 성능도 저렴한 가격을 생각하면 이해할 수 있는 수준이었습니다. 저렴한 비용으로 간단한 문서 작업과 웹 서핑만 할 소형 노트북을 찾는 소비자에게 제격인 제품이었습니다. 아톰 프로세서의 가장 큰 단점인 너무 낮은 성능은 2013년에 출시된 실버몬트 (Silvermont) 아키텍처 기반의 신형 아톰 덕분에 어느 정도 개선됐습니다. 코어 숫자도 한 개에서 2-4개로 증가하고 아키텍처를 개선하면서 코어 자체의 성능도 향상되었습니다. 이후 아톰 프로세서 제품군은 셀러론이나 펜티엄 등의 명칭으로 저가형 노트북, 크롬북, 태블릿, 미니 PC 등에 널리 사용됐습니다. 인텔의 경쟁자인 AMD 역시 이 시장에 도전장을 내밀었습니다. 그러나 과거 저전력 기술 및 미세 공정 기술이 부족했던 AMD는 고전을 면치 못했습니다. AMD의 저전력 소형 코어인 밥캣, 재규어, 퓨마를 탑재한 CPU들은 인텔의 경쟁자와 상대가 되지 않았습니다. 재규어 코어의 경우 PS4 같은 콘솔 게임기에 활용되기는 했으나 CPU 시장에서 입지는 매우 미미해 아는 사람도 별로 없을 정도였습니다. 결국 나중에는 회사 형편까지 어려워져 AMD의 저전력 코어 라인업은 사실상 사라진 것과 마찬가지인 상태가 됐습니다. 그런 AMD가 반격의 기회를 맞이한 것은 2017년 라이젠 출시 이후입니다. 다만 TDP 6W의 저전력 제품군까지 젠 아키텍처가 적용되기에는 오랜 시간이 걸렸습니다. 2019년에도 AMD는 6W TDP 제품군에 오래된 불도저 아키텍처의 마지막 버전인 엑스커베이터 코어를 사용한 A6-9220C와 A4-9120C (모두 브리스톨 릿지 APU)를 내놓았습니다. 시장에서의 반응은 역시 냉담했습니다. 그러던 AMD가 2020년에 이르러 마침내 저전력 저가형 제품군까지 최신 미세 공정과 젠 아키텍처를 적용한 CPU를 내놓은 것입니다. 독특하게도 애슬론이라는 명칭 대신 그냥 AMD 3020e와 3015e라는 이름으로 나온 이 CPU는 Zen + 듀얼 코어 CPU에 베가 3 내장 그래픽을 탑재해 경쟁자인 아톰 기반 셀러론 프로세서보다 우수한 성능을 제공합니다. 미세 공정도 28nm에서 14nm로 개선해 14nm 공정을 사용한 인텔 CPU와 경쟁이 가능해졌습니다. AMD 3015e는 쿼드코어 셀러론 (제미니 레이크 리프레쉬) 제품인 셀러론 N4120과 비교해서 3D Mark 그래픽 성능에서 24% 정도 빠르고 PCMark 비교에서 전체 시스템 성능이 18% 정도 우수합니다. 물론 이런 초저가형 CPU는 사실 성능보다 가격이 더 중요한 요소이지만, 과거 AMD의 저전력 CPU가 아예 성능에서 밀렸던 것을 생각하면 장족의 발전을 이룩한 것입니다. 교육용 노트북 및 크롬북을 포함한 저사양 CPU 시장에 새로운 경쟁이 일어날 수 있음을 시사하는 결과입니다. 기왕이면 다홍치마라는 속담처럼 아무리 저가 저전력 CPU라도 기왕이면 성능까지 높으면 소비자에게 금상첨화입니다. 하지만 사실 이 시장은 지금까지 인텔 독점이라 성능 경쟁이 일어날 여지가 거의 없었습니다. 오히려 성능을 너무 높이면 상위 제품군 판매에 악영향을 줄 수 있어 성능 개선이 미미하게 진행되었던 시장입니다. 이 시장에도 AMD가 도전장을 내밀었다는 것은 소비자에게 반가운 소식입니다. 앞으로 더 고성능의 저가형 CPU가 출시될 수 있기를 기대합니다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

