지난 2015년 설립 이래 ‘우리 함께 갑시다’, ‘Let’s Go Together’를 경영이념으로 삼아 온 위더스컴퓨터㈜(WITHUS COMPUTER, 대표 박승갑)가 고객우선주의를 앞세운 신뢰도로 업계를 선도하고 있다.위더스컴퓨터는 2019∙2020년 2년 연속 서울시와 SBA(서울산업진흥원)가 인증하는 서울시 우수기업 ‘하이서울기업’에 선정돼 기술력을 인정받았으며, △2017년 벤처기업 인증 확보 △2018년을 빛낼 퍼스트굿브랜드 선정 △녹색 인증 △친환경 인증 △Q마크 등 다수의 수상 경력과 인증을 확보하고 있다. 이와 함께 R&D 센터를 통한 꾸준한 연구개발로 ‘PWM신호를 이용한 컴퓨터 시스템의 단계적인 대기전력 절감장치 및 방법’에 대한 특허를 보유하는 등 기술 발전에 힘쓴 결과, 48개의 모델로 창사 이후 지속적으로 국가조달시장인 나라장터에 참여하는 성과를 이뤘다. 최근 출시한 일체형 PC ‘모니보니 프로(Moni-Boni Pro)’ 역시 조달청에서 각종 인증과 심사를 통과해 나라장터에 성공적으로 진입했다. 모니보니 프로는 정부지원사업의 일환인 서울산업진흥원 기술상용화 지원사업에 선정돼 기술우위 제품만이 가능한 크라우드펀딩을 통해 탄생한 제품으로, 올인원PC의 편의성과 공간 활용도를 갖췄음에도 △최신 인텔 9세대 데스크탑 CPU △삼성 메모리 △삼성 NVMe 저장장치 △올인원PC 전용 동히트파이프 쿨러 △무선 Wi-fi △블루투스 △피봇, 엘리베이션, 스위블, 틸트 등 네 가지 모션을 적용한 스탠드 등을 적용해 안정성과 속도를 높였다. 위더스컴퓨터는 이외에도 다양한 제품을 나라장터 및 전국 500개 오프라인 공급망등에서 선보이고 있으며, 전국 160개 서비스센터와 원격관리 시스템을 통한 즉각적인 A/S로 최근 납품한 광명시와 파주시, 김포시, 구례군, 청송군, 영동군, 경북테크노파크, 매여울초등학교, 천안제일고등학교 등 지자체와 학교 등에서 호평받고 있다. 물론 지난 기간에도 나라장터를 통해 국토교통부와 국립 암센터, 국군의무사령부, 국민건강보험, 서울대학교, 이화여자대학교, 한국항공우주연구원, 국방과학연구소, 한국전자통신연구소 등에도 이미 제품을 공급해 조달 시장에서 신뢰성을 입증받아 온 바 있다. 회사 관계자는 “위더스컴퓨터는 우수한 기술력을 비롯해 활발한 산학협력, 사회공헌 활동, 가맹점과의 상생 경영 등 다양한 방법으로 가맹점 및 고객과 더불어 모범적인 중소 기업으로 성장해 나가고 있으며 최근에 출시된 올인원PC는 좋은 가성비와 공간 활용도가 우수한 제품으로 꾸준히 증가하는 1~2인 가구를 소비자들 수요에도 적극 부응해 가고 있다”라고 전했다. 온라인뉴스부 iseoul@seoul.co.kr

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

쿡, 세계개발자대회서 “모든 PC 사용” 대만 TSMC에 위탁생산 가능성 높아 공급원 다양화 측면서 삼성도 기회 올 듯 TSMC 대신 삼성 찾는 업체 늘어날 수도 애플이 15년간 지속된 인텔과의 동맹 관계를 청산하면서 ‘반도체 위탁생산’(파운드리) 업계가 들썩이고 있다. 애플 컴퓨터에 인텔 제품 대신 애플이 직접 설계해 위탁생산한 칩이 탑재되면 파운드리 업계에 ‘일감’이 크게 늘어나서다. 2030년 비메모리 반도체 1위 달성을 목표로 내건 삼성전자로서는 이번 애플의 선언이 위기이자 기회라는 분석이 업계에서 나오고 있다. 애플은 22일(현지시간) 미국 캘리포니아주 쿠퍼티노에 있는 스티브잡스 극장에서 온라인으로 진행된 ‘세계개발자대회2020’(WWDC 2020)에서 앞으로 모든 PC 제품에 자체 개발한 중앙처리장치(CPU)를 사용하겠다고 밝혔다. 아이폰이나 아이패드 등 모바일 기기에만 애플이 자체 설계한 칩인 ‘A시리즈’를 사용했는데 이제는 인텔칩을 사용하던 PC에도 자체 개발 칩을 넣겠다는 것이다. 애플은 PC에 넣을 자체 칩을 ‘애플실리콘’이라고 이름붙였다. 올해 말 애플실리콘이 내장된 컴퓨터를 선보이는 것을 시작으로 2년에 걸쳐 점진적으로 인텔칩을 대체하게 된다. 2005년부터 애플 PC에 인텔 제품을 사용하며 이어진 두 회사의 동맹은 15년 만에 막을 내리게 됐다. 팀 쿡 애플 최고경영자(CEO)는 “오늘은 ‘맥’(애플의 컴퓨터)에 역사적인 날이다. 맥을 다른 차원으로 끌어올릴 것”이라고 말했다. 세계 파운드리 2위 업체인 삼성전자로선 긴장해야 할 상황이다. 반도체 자체 생산 시설이 없는 애플은 아이폰에 들어가는 칩을 대만 업체인 TSMC에 맡겨 위탁생산하고 있는데 애플실리콘 또한 TSMC가 만들 것으로 보이기 때문이다. 애플은 스마트폰 시장에서 치열하게 경쟁하고 있는 삼성전자에 칩 관련 일감을 잘 주지 않고 있다. 벌써 외신에서는 TSMC가 애플실리콘을 생산할 것이란 보도가 나오고 있다. 그렇게 되면 올 2분기 파운드리 시장 점유율 18.8%를 차지할 것으로 추정되는 삼성전자와 TSMC(51.5%) 사이의 격차는 향후 더 커질 수 있다. 애플의 컴퓨터 라인업은 인텔 연간 매출의 5%가량(33억 8700만 달러로 추산)을 차지해 왔다. 반면 기회라고 보는 시각도 있다. 중장기적으로 봤을 때는 애플이 삼성전자에도 일감을 맡길 가능성이 있기 때문이다. 김양재 KTB투자증권 연구위원은 “만약 대만에 지진이라도 나면 애플 관련 모든 제품 출시가 막히는 것이기 때문에 공급원을 다양하게 가는 것이 안전하다. 복수 업체랑 계약해야 TSMC와의 협상력도 높아질 수 있다”면서 “바빠진 TSMC 대신에 삼성전자를 찾는 업체가 늘어날 가능성도 있기 때문에 삼성 또한 이번 애플의 선언으로 혜택을 볼 수 있다”고 말했다. 한재희 기자 jh@seoul.co.kr