국제 반도체 표준 협의 기구 (Joint Electron Device Engineering Council, 이하 JEDEC)가 차세대 PC 및 서버 메모리 규격인 DDR5 규격을 최종 확정했습니다. 이미 삼성, SK 하이닉스, 마이크론 등 메모리 3사는 규격 확정 전부터 시제품을 개발해왔으며 SK 하이닉스의 경우 현재 주류로 사용되는 DDR4 3200 메모리보다 몇 배나 빠른 DDR5 8400이 가능하다고 발표한 바 있습니다. 하지만 DDR5 메모리의 양산 및 도입은 표준 규격 확정 전까진 본격적으로 이뤄지기 어렵습니다. 이제 JEDEC에서 최종 규격을 확정해 발표한 만큼 메모리 제조사는 물론 인텔과 AMD 같은 주요 CPU 제조사와 관련 메인보드 업체들이 DDR5 도입 움직임이 본격화될 것으로 보입니다. 실제 도입은 2021년부터 이뤄져 2022년 이후에는 빠르게 주류 자리를 차지할 것으로 예상됩니다. DDR 메모리는 2000년 6월에 JEDEC 표준이 정해진 이후 2003년 DDR2, 2007년에 DDR3, 2014년에 DDR4 메모리 규격이 나왔는데, 지금까지 한 세대 마다 속도가 2배 정도 빨라지고 용량은 4배 정도 늘어났습니다. DDR5 역시 예외가 아니어서 데이터 전송 속도는 DDR4의 두 배인 3200-6400MT/s, 메모리의 밀도는 네 배인 8Gb-64Gb에 달합니다. 하지만 단순히 메모리 속도와 용량이 증가한 것이 변화의 전부는 아닙니다. 같은 시간 내에서 데이터 처리 능력을 두 배로 늘리기 위해 메모리 뱅크(bank)를 16개에서 32개로 늘렸고 메모리의 버스트 랭스(Burst Length)의 양도 두 배로 늘었습니다. 고속으로 작동하는 메모리일수록 에러도 많이 발생하기 때문에 이를 수정할 기능도 필요합니다. DDR5는 DDR 메모리 규격에서 처음으로 메모리 다이(die) 내부에 에러를 수정하는 ECC (On die ECC)를 탑재했으며 고속 작동 시 노이즈를 줄이기 위해 DFE (decision feedback equalization) 기능을 지원합니다. 이런 복잡한 기술적 내용보다 중요한 것은 DDR4가 처음부터 빠른 속도로 등장한다는 것입니다. DDR3나 DDR4의 초기 제품은 전 세대 고성능 제품과 비슷한 속도를 지니고 있었습니다. 하지만 DDR5에서는 기존 DDR4 3200보다 1.5배 빠른 4800MT/s 제품을 첫 제품으로 내놓을 예정입니다. 따라서 소비자들은 처음부터 확실한 속도 향상을 느낄 수 있게 될 것으로 보입니다. 이미 SK 하이닉스의 경우 작년에 DDR5-6400 시제품을 공개한 바 있어 기술적으로는 크게 어렵지 않을 것입니다. 동시에 메모리 용량이 커지면서 지금보다 더 대용량 메모리가 대세가 될 것으로 보입니다. 속도와 용량 이외에 일반 소비자에게 반가운 소식 중 하나는 DDR5가 하나의 메모리 DIMM에서 듀얼 채널을 지원한다는 것입니다. 사실 이 기능은 LPDDR4와 GDDR6 메모리에서 이미 지원하고 있지만, 일반 PC용 메모리에서는 처음 지원되는 것입니다. 간단히 말하면 메모리를 한 개만 장착해도 듀얼 채널 지원이 가능해 메모리 대역폭에서 손해를 보지 않을 수 있습니다. 속도 때문에 메모리를 울며 겨자 먹기로 두 개씩 장착할 필요가 없다는 이야기입니다. DDR5에서는 메모리 구성을 더 자유롭게 할 수 있을 것입니다. 