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

최근 열린 ARM 2020 테크데이 (TechDay)에서 ARM은 예상치 않았던 비밀무기를 공개했습니다. ARM의 고성능 CPU 제품군인 Cortex-A 시리즈를 뛰어넘는 프리미엄 제품군인 Cortex-X1이 그것입니다. 본래 Cortex-A 시리즈는 ARM의 CPU 가운데 가장 고성능 제품군으로 강력한 성능을 자랑하는 스마트폰과 태블릿에 주로 사용되는 CPU입니다. 그런데 비슷하지만, 성능이 더 우수한 Cortex-X1의 등장으로 가장 강력한 Cortex CPU의 자리를 내주게 됐습니다. Cortex-A 시리즈의 기원은 2005년 내놓은 Cortex-A8입니다. 당시 주력이던 ARM11의 두 배의 성능을 낼 수 있도록 설계되었는데, 애플의 3GS에 탑재되어 뛰어난 성능을 유감없이 발휘했습니다. 이후 스마트폰 수요가 폭발적으로 증가하면서 Cortex-A 시리즈는 스마트폰의 표준 CPU로 탑재되기 시작했습니다. 64비트 CPU인 Cortex-A50/Cortex-A70 시리즈에서는 고성능/저전력 CPU를 상황에 맞게 사용할 수 있는 기능을 지원해 배터리 수명과 성능 두 마리 토끼를 잡았습니다. 그런데 ARM이 여기에 만족하지 않고 Cortex-A 시리즈보다 더 고성능 제품군인 Cortex-X 시리즈를 내놓은 데는 그럴 만한 이유가 있습니다. Cortex-A 시리즈는 고성능/저전력 CPU를 4+4나 2+4로 구성하는 경우가 많았는데, 더 빠른 프로세서의 필요성과 함께 중간 상황을 처리해야 하는 경우도 점점 늘어나 최고성능 + 고성능 + 저전력의 세 가지 형태를 지닌 모바일 프로세서들이 등장하기 시작했습니다. 예를 들어 스냅드래곤 865의 경우 Cortex-A77 기반의 카이로 585 프라임 코어 1개와 역시 Cortex-A77 기반 카이로 585 골드 퍼포먼스 코어 3개, 그리고 Cortex-A55 기반의 카이로 585 실버 코어 4개로 구성된 옥타코어 프로세서입니다. 프라임의 성능이 높은 이유는 작동 속도가 2.84GHz로 골드의 2.42GHz보다 빠르고 L2 캐쉬도 두 배 더 많기 때문입니다. 실제 체감 성능에는 빠른 싱글 코어가 큰 영향을 미치기 때문에 한 개라도 더 빠른 프로세서를 넣은 것입니다. 하지만 멀티코어 성능이 필요한 작업도 적지 않아 고성능 코어 역시 3개 정도 필요합니다. 마지막으로 단순 작업을 할 때 전기를 적게 먹는 저전력 프로세서를 사용해 배터리 사용 시간을 늘릴 필요도 있습니다. Cortex-X1은 이런 수요에 부응하기 위해 나온 제품이라고 할 수 있습니다. Cortex-X1 자체는 Cortex-A와 마찬가지로 ARMv8.2 기반 아키텍처이지만, 캐쉬 메모리를 두 배로 늘리고 한 번에 처리할 수 있는 명령어와 데이터의 양을 늘려 최대 30%의 성능을 높였습니다. 이미 Cortex-A77의 성능도 상당히 높아진 상태에서 이보다 성능을 대폭 늘린 Cortex-X1이 등장하면 고성능 안드로이드 기기의 체감 성능은 상당히 높아질 것입니다. 물론 Cortex-X1을 반드시 사용할 필요는 없습니다. 고성능 프로세서라도 Cortex-A78 네 개를 탑재해 비용을 절감할 수 있고 반대로 Cortex-X1 한 개와 Cortex-A78 3개의 구성으로 비용을 조금 더 들이더라도 체감 성능을 높일 수도 있습니다. 아무튼 선택지가 더 늘어난 만큼 더 다양한 구성이 가능합니다. 다만 Cortex-X1과 Cortex-A78 기반 모바일 프로세서는 올해 당장 나오는 것이 아니라 2021년에 5nm급 미세 공정과 함께 모습을 드러낼 예정입니다. ARM은 직접 프로세서를 제조하는 것이 아니라 프로세서 관련 설계에 대한 지적 재산권을 가지고 라이선스를 제공하는 회사입니다. 이를 적용해 실제 프로세서를 설계하고 테스트를 거친 후 생산하는 데는 어느 정도 시간이 필요합니다. 아마도 내년에 나오는 엑시노스 및 퀄컴 스냅드래곤 프로세서에서 Cortex-X1의 모습을 볼 수 있을 것으로 예상됩니다. 여담이지만, 최근 아마존은 ARM 기반의 서버 칩을 만들어 인텔과 AMD 서버 프로세서를 일부 대체했습니다. 그리고 삼성 갤럭시북S에는 ARM 기반 프로세서에서 구동되는 윈도우 OS가 탑재됐습니다. 공식적으로 확인된 것은 없지만, 애플이 맥에 ARM 기반 프로세서를 사용할 것이라는 루머도 꾸준합니다. 이 모든 일은 고성능 ARM 프로세서가 없었다면 불가능했던 일입니다. Cortex-X1은 단순히 새로 추가된 모바일 제품군이 아니라 ARM의 영역 확대를 도울 무기 중 하나가 될 것입니다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

코로나19로 인한 경제 위기 우려가 커진 상황에서도 거대 IT 기업들은 상대적으로 선방하고 있습니다. 이미 발표된 2020년 1분기 실적을 보면 대형 IT 기업들의 실적은 오히려 이전보다 더 좋아졌습니다. 이런 대형 IT 기업 가운데 미국의 그래픽 프로세서(GPU) 제조 회사인 엔비디아가 있습니다. 엔비디아는 지난 분기에 전년 동기 대비 39% 상승한 30억 8000만 달러의 매출과 116% 상승한 10억 2800만 달러의 영업 이익을 올렸습니다. 엔비디아의 시가총액은 2200억 달러로 엑슨모빌 같은 거대 기업을 뛰어넘었습니다. 초기엔 게임용 그래픽 카드 벤처 기업으로 시작해 이제는 GPU 업계 1위 기업일 뿐 아니라 인공지능 하드웨어 시장을 주도하는 위치까지 오른 엔비디아를 대표하는 인물이 창업자이자 CEO이고 회장인 젠슨 황(黃仁勳·사진)입니다. 스티브 잡스 없이 애플을 말하기 어렵고 빌 게이츠 없이 마이크로소프트를 이야기하기 어렵듯이 젠슨 황을 빼고는 엔비디아를 이해하기 어렵습니다. 젠슨 황은 1963년 대만에서 태어난 후 청소년기에 미국으로 이주해 미국에서 대학과 대학원을 다녔습니다. 이후 LSI Logic 및 AMD에서 일하다 1993년에 30세의 나이로 엔비디아를 세웠습니다. 창립 초기 엔비디아는 은행 잔고가 4만 달러에 불과한 작은 벤처 기업이었지만, 벤처캐피탈에서 자금을 지원받아 그래픽 프로세서 개발 및 생산을 할 수 있었습니다. 초기에 나온 제품들은 반응이 좋지 않았지만, 리바 TNT(Riva TNT) 시리즈 이후 게임용 그래픽 카드 시장에서 인지도를 높이기 시작했으며 2000년에 출시한 지포스 2를 통해 그래픽 카드 시장의 강자로 자리잡을 수 있었습니다. 그런데 여기서 젠슨 황의 첫 번째 외도가 시작됩니다. 3D 게임의 그래픽 데이터 처리에 특화된 GPU만으로는 앞으로 성장에 한계가 있다고 생각한 엔비디아는 지포스 256을 개발한 후 전문가용 그래픽 카드 시장에 도전합니다. 엔비디아의 워크스테이션 그래픽 카드인 쿼드로(Quadro)는 사실 게임용 그래픽 카드인 지포스와 동일한 GPU를 사용했지만, 드라이버와 펌웨어를 그래픽 작업에 최적화시킨 제품이었습니다. 하나의 GPU로 두 개의 제품군을 만든 이유는 두 시장의 가격이 크게 달랐기 때문입니다. 전문가용 그래픽 카드는 비싼 대신 수요가 적었으며 게임용 그래픽 카드는 상대적으로 저렴한 대신 수요가 많았습니다. 그런데 게임용 그래픽 카드 성능이 높아져 전문 작업에 필요한 기능을 제공할 수 있게 되자 이를 기반으로 고가의 전문가용 그래픽 카드로 판매한 것입니다. 물론 엔비디아는 소비자가 저렴한 지포스를 고가의 쿼드로로 개조하지 못하게 막아놨습니다. 이 판단은 적중해서 수백만 원을 호가하는 쿼드로는 전문가용 그래픽 카드 시장에서 표준 장비가 됐습니다. 그런데 젠슨 황의 외도(?)는 여기서 끝나지 않았습니다. 그는 GPU의 병렬 연산 구조가 고성능 컴퓨팅(HPC, High performance computing)에도 적용될 수 있다고 생각했습니다. 그래서 2007년 지포스 8800 시리즈를 위한 G80 GPU에 CUDA라는 새로운 기능을 추가해 GPU를 그래픽 연산 만이 아니라 다른 용도로 사용할 수 있게 만들었습니다. CUDA를 통한 병렬 연산 기능에 특화된 제품군은 테슬라(Tesla)로 명명되었습니다. 테슬라는 초기에는 기능이 제한적이어서 널리 사용되지 않았으나 불과 몇 년 만에 고성능 컴퓨팅 시장을 주도하는 제품으로 성장했습니다. 2010년 세계에서 가장 빠른 슈퍼컴퓨터로 등극한 중국의 텐허 1A(Tianhe-1A)에는 테슬라 M2050 7,168개가 탑재되었으며 현재 가장 빠른 컴퓨터인 미국의 서밋(Summit) 역시 엔비디아의 테슬라 V100 GPU 27,648개가 탑재되어 있습니다. 이렇게 상대적으로 저렴한 게이밍 GPU를 기반으로 값비싼 슈퍼컴퓨터 및 데이터 센터용 GPU를 개발해 판매한 덕분에 엔비디아의 매출과 영업 이익은 매년 상승 곡선을 그렸습니다. 하지만 엔비디아가 지금처럼 기업가치가 급격히 증가한 결정적인 이유는 바로 인공지능 덕분입니다. 인공지능 연산에서 병렬 연산에 최적화된 GPU가 CPU보다 더 나은 결과를 보여줬기 때문에 엔비디아의 GPU는 인공지능 하드웨어 시장에서 표준으로 자리잡게 됩니다. 하지만 젠슨 황은 단순히 기존의 GPU를 인공지능 하드웨어로 사용하는 것만으로는 시장을 주도할 수 없다고 생각하고 GPU에 인공지능 관련 연산 유닛과 기능을 대폭 추가했습니다. 그렇게 나온 볼타와 튜링 아키텍처 기반 GPU들은 예상대로 인공지능 가속기 시장을 주도했습니다. 