현재 인텔과 AMD 모두 DDR5 메모리 채택 시점에 대해서 구체적으로 언급하지 않고 있지만, AMD의 경우 내년에 등장할 Zen 4 기반 제품군에서 그리고 인텔의 경우 12세대 코어 프로세서인 앨더 레이크 (Alder Lake)에서 지원할 것이라는 이야기가 나오고 있습니다. 2021-2022년 나올 제품군이고 DDR5 최종 규격이 나온 지 1년 정도 후에 등장한다는 점을 생각하면 가장 현실성 있는 시나리오입니다. 빠른 메모리는 CPU 자체를 위해서도 중요하지만, AMD와 인텔이 진검 승부를 벌이는 분야인 내장 그래픽 성능에 미치는 영향도 크기 때문에 두 회사 모두 DDR5를 경쟁사보다 늦게 도입하고 싶어하지 않을 것입니다. DDR5의 등장은 아직 멀었지만, 일단 등장하면 주류가 되는 것은 순식간의 일이 될 것입니다. DDR5는 2022년에는 DDR 메모리 시장의 44%를 차지할 것으로 예상됩니다. 하지만 역대 가장 빠른 속도와 용량으로 등장할 DDR5 역시 시간이 지나면 새로운 차세대 메모리 규격에 자리를 내줄 것입니다. DDR6 메모리의 연구 개발 역시 이미 시작된 상태이며 몇 년 이내로 시제품이 등장할 것입니다. 이전과 마찬가지로 삼성과 SK 하이닉스가 DDR6 메모리의 첫 모습을 보여줄 것으로 기대합니다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

최근 일본은 슈퍼컴퓨터 경쟁에서 다시 1위를 차지했습니다. 2011년 세계 1위 슈퍼컴퓨터로 이름을 올린 K 컴퓨터(K는 10의 16승인 경(京)의 일본식 발음)의 후계자인 후카쿠(富岳·후지산의 다른 이름)는 415페타플롭스의 성능을 달성해 미국의 서밋(Summit)을 가볍게 제치고 세계 1위를 달성했습니다. 후카쿠는 선배인 K 컴퓨터와 마찬가지로 고베에 있는 일본 이화학연구소(RIKEN)의 컴퓨터 과학 센터(R-CCS)에 건설 중인데, 사실 아직 건설이 다 끝나지 않은 상태입니다. 후카쿠가 모두 설치되면 K 컴퓨터보다 100배 빠른 엑사플롭스급 연산 능력을 지니게 될 것입니다. 하지만 후카쿠가 눈길을 끄는 또 다른 이유는 ARM 계열 CPU로 세계 1위 슈퍼컴퓨터가 된 첫 번째 사례라는 것입니다. 과거에도 ARM 기반 슈퍼컴퓨터를 만들려는 시도는 몇 차례 있었지만, 그다지 인상적인 성공 사례는 없었습니다. 사실 슈퍼컴퓨터 TOP500 명단에 이름을 올린 첫 번째 페타플롭스급 ARM 슈퍼컴퓨터는 2018년에 204위를 한 아스트라(Astra) 정도였습니다. 그런데 갑자기 후지쯔가 ARM 기반 슈퍼컴퓨터로 1위를 한 것입니다. 그러나 후카쿠는 절대 갑자기 튀어나온 물건이 아닙니다. 후지쯔는 2016년 국제 슈퍼컴퓨팅 컨퍼런스에서 차세대 슈퍼컴퓨터는 ARMv8 기반의 엑사스케일(Exascale) 슈퍼컴퓨터가 될 것이라고 발표했었습니다. 후카쿠라는 이름은 2019년에 정했지만, 사실 개발은 2014년부터였습니다. 본래 후지쯔는 지금은 오라클에 합병된 썬 마이크로시스템스와 협력해 스팍(SPARC) 계열 서버 프로세서를 개발했기 때문에 K 컴퓨터 역시 스팍 계열인 SPARC64 VIIIfx 8를 사용했습니다. 하지만 서버 시장에서 인텔의 독주 체제가 굳어지면서 스팍 프로세서의 입지는 줄어들었습니다. 결국 후지쯔는 빠른 속도로 성능을 높인 ARM 계열에 눈을 돌리게 됩니다. 