그리고 올해 5월에는 인공지능 연산 기능을 대폭 강화한 A100 GPU를 들고 나와 엔비디아가 앞으로 인공지능과 데이터 센터 시장에 집중할 것임을 보여줬습니다. 최근 70억 달러의 거금을 들여 고성능 네트워크 솔루션 기업인 멜라녹스 테크놀로지스 (Mellanox Technologies)를 인수한 것 역시 앞으로는 게임 시장보다 데이터 센터 및 AI 시장에 더 집중하겠다는 의지를 보여준 것입니다. 물론 엔비디아가 게이밍 GPU 시장을 포기하지는 않을 것입니다. 아직도 매출에서 가장 큰 부분을 차지하고 있을 뿐 아니라 시장 점유율도 독보적으로 높기 때문입니다. 하지만 소비자가 게임을 위해 지불하는 돈은 어느 정도 정해져 있습니다. 게이밍 GPU 시장이 앞으로 빠른 성장을 보일 것으로 기대하기는 어렵습니다. 하지만 인공지능을 위해 GPU를 도입하는 기업은 빠른 속도로 늘어나고 있으며 이들은 값비싼 GPU에도 기꺼이 비용을 지불하고 있습니다. 올해 1분기 실적을 봐도 매출 및 영업이익 증가를 주도한 것은 전년 동기에 비해 80%나 매출이 증가한 데이터센터 부분이었습니다. 멀지 않아 매출에서 차지하는 비중도 게임 부분을 넘어설 것으로 보입니다. 올해 GTC 컨퍼런스에서 젠슨 황은 게임이나 그래픽 대신 인공지능, 데이터 센터, 자율주행, 소프트웨어에 대해서 이야기했습니다. 여기에 미래가 있기 때문입니다. 항상 새로운 먹거리를 찾아내고 새로 뛰어든 분야에서 시장을 주도하는 기업이 된다는 것은 어려운 일이지만, 엔비디아는 벌써 몇 차례 그렇게 해왔고 지금도 그렇게 하기 위해 노력하고 있습니다. 엔지니어 출신이면서도 사업 감각을 지닌 기업인인 젠슨 황의 성공이 어디까지 이어질지 궁금합니다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

엔비디아가 코로나19로 인해 사상 최초로 온라인으로 진행된 GTC 2020 컨퍼런스에서 차세대 아키텍처인 암페어(Ampere)와 이를 적용한 고성능 GPU인 A100을 공개했습니다. A100의 첫인상은 한마디로 ‘거대하다’입니다. 12nm 공정에서 더 미세한 7nm 공정으로 이전하면 트랜지스터 집적도가 증가하는 게 당연하지만, 전 세대의 2.5배가 넘는 542억 개는 예상을 뛰어넘는 수준입니다. GPU 다이 크기는 826㎟인데 이전 세대인 볼타(Volta) GV100이 815㎟ 크기의 다이에 211억 개의 트랜지스터를 집적한 것과 비교하면 정말 빽빽하게 트랜지스터를 담아 넣은 셈입니다. 하지만 이렇게 늘어난 크기에도 불구하고 A100의 배정밀도 연산 능력은 9.7 TFLOPs로 GV100의 7.8 TFLOPs과 비교해 큰 차이가 없습니다. 그 이유는 시대의 요구에 따라 고성능 컴퓨팅보다 인공지능에 관련 연산 유닛을 대거 집어넣었기 때문입니다. 사실 엔비디아는 2017년에 나온 볼타 GV100부터 GPU에 인공지능 기술을 대거 도입해 이 시장에서 승승장구했습니다. 암페어 A100은 아예 올인했다고 해도 좋을 정도로 인공 신경망 관련 신기술에 집중했습니다. 암페어 A100은 인공지능과 관련된 특수 연산인 텐서 연산을 가속하기 위해 3세대 텐서 코어를 탑재했습니다. 3세대 텐서 코어는 TensorFloat-32 (TF32) 텐서 연산 유닛을 새로 탑재해 FP32 데이터 연산과 입출력 속도를 10배 정도 끌어올렸습니다. 기존의 볼타에서도 지원했던 FP16 연산 속도도 2.5배 빨라졌습니다. 이것만으로도 인공지능 관련 연산 속도를 크게 높일 수 있지만, 엔비디아는 희소성 가속(Sparsity Acceleration)이라는 신기술을 도입해 인공 신경망 연산 속도를 다시 두 배 높였습니다. 따라서 실제 체감 속도는 최대 20배 빨라졌습니다. 엔비디아가 공개한 벤치마크 결과에 의하면 암페어 A100은 일반적으로 많이 사용되는 고성능 컴퓨팅 (HPC) 연산에서는 볼타 대비 1.5-2.1배 정도 빠르며 인공지능 연산은 방식에 따라 3-7배 정도 더 빠릅니다.(그래프 참조) 고성능 컴퓨팅 분야에서도 더 빨라지긴 했지만, 인공지능 관련 기능을 대폭 강화해 AI에 대한 요구가 많아지는 데이터 센터 및 기업 시장을 정조준한 것으로 풀이될 수 있습니다.암페어 아키텍처의 또 다른 장점은 인공지능 연산에서도 학습(training)에 특화된 볼타 아키텍처와 추론(inference)에 특화된 튜링 아키텍처의 장점을 포괄해 학습과 추론 모두에 사용할 수 있다는 것입니다. 볼타 아키텍처에서는 FP16 텐서 연산만 지원했고 나중에 등장한 튜링 아키텍처에서는 추론 연산에 중요한 INT4/8을 지원해 두 가지 제품이 각각의 용도에 사용되었습니다.(후자는 T4 가속기) 기업 입장에서는 작업에 따라 두 가지 인공지능 가속기를 도입해야 하는 문제점이 있었습니다. 암페어 A100에서는 300억 개 이상 늘어난 트랜지스터에 이 기능을 집중적으로 할당해 통합 인공지능 가속기로 거듭났습니다. 엔비디아가 같이 공개한 A100의 재미있는 부가 기능 중 하나는 하나의 GPU를 7개의 가상 GPU로 활용할 수 있는 Multi-Instance GPU(MIG) 기술입니다. A100처럼 큰 자원을 지닌 GPU를 모두 사용하는 인공지능 작업도 있을 수 있지만, 사실 전체가 필요하지 않을 수도 있습니다. 이 경우 GPU의 자원을 쪼개 여러 사용자가 같이 쓰거나 한 사용자라도 여러 작업을 동시에 수행할 수 있다면 작업 효율을 높일 수 있습니다.A100은 공개와 더불어 이미 고객에서 첫 제품이 인도된 상태입니다. 8개의 A100이 사용된 DGX A100은 미국 아르곤 국립 연구소에서 설치가 시작되었습니다. 19만9000달러의 가격표를 달고 나온 DGX A100은 두 개의 64코어 AMD 에픽 CPU와 1TB 메모리, 15TB 스토리지를 탑재했습니다. 전 세대와 달리 인텔 제온 대신 AMD 에픽 CPU를 채택한 점이 눈에 띄는데, 그만큼 에픽 CPU의 성능이 좋아졌기 때문으로 풀이됩니다. 두 회사가 라이벌 관계라는 점을 생각하면 재미있지만, 에픽 CPU의 성능도 좋고 PCIe 4.0도 지원하니까 사실 합리적인 선택입니다. 본래 엔비디아는 게임용 그래픽 카드인 지포스 제조사로 시작해서 전문가용 그래픽 카드인 쿼드로와 고성능 컴퓨팅 GPU인 테슬라로 영역을 점점 넓혀왔습니다. 최근에는 GPU 기반 인공지능 가속기로 IT 업계를 선도한다는 평가를 받고 있습니다. 물론 그와 동시에 엔비디아가 공개하는 최신 기술과 고성능 GPU는 일반 소비자에게 점점 더 생소한 물건이 되고 있습니다. 본체 가격만 수억 원에 달하는 DGX A100 서버를 집에 구비할 개인 소비자는 극히 드물 것입니다. 그러나 점점 발전하는 인공지능 기술은 이미 우리 삶에 큰 영향을 주고 있고 앞으로는 그 영향력이 더 커질 것입니다. 역사상 가장 큰 프로세서로 등장한 A100은 더 강력한 인공지능에 대한 기업들의 수요가 얼마나 큰지 보여주는 증거입니다. 하지만 인공지능을 비즈니스에 접목한 기업이나 연구에 활용하는 과학자 모두 여기에 만족하지 않을 것입니다. 분명 몇 년 안에 이보다 더 강력한 인공지능 하드웨어가 탄생하게 될 것입니다. 이렇게 발전한 인공지능이 인간을 위협하지 않고 인간을 위해서만 사용되기를 기대합니다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

10년 이상의 노하우를 가진 로봇과 코딩 과목의 방과 후 교구 제조사 ‘프로보(Probo)’가 어린이날을 맞아 로봇 완구 제품을 출시했다. 커넥트의 베스트셀러 3종을 모아 출시한 ‘connect 중장비 시리즈 3 in 1’은 단순한 블록이 아닌, 회전축과 모터 등 실제 기계의 기술과 작동 원리를 그대로 재현한 로봇이다. 중장비 로봇 장난감 세트는 ▲진짜 굴착기처럼 관절이 움직이는 굴착기 로봇 ‘카베이터’ ▲상하로 움직이는 리프트로 물건을 옮길 수 있는 지게차 로봇 ‘포리’ ▲튼튼한 캐터필러로 험한 지형에서도 거침없이 주행하는 탱크로봇 ‘CT-1’으로 구성되어 있다.블록은 CPU 블록과 LED 블록, 일반 블록, 휠 블록, 원형 블록 등으로 이뤄져 있으며, 모든 구성품은 100% 국내에서 생산·관리해 안정성을 높였다. 조립을 마친 후에는 무선 RF 리모컨을 이용해 로봇을 자유롭게 조종할 수 있다. 조립 및 조종 방법은 홈페이지상의 조립 설명서와 프로보 유튜브에 영상으로 업로드되어 있어 10세 이상의 아이라면 어렵지 않게 조립할 수 있다. 프로보 관계자는 “어린이날을 맞아 초등학생 선물로 적합한 중장비 시리즈를 출시하게 되었다”라며 “개학 연기로 집에 있는 시간이 많아진 아이에게 재미와 창의력 향상, 성취감을 선사하고 싶다면, 커넥트 중장비 로봇 장난감을 선택해보기를 바란다”라고 전했다. ‘connect 중장비 시리즈 3in1’은 프로보 네이버 스마트 스토어와 각종 온라인 오픈마켓에서 가정의 달을 기념해 정가 대비 39% 할인된 가격에 만나볼 수 있으며, 5월 31일(일)까지 구입 후기를 작성하면 추첨을 통해 문화상품권 혹은 음료 쿠폰을 증정하는 이벤트를 실시한다. 온라인뉴스부 iseoul@seoul.co.kr

‘상금과 취업’을 동시에 잡을 수 있는 도전이 시작된다. 특허청과 한국공학한림원은 ‘2020 캠퍼스 특허 유니버시아드’ 참가 신청을 23일부터 6월 15일까지 대회 홈페이지(www.kipa.org/cpu)에서 받는다고 22일 밝혔다. 특허 유니버시아드는 기업·연구기관이 출제한 기술에 대해 대학(원)생이 우수 아이디어를 제시하면 기업이 채택하는 방식이다. 삼성전자·현대자동차·SK하이닉스·LG디스플레이·한국전자통신연구원(ETRI) 등 한국을 대표하는 30개 기업·연구기관이 참여해 특허 빅데이터 활용 역량을 갖춘 혁신 인재 발굴에 나선다. 참가 학생들은 기업이 제시한 문제 해결을 통해 상금과 취업이라는 ‘두 마리 토끼’를 동시에 잡을 수 있다. 미래차·바이오헬스·인공지능 등 미래 유망기술 분야에서 42개 문제가 출제된다. 수상자에게는 대통령상 등 표창과 상금이 수여되고, 후원기업 지원 시 취업 우대를 받는다. 대전 박승기 기자 skpark@seoul.co.kr