이렇게 해서 만든 후지쯔의 A64FX CPU는 48개의 연산 코어와 4개의 보조 코어로 된 52코어 CPU라는 매우 독특한 구조를 지니고 있습니다. A64FX는 ARMv8.2-A 스케일러블 벡터 확장 Scalable Vector Extension(SVE)을 지원하는 첫 번째 ARM CPU로 매우 강력한 연산 능력을 지니고 있습니다. 별도의 GPU 없이 CPU만으로도 2.7TFLOPS 연산이 가능한 수준입니다. A64FX의 또 다른 장점은 크기가 매우 작다는 것입니다. A64FX는 서버용 DDR4 메모리 대신 1TB/s의 대역폭을 지닌 4개의 8GB HBM2 메모리 사용합니다. HBM2 메모리는 CPU 옆에 타일처럼 붙어 있어 전체 시스템의 크기가 매우 작습니다. 참고로 HBM2 메모리는 어느 회사 제품인지는 밝히지 않았지만, 제조사가 삼성과 SK 하이닉스 외에는 없으므로 한국산 HBM2 메모리를 사용했을 것으로 추정됩니다. 아무튼 카드 형식의 작은 A64FX CPU 노드를 만들 수 있어 하나의 서버랙에 많은 시스템을 넣을 수 있습니다. (사진) 덕분에 7,299,072개의 코어를 이용해 2,414,592개의 코어를 사용한 미국의 서밋을 누르고 세계 최고 슈퍼컴퓨터가 될 수 있었던 것입니다. 흥미로운 사실은 다른 나라에서도 ARM 슈퍼컴퓨터 프로젝트를 추진하고 있다는 것입니다. 프랑스의 ARM 프로세서 개발사인 SiPearl은 유럽 연합의 유럽 프로세서 계획(European Processor Initiative project)에서 자금을 지원받아 고성능 서버칩을 개발하고 있습니다. 현재 계획으로는 2022-2023년 사이 독자 엑사스케일 시스템을 개발할 예정입니다. 미국의 산디아 국립 연구소 역시 고성능 ARM 슈퍼컴퓨터 개발을 진행 중입니다. 이들이 구체적인 결과를 내놓으면 ARM 슈퍼컴퓨터는 신기한 물건이 아니라 통상적인 형태의 슈퍼컴퓨터로 자리잡을 것입니다. ARM 계열 CPU가 최근 몇 년 사이 서버 및 슈퍼컴퓨터 시장에서 급부상한 이유는 기본적으로 CPU 성능이 좋아졌기 때문이지만, 라이선스 비용만 내면 누구나 고성능 프로세서를 개발할 수 있는 ARM의 정책 덕분이기도 합니다. TSMC나 삼성 같은 파운드리 회사가 경쟁적으로 최신 미세공정을 제공하기 때문에 돈만 있으면 누구나 인텔, AMD 부럽지 않은 고성능 프로세서를 제조할 수 있습니다. 이는 독자 CPU 아키텍처와 반도체 생산 시설을 갖추지 못한 기업과 국가도 슈퍼컴퓨터를 개발할 수 있다는 뜻입니다. ARM 계열 슈퍼컴퓨터가 단발성으로 끝나지 않을 것임을 시사하는 대목입니다. 물론 그렇다고 해서 오랜 세월 쌓아 올린 x86의 아성의 쉽게 무너지지는 않을 것입니다. 하지만 IT 업계의 변화는 매우 빠르며 1등 기업도 순식간에 변화에 도태되어 몰락할 수 있습니다. 최근 거세지는 ARM 진영의 도전에 인텔과 AMD가 어떤 대응책을 내놓을지 주목됩니다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

애플의 개인용 컴퓨터인 맥(mac)은 지금까지 세 가지 형태의 CPU를 탑재했습니다. 1984년 등장한 오리지널 매킨토시는 모토로라 68000을 사용했습니다. 이후 1994년 IBM의 파워 PC(PowerPC)로 CPU를 변경하는데, 초기에는 강력한 성능으로 시장에서 호평을 받았습니다. 하지만 스티브 잡스는 2006년 파워 PC에서 인텔 CPU로 갈아타기로 결정합니다. IBM 파워 PC의 강력한 경쟁 상대였던 인텔 x86 CPU의 성능이 크게 향상되었고 파워 PC에서 약점으로 생각되던 노트북용 CPU에서 더 나은 대안을 제시했기 때문입니다. 사실 파워 PC용으로 개발되었던 맥OS와 소프트웨어를 모두 x86으로 변경한다는 것은 쉽지 않은 결정이었습니다. 하지만 당시 IBM의 개발 방향은 서버 및 고성능 컴퓨팅에 초점이 맞춰져 있었고 인텔만큼 노트북에 집중할 가능성은 희박했습니다. 따라서 장기적으로 봤을 때 인텔 CPU와 플랫폼이 맥의 미래를 위해 나은 결정이었습니다. 파워 PC에서 인텔 CPU로 갈아탄 일은 지금도 잡스의 탁월한 선택으로 평가받고 있습니다. 하지만 모토로라와 IBM과 마찬가지로 애플과 인텔의 밀월 관계 역시 영원할 순 없습니다. 이미 업계에서는 몇 년 전부터 애플이 ARM 기반 자체 프로세서를 맥에 탑재할 것이라는 루머가 끊이지 않았습니다. 인텔 CPU의 발전이 정체된 사이 애플 A 시리즈 같은 모바일 AP는 성능이 급격히 빨라져 x86 CPU와의 격차를 크게 줄였기 때문입니다. 그 결과 과거에는 모바일이나 임베디드 등 고성능보다는 저전력이나 낮은 가격으로 승부하던 시장뿐 아니라 서버나 노트북 등 고성능 기기 시장까지 ARM 기반 CPU가 파고들고 있습니다. 퀄컴은 스냅드래곤 8cx를 통해 윈도우 10 기반 노트북 및 태블릿 시장에 출사표를 던졌고 아마존은 자체 ARM 서버칩의 성능이 인텔이나 AMD의 서버칩에 비해 가성비가 더 높다고 발표했습니다. 애플의 A 시리즈 AP는 모바일 ARM CPU 중에서 성능이 가장 높은 편에 속합니다. 애플이 노트북이나 데스크톱에 들어갈 더 고성능 ARM 기반 프로세서를 만든다면 충분히 인텔 CPU와 경쟁할 수 있는 상황입니다. 애플 자체 프로세서를 탑재한 맥의 등장은 사실 시간문제였습니다. 애플은 WWDC(세계 개발자 컨퍼런스) 2020 기조연설을 통해 ARM 버전 맥을 올해 말 출시하겠다고 발표했습니다. 새로운 맥OS인 빅서(Big Sur)는 ARM 버전으로 개발된 것으로 시연용으로 보여준 모든 앱이 ARM 버전으로 구현된 것입니다. 애플은 x86 어플리케이션의 대부분을 수일 이내로 ARM 버전으로 수정할 수 있을 것으로 예상했습니다. 수정되지 않은 x86 앱이라도 x86-ARM 번역기인 로제타 2(Rosetta 2)를 통해서 새로운 ARM 기반 맥에서 사용할 수 있습니다. 참고로 파워 PC에서 x86으로 이전할 때 사용한 앱의 이름이 로제타입니다. 애플은 ARM 기반 맥에 들어갈 프로세서에 대한 정보는 제공하지 않았습니다. 단지 노트북 CPU 수준의 전력 효율성과 데스크톱 CPU 수준의 성능을 보여줄 것이라고 주장했습니다. 다만 아이패드용 AP를 사용할 것인지 아니면 새로운 고성능 프로세서를 탑재할 것인지는 밝히지 않았습니다. 전자를 택한다면 비용을 절감할 수 있고 후자를 택한다면 성능을 높일 수 있을 것입니다. 개발자를 위한 개발자 전환 킷(DTK, Developer Transition Kit)에는 아이패드 프로에 탑재된 A12Z와 16GB 메모리, 512GB SSD, 맥OS 빅서 베타 버전이 탑재되었습니다. 애플 자체 칩 전환에는 대략 2년 정도의 시간이 소요될 것으로 예상됩니다. 자체 칩을 사용할 경우 얻는 가장 큰 이점은 비용 절감입니다. 애플의 A 시리즈 AP는 인텔 CPU보다 저렴하기 때문입니다. 