노트북이나 태블릿 PC를 위한 모바일 CPU는 데스크톱 CPU보다 성능이 떨어지는 것이 일반적입니다. 휴대성이 중요한 만큼 작동 클럭이나 코어 숫자를 줄여 발열량과 전력 소모를 줄이기 때문입니다. 최근에는 전반적인 저전력 기술이 크게 발전해 노트북으로도 웬만한 작업은 다 할 수 있고 게이밍 노트북이나 워크스테이션 노트북 같은 경우 고성능 CPU와 별도 그래픽 카드를 탑재해 높은 성능을 보장합니다. 다만 데스크톱 CPU 시장이 6-8코어 CPU로 이동한 후에도 현재 노트북 시장의 주류는 4코어 CPU입니다. 소비 전력을 줄여야 하는 만큼 어쩔 수 없는 부분입니다. 하지만 이런 시장 상황은 AMD가 올해 초 라이젠 모바일 4000 시리즈를 내놓으면서 크게 바뀔 것으로 예상됩니다. AMD는 업계 최초의 7nm 공정 x86 CPU를 내놓으면서 8코어 모바일 CPU에서도 TDP(열 설계 전력)를 15W까지 낮췄습니다. TDP 15W는 얇고 가벼운 노트북에 적합한 수준입니다. 여기에 더해 AMD는 게이밍 노트북을 포함해 고성능 노트북 시장을 겨냥한 TDP 35-45W급 라이젠 모바일 4000 시리즈도 같이 공개했습니다. 4/6/8코어의 라이젠 모바일 4000 시리즈는 노트북용 6/8코어 CPU 대중화를 이끌 것으로 예상됩니다. 인텔의 반격은 코멧 레이크 H로 알려진 10세대 코어 프로세서입니다. 가장 고급형인 코어 i9-10980HK는 8코어 16스레드에 베이스 클럭 2.4GHz, 터보 클럭 5.1/5.3GHz(Turbo Max 3.0와 Thermal Velocity Boost가 지원되면 최대 5.3GHz)로 인텔이 내놓은 모바일 CPU 중 가장 강력한 성능을 자랑합니다. 그보다 아래 모델인 코어 i7-10875H는 8코어 16스레드는 동일하나 베이스 클럭 2.3GHz, 터보 클럭 4.9/5.1GHz으로 클럭을 약간 낮췄습니다. 6코어 12스레드 모델인 i7-10850H, i7-10750H과 4코어 8스레드 모델인 i5-10400H, i5-10300H 모델도 추가됐는데, 모두 TDP 45W와 DDR4 2933을 지원합니다. AMD의 라이젠 4000 시리즈에 대응할 진형을 갖춘 셈입니다.그런데 사실 10세대 코멧 레이크 H는 획기적인 신기술이 적용된 신제품은 아닙니다. 9세대 커피레이크 CPU에서 클럭을 약간 높인 제품군이기 때문입니다. 아키텍처도 그전과 동일하고 미세 공정도 14nm에서 바뀐 것이 없습니다. 인텔이 10nm 미세공정과 차세대 CPU 아키텍처인 서니 코브를 개발하고도 2020년까지 제대로 사용하지 못한다는 사실은 솔직히 당혹스럽습니다. 아키텍처는 그렇다 쳐도 오래된 14nm 공정으로 8코어 모바일 CPU를 만들면 발열량이 만만치 않습니다. 인텔과 달리 15/35/45W급 8코어 모바일 CPU를 출시한 AMD의 약진이 예상되는 부분입니다. 그래도 인텔에게는 한 가지 남은 무기가 있습니다. 바로 가격 인하입니다. 이전 세대 8코어 모바일 CPU인 코어 i9-9980HK/i9 9880H는 공식 가격만 583/556달러로 맥북 프로 같은 고급형 노트북에만 탑재됐습니다. 10세대 코어 프로세서의 공식 가격은 공개되지 않았지만, 시장 상황을 고려할 때 가격을 인하했을 가능성이 큽니다. 데스크톱 시장에서도 AMD의 라이젠이 등장하면서 인텔 역시 코어 숫자는 늘리고 가격은 낮춘 바 있습니다. 노트북 시장이라고 해서 크게 다르지 않을 것입니다. 결국 올해부터는 8코어 CPU를 탑재한 노트북이 다수 등장할 것으로 예상됩니다. 이미 주요 노트북 제조사들은 라이젠 모바일 4000 시리즈를 탑재한 신제품을 공개했으며 코멧 레이크 H 기반 10세대 코어 프로세서도 마찬가지가 될 것입니다. 어느 것을 구매해도 올해 노트북을 장만하려는 소비자에게는 큰 이득인 셈입니다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

2020년 최대의 화두는 의심할 바 없이 코로나 19 대유행입니다. 치료제나 백신이 없는 신종 감염병이 엄청난 속도로 전파되면서 몇 달 만에 지구상에서 안전한 국가가 거의 없는 지경에 이르렀습니다. 이에 따라 과학기술계와 의학계의 최대 관심사도 코로나 19 관련 연구가 됐습니다. 물론 IT 분야도 예외가 아닌데, 국립 연구소와 민간 연구소, 그리고 IT 거대 기업이 모두 강력한 슈퍼컴퓨터를 이용해 코로나 19와의 전쟁에 뛰어들고 있습니다. 최근 세계에서 가장 빠른 슈퍼컴퓨터인 미국 에너지부 산하 오크리지 국립 연구소의 슈퍼컴퓨터 서밋(Summit)은 코로나 19를 일으키는 SARS-CoV-2 코로나바이러스의 표면 돌기 단백질에 결합할 수 있는 약물을 시뮬레이션해서 77가지 우선 후보 물질을 찾아냈습니다. 특효약을 찾아낸 건 아니지만, 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 가능성 있는 약물을 찾는 기간을 줄였다는 데 의의가 있습니다. 하지만 이 성과는 슈퍼컴퓨터를 코로나 19 정복에 사용하려는 연구의 시작에 불과합니다. 