또 GPU의 경우도 라데온 대신 자체 GPU를 내장하면 비용을 한 단계 더 절감할 수 있습니다. 하지만 비용 절감이 유일한 이유는 아닙니다. 모든 애플 기기가 자체 ARM 기반 프로세서를 사용하면 맥OS와 iOS의 실용적인 통합이 가능합니다. 애플은 상당수 iOS 앱을 별도의 전환 과정 없이 맥에서도 사용할 수 있다고 언급했습니다. 결국, 맥의 활용도가 크게 높아지면서 아이폰 사용자를 자연스럽게 맥으로 끌어올 수 있습니다. 자체 생태계를 크게 강화할 수 있는 것입니다. 최신 A 시리즈 칩셋에 탑재한 인공지능 가속 기능을 맥에서 사용할 수 있는 것도 큰 장점입니다. 사실 x86에서 ARM으로 이전하는 비용이 만만치 않지만, 이전을 통해 얻는 여러 가지 이득이 비용을 상쇄하고도 남을 것입니다. 여담이지만, 본래 ARM은 영국의 애플이라고 불리던 아콘 컴퓨터가 개발한 CPU입니다. 아콘 컴퓨터는 오래전 파산했지만, CPU 설계 부분은 ARM으로 독립해 지금에 이르렀습니다. 이런 사연을 지닌 ARM이 진짜 애플의 두뇌 역할을 하게 됐으니 우연치곤 재미있는 일입니다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

CPU 업계의 거인인 인텔은 2007년 새로운 프로세서 개발 전략을 발표합니다. 매년 새로운 프로세서를 출시하되 한 번은 프로세서 아키텍처를 변경하고 한 번은 미세 공정을 변경하는 틱-톡 (Tick-tock) 모델이 그것입니다. 올해는 아키텍처를 새로 바꾸는 대신 미세 공정은 그대로 두고 다음 해에는 아키텍처를 그대로 사용하는 대신 미세 공정을 최신 공정으로 바꾼다는 것입니다. 이 원칙은 2014년에 22nm 공정 하스웰 (Haswell)과 14nm 공정 브로드웰 (Broadwell)이 등장하기 전까지 유지됐습니다. 본래 2013년에 22nm 공정 하스웰을 공개한 후 하스웰의 14nm 버전인 브로드웰을 2014년에 내놓아야 했지만, 14nm 공정 양산이 지연되면서 하스웰 리프레쉬(Refresh)라는 전에 없던 새로운 단계가 생겨났던 것입니다. 22nm 공정의 하스웰 리프레쉬는 단계적으로 14nm 공정 브로드웰 (5세대)과 스카이레이크 (6세대)로 교체됩니다. 반도체 제조 공정은 계속해서 미세해지고 있지만, 그럴수록 기술적 어려움이 점점 커지면서 팹(fab)을 건설 비용도 급격히 상승하고 있습니다. 이미 너무나 작은 미세 회로를 더 작게 만드는 일은 인텔 같은 반도체 공룡에게도 쉬운 일이 아니었기에 14nm 공정 진입이 늦은 것도 충분히 이해할 수 있는 일이었습니다. 하지만 그 후 쉽게 이해할 수 없는 일이 일어납니다. 인텔은 6세대 코어 프로세서인 스카이레이크부터 10세대인 코멧 레이크(Comet Lake)까지 아키텍처를 크게 변경하지 않고 코어 숫자만 늘려 신제품을 내놓았습니다. 14nm 공정 역시 14nm+, 14nm++ 처럼 새로운 이름을 붙여가면서 첨단 반도체 미세 공정답지 않게 6년이나 장수하고 있습니다. 참고로 2014년 브로드웰 첫 모델과 비슷한 시기에 나온 스마트폰이 애플 아이폰 6입니다. 삼성 갤럭시 S5 역시 같은 해에 나왔습니다. 그 때 사용된 스마트폰 AP와 지금 아이폰 11, 갤럭시 S20에 사용된 AP는 미세 공정과 성능 면에서 비교도 되지 않을 정도로 진보했습니다. 물론 인텔 CPU라고 진보가 없었던 것은 아니지만, 세월의 흐름을 생각하면 아쉬운 부분이 많은 게 사실입니다. 덕분에 인텔은 새로운 아키텍처와 미세 공정으로 무장한 AMD에게 시장 점유율을 일정 부분 내줄 수밖에 없었습니다. 그러나 인텔 역시 손 놓고 있는 것은 아닙니다. 작년에 인텔의 새 수장이 된 로버트 스완 CEO는 10nm 팹에 대해 공격적인 투자를 진행했고 올해부터 본격적으로 10nm 공정으로 이전할 예정입니다. 하지만 막대한 양의 프로세서를 공급하는 반도체 업계 1위 기업인 인텔이 모든 CPU를 한 번에 10nm 공정으로 이전할 순 없습니다. 따라서 올해에도 어쩔 수 없이 14nm 공정 신제품을 내놓아야 합니다. 그래서 등장한 14nm 공정 최신 프로세서가 지난 6월 18일 정식 출시한 3세대 제온 스케일러블 (Xeon Scalable) 프로세서인 쿠퍼 레이크 (Cooper Lake)입니다. 서버용 CPU인 제온 프로세서 가운데서 14nm 공정의 피날레를 장식할 쿠퍼 레이크는 최대 28 코어 CPU를 4개에서 8개 장착할 수 있는 제품군입니다. 만약 8소켓 제품이라면 총 224 코어를 서버 하나에서 돌릴 수 있는 것입니다. 소켓 당 4.5TB 메모리 장착이 가능하며 DDR4 3200 메모리 지원이 가능합니다. 하지만 인텔이 강조하는 신기술은 단연코 인공지능 관련 기술입니다. 미세 공정이나 아키텍처는 사실 크게 변하지 않았지만, bfloat16 (Brain Floating Point) 부동 소수점 형식 (floating-point format)을 지원해 딥 러닝 연산 능력을 두 배 가까이 높였습니다. 인텔이 밀고 있는 차세대 스토리지인 최신 옵테인 메모리 역시 쿠퍼 레이크의 성능을 끌어올릴 신기술입니다. 2세대 옵테인 메모리인 200 시리즈 옵테인 DCPMM은 DDR4 2666과 같은 속도로 작동하는 비휘발성 메모리로 128/256/512GB 용량으로 출시됩니다. 역시 소켓 당 4.5TB의 대용량 구현이 가능합니다. 현재 인텔 로드맵 (사진)에서 쿠퍼 레이크는 마지막 14nm 제온 스케일러블 CPU입니다. 올해 하반기에는 10nm 공정과 최신 서니 코브 아키텍처를 사용한 아이스 레이크 제온 CPU (1-2 소켓용)이 등장하고 내년에는 1-8소켓용의 차세대 제온 스케일러블 프로세서인 사파이어 래피즈 (Sapphire Rapids)가 출시될 예정입니다. 내년부터는 모든 제온 CPU를 10nm 공정으로 제조할 수 있어 올해처럼 10/14nm 공정 CPU를 혼용할 필요가 사라집니다. 하지만 AMD 역시 내년에는 5nm 공정으로 이전할 가능성이 높고 TSMC나 삼성 같은 다른 파운드리 업체 역시 경쟁적으로 미세 공정에 투자하고 있어 인텔이 순조롭게 10nm에 안착한다고 해도 안심할 순 없습니다. 이미 지연된 로드맵을 따라잡기 위해 7nm, 5nm 공정 이전에 박차를 가해야 할 시점입니다. 가까운 미래에 이에 대한 이야기도 나올 것으로 기대합니다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