최근 IBM을 포함한 여러 정부 기관 및 기업들은 보유하고 있는 슈퍼컴퓨터를 한데 모아 더 강력한 슈퍼컴퓨터 네트워크를 구성하기로 결정했습니다. 코비드 19 고성능 컴퓨팅 컨소시엄 (COVID-19 High Performance Computing Consortium)은 현재까지 16개 기관이 참여 의사를 밝혔습니다. 여기에는 IBM을 포함해 미 에너지부 산하의 로렌스 리버모어 국립 연구소(LLNL), 오크리지 국립 연구소(ORNL), 아르곤 국립 연구소 (ANL), 산디아 국립 연구소 (SNL), 로스앨러모스 국립 연구소 (LANL), 나사, MIT, 아마존, 구글, 마이크로소프트가 포함됩니다. 코비드 19 고성능 컴퓨팅 컨소시엄 슈퍼컴퓨터의 연산 능력을 합치면 330페타플롭스 이상의 연산 능력으로 서밋보다 더 강력한 성능을 구현할 수 있습니다. 참고로 총 77만 5000개의 CPU와 3만 4000개의 GPU를 사용합니다. 앞으로 더 많은 기업과 기관이 참가할 가능성도 있기 때문에 이 수치는 더 늘어날 수 있습니다. 핵심 목표는 이렇게 강력한 컴퓨팅 파워를 이용해 감염역학, 생물정보공학, 분자모델링 연산을 지원하는 것입니다. 이는 치료제 및 백신 개발은 물론 가장 효과적인 방역 방법을 찾는 데 도움을 줄 것입니다. 소수의 강력한 슈퍼컴퓨터 대신 수많은 개인 사용자의 컴퓨터를 기여받아 분산 컴퓨팅 프로젝트를 수행하는 'Folding@Home 프로젝트' 역시 코로나 19 정복을 위해 힘을 보태고 있습니다. 3월 25일에는 총 463만 개의 CPU와 43만 개의 GPU의 자원을 기부 받아 총 1.5엑사플롭스의 연산 능력을 확보하는 데 성공했습니다. Folding@Home의 목표는 코로나 바이러스가 사람 세포에 침투하는 경로인 ACE2 수용체 연구에 컴퓨팅 자원을 사용하는 것입니다. 이미 Folding@Home은 에볼라 바이러스의 V35 단백질 관련 시뮬레이션을 지원해 치료제 개발에 도움이 되는 정보를 제공하기도 했습니다. 분산 컴퓨팅 프로젝트가 코로나 19 연구에서도 성과를 거둘 수 있을지 주목됩니다. ( https://foldingathome.org/covid19/ 참고) 코로나 19는 강력한 신종 전염병으로 인류를 위협하고 있습니다. 하지만 전염병과 싸우는 인류의 능력 역시 전례 없이 커졌습니다. 슈퍼컴퓨터 하나만 보더라도 몇 년 전에는 생각하기 힘든 강력한 성능을 지닌 슈퍼컴퓨터를 아낌없이 코로나 19 관련 연구에 투입하고 있습니다. 가까운 미래에 슈퍼컴퓨터를 통해 코로나 19 치료제를 찾아냈다는 소식이 들리기를 기대합니다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

1998년, 인텔은 코드 네임 드레이크(Drake)로 알려진 펜티엄 II 제온(Xeon) CPU를 출시했습니다. 인텔의 서버 CPU 브랜드로 자리 잡은 제온의 시작이었습니다. 인텔 제온이 처음부터 서버 CPU 시장의 강자는 아니었습니다. 하지만 일반 소비자용 CPU를 대량생산하면서 파생형인 제온 CPU를 저렴한 가격에 생산할 수 있었기 때문에 점점 서버 시장에서 비중이 커졌고 어느덧 서버 시장의 대세가 됐습니다. 비록 과거 AMD가 옵테론 시리즈를 들고나와 인텔을 위협했고 최근에는 에픽 시리즈로 다시 도전하고 있지만, 인텔 제온의 점유율은 아직 압도적입니다. 그런데 가성비로 제온의 점유율을 조금씩 갉아먹는 AMD의 에픽 CPU 이외에 인텔의 심기를 불편하게 만드는 다른 도전자가 있습니다. 바로 ARM 기반 서버 CPU입니다. 최근 아마존은 AWS에 자체 ARM CPU인 그라비톤 2(Graviton 2) 탑재 서버를 도입해 비용을 40% 정도 절감했다고 발표했습니다. 마이크로소프트나 구글 같은 대형 IT 공룡도 관심을 가질 만한 소식입니다. 이것만 해도 x86 서버 칩 제조사들에게 신경 쓰이는 소식이지만, 더 큰 문제는 ARM 서버 CPU를 만드는 회사가 아마존만이 아니라는 것입니다. 최근 미국의 마벨(Marvell) 역시 ARM 서버 CPU인 썬더 X3(Thunder X3)를 공개했습니다. 마벨은 주로 네트워크, 보안 및 컨트롤러 관련 칩들을 생산하는 팹리스 반도체 회사로 서버 CPU 제조와는 인연이 없었으나, 2018년 ARM 서버 CPU 개발사인 카비움(Cavium)을 인수해 이 시장에 뛰어들었습니다. 인수 다음해에 출시한 썬더 X2 프로세서는 ARMv8.2-A 기반 32코어 128스레드 서버 CPU로 마이크로소프트의 클라우드 서비스인 애저(Azure)에 사용되기도 했습니다. 썬더 X2 기반 슈퍼컴퓨터인 아스트라(Astra)는 Top 500 슈퍼컴퓨터 목록에 처음으로 이름을 올린 ARM 기반 슈퍼컴퓨터가 됐습니다.썬더 X3는 미세 공정을 16nm에서 7nm로 이전하면서 코어 숫자를 96개로 대폭 늘렸습니다. 스레드 숫자는 384개로 역대 최대 수준입니다. CPU의 절대 성능은 물론 전력 대 성능비도 인텔 제온이나 AMD 에픽보다 높은 이유입니다. 