인텔은 반도체 시장에서 삼성과 1위 자리를 다투는 기업으로 CPU 부분에서 누구도 넘볼 수 없는 강력한 경쟁력을 지니고 있습니다. 하지만 CPU 시장에서 인텔의 압도적 경쟁력은 지난 몇 년간 성능을 크게 키운 경쟁자에 의해 흔들리고 있습니다. 최신 Zen 아키텍처 기반의 라이젠 CPU를 들고나온 AMD는 TSMC와 손잡고 인텔보다 더 빨리 7nm 공정 CPU를 내놓으면서 데스크톱, 노트북, 서버 등 모든 시장에서 인텔을 압박하고 있습니다. 물론 아직도 인텔의 점유율은 상당히 높고 매출이나 영업이익 등 모든 외형 지표는 양호하지만, 인텔 혼자 독점하던 시장에서 경쟁자의 점유율이 빠르게 올라가면서 내부적으로는 심기가 불편할 수밖에 없는 상황입니다. 하지만 당장 인텔은 7nm 공정은 고사하고 10nm 공정 최신 제품도 빠르게 출시하지 못하는 상황입니다. 이런 상황에서 AMD는 7nm 공정 기반의 라이젠 모바일 4000 시리즈(르누아르)를 출시해 경쟁자를 더 압박하고 있습니다. 하지만 인텔도 도전자를 물리칠 새로운 카드를 내놓을 예정입니다. 바로 '타이거 레이크'(Tiger Lake)로 알려진 차세대 10nm CPU입니다. 타이거 레이크는 2019년에 그 존재가 로드맵에서 확인되었으며 2020년 초 CES에서 실물이 처음 공개됐습니다. 타이거 레이크는 서니 코브(Sunny Cove) 아키텍처를 개량한 윌로우 코브(Willow Cove) 아키텍처 CPU와 10nm++ 기반 최신 미세 공정이 적용되어 전 세대인 아이스 레이크(Ice Lake)보다 두 자릿수 높은 성능을 보여줄 예정입니다. 여기에 딥 러닝 부스트(Deep Learning Boost) 기능까지 추가되어 x86 모바일 CPU에서도 AI 가속 기능을 제공합니다. 하지만 가장 중요한 변화는 CPU보다 내장 그래픽입니다. 인텔의 CPU 내장 그래픽 성능은 항상 경쟁자인 AMD의 내장 그래픽에 미치지 못했습니다. AMD가 라데온 GPU를 개발하고 있어 그래픽 부분에서는 성능이 항상 앞섰던 것입니다. 결국 고민 끝에 인텔은 라데온 개발팀의 핵심 인력인 라자 코두리를 스카우트했습니다. 타이거 레이크에는 그 결과물인 Xe 그래픽 아키텍처가 탑재됩니다. 이런 인연 때문에 Xe를 탑재한 타이거 레이크와 최신 라데온 그래픽을 탑재한 라데온 4000 시리즈의 대결에 관심이 쏠리고 있습니다. 타이거 레이크에 탑재된 Xe 내장 그래픽의 성능은 아직 공개되지 않았지만, 최근 컴퓨터 하드웨어 커뮤니티에서는 타이거 레이크의 벤치마크 결과라고 주장하는 데이터들이 올라오고 있습니다. 이에 따르면 타이거 레이크가 라데온 4800U보다 그래픽 성능이 다소 앞서는 것으로 보이나 아직 진위 여부는 확인하기 힘든 상태입니다. 타이거 레이크에서 또 다른 흥미로운 관전 포인트는 새로운 인터페이스의 도입입니다. 인텔은 올해 초 타이거 레이크가 초고속 인터페이스인 썬더볼트 4를 지원한다고 발표했습니다. 썬더볼트는 USB 4.0과 통합될 예정이고 PCIe 규격과 연동되기 때문에 PCIe 4.0 지원도 모두 동시에 이뤄질 것이라는 소식이 들리고 있습니다. LPDDR5 같은 더 고성능의 모바일 메모리를 사용한다는 루머도 있습니다. 인텔은 타이거 레이크의 출시 일자를 2020년 중반으로 잡고 있습니다. 따라서 가까운 시일 내로 그 모습을 드러낼 것으로 예상됩니다. 다만 소비자가 직접 구매하는 CPU가 아니라 노트북 제조사에 제공되는 제품이기 때문에 소비자들은 11세대 코어 프로세서라는 명칭으로 올해 하반기 노트북 시장에서 볼 수 있을 것입니다. 과연 이름처럼 인텔이 키운 호랑이가 될 수 있을지 결과가 주목됩니다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com