마벨은 발표 자료에서 인텔은 프로세스 리더쉽을 잃고 있으며 AMD의 칩렛(chiplet) 디자인은 메모리 레이턴시를 늘리고 대역폭은 낮춰 성능 향상에 제한이 있다고 공개적으로 비판했습니다. ARM 기반의 썬더 X는 이런 단점을 극복하고 높은 성능과 전력 효율을 달성했다는 것이 마벨의 주장입니다. 이런 과감한 주장처럼 서버 시장에서 성공을 거둘 수 있을지는 미지수지만, 코어 및 스레드 숫자에서는 신기록을 세웠다고 해도 무방한 CPU입니다. 반도체 업계에서 나름 알려진 이름인 마벨과 달리 아직 생소한 신생 스타트업인 암페어(Ampere)는 80코어 ARM 서버 CPU인 알트라(Altra)를 공개했습니다. 최대 3.0GHz로 작동하는 ARM v8.2+ 코어 80개와 8채널 DDR4 3200 메모리(소켓 당 최대 4TB)의 예상 성능은 아마존의 그라비톤 2(64코어)와 비슷할 것으로 예상됩니다. 참고로 그라비톤 2나 알트라, 썬더 X3 모두 TSMC의 7nm 공정 기반입니다. 암페어는 자체 개발한 1소켓/2소켓 서버를 출시해 ARM 서버 시장을 공략한다는 계획입니다. 신생 스타트업에서 IT 공룡까지 ARM 서버 CPU에 관심을 보인다는 이야기는 어느 정도 가능성이 보이기 때문으로 풀이됩니다. 본래 ARM 아키텍처는 x86보다 작고 전력 효율적인 CPU를 목표로 개발되었지만, 고성능 스마트폰에 대한 수요 덕분에 성능이 대폭 향상됐습니다. ARM이 연구 개발에 집중했을 뿐 아니라 삼성전자나 퀄컴 같은 거대 IT 기업이 선두에 서서 경쟁적으로 성능을 끌어올린 덕분입니다. 이제 ARM 기반 CPU는 서버처럼 x86의 아성이 견고한 분야까지 도전하고 있습니다. ARM 서버 CPU의 도전이 서버 시장의 경쟁을 자극하고 기술 발전을 촉진하는 활력소가 될 것으로 기대합니다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

세계적 과학저널 ‘네이처’ 지난달 6일자에 아주 특별한 기사가 실렸다. 전 세계 연구자들이 힘을 모아 인류의 암 유전체를 분석해 드디어 지도로 완성했다는 내용이다. 네이처는 암 유전체 연구에 대해 연구 결과를 6개로 정리해 게재했다. 이 같은 성과는 향후 인간 유전체를 이용해 새로운 방식으로 암을 치료할 수 있는 신세계를 연 것으로 볼 수 있다. 한국전자통신연구원(ETRI)은 자체개발한 슈퍼컴퓨터 ‘마하’(MAHA)를 통해 2013년 11월부터 2017년 말까지 국제 암 유전체 컨소시엄(ICGC)에 유전체 분석을 위한 고성능 클라우드 컴퓨팅 서비스를 제공했다. 연구진은 세계적 기관들과 인간 암 유전체 분석을 위해 독자 개발한 1.3페타바이트(PB) 스토리지 시스템과 800코어 규모의 CPU 컴퓨팅 자원을 제공한 것이다. 마하는 전 국민 유전체 서비스를 대비해 기존 고성능컴퓨팅(HPC) 기술 기반 위에 저가의 대규모 스토리지 기술 개발에 중점을 둔 프로젝트였다. 전 세계 연구진은 마하를 포함해 전 세계 8곳의 고성능 슈퍼컴퓨터를 활용해 38개 종양의 종류에서 2658유형의 암 유전체를 계산해 냈다. 이 외에도 한국 연구자들은 폐암, 혈액암 그리고 유방암 샘플을 제공했다. 마하 슈퍼컴은 국내 병원과 바이오기업 소속 연구자들에게 허브 역할을 하고 있다. 슈퍼컴이 난치병 중 하나인 암 정복을 위한 유전체 분석 인프라로 사용된 점은 과학자로서 매우 뜻깊은 일이다.

지난 몇 년간 IT 테크 거인들의 경쟁은 점점 더 치열해지고 있습니다. CPU 부분에서는 그간 시장을 독점했던 인텔이 AMD의 거센 도전에 직면했고 클라우드 부분에서는 아마존의 AWS가 마이크로소프트의 애저와 치열한 경쟁을 벌이고 있습니다. 메모리 부분에서는 인텔이 차세대 비휘발성 메모리를 내놓으면서 기존의 메모리 제조사를 긴장시키고 있습니다. 거대 IT 회사들의 치열한 경쟁은 어제오늘 일이 아니지만, 이런 거인들의 틈바구니에서 눈에 띄는 회사가 하나 있습니다. 바로 열거한 기업 중에서 상대적으로 규모가 작은 AMD입니다. AMD의 2019년 매출액은 67억 달러로 인텔의 720억 달러의 10분의 1에도 미치지 못합니다. AMD의 작년 영업 이익은 6억3,100만 달러인 반면 인텔은 220억 달러로 아예 비교의 대상도 되지 않을 정도입니다. 작년에 AMD가 CPU와 GPU 판매 호조로 인해 수익이 크게 개선되었음에도 격차를 조금 좁히는 데 그쳤을 만큼 본래 회사 규모가 작은 편입니다. 이런 열세를 극복한 것은 바로 기술력입니다. AMD가 회사 존망의 위기에서 사운을 걸고 개발한 젠 (Zen) 아키텍처는 인텔과의 성능 격차를 크게 줄였을 뿐 아니라 3세대 제품에 와서는 오히려 가성비에서 앞선다는 평가를 받고 있습니다. 인텔보다 앞서 7nm 공정을 도입하고 CPU 코어 숫자를 크게 늘릴 수 있는 칩렛 (Chiplet) 디자인을 적용해 데스크톱 CPU 시장뿐 아니라 전문가용 고성능 CPU 및 서버 시장에서 약진한 것입니다. 그리고 이제 AMD는 다른 IT 거인들에 맞서 세상에서 가장 빠른 슈퍼컴퓨터에 도전하고 있습니다. 미국 정부는 슈퍼컴퓨터 같은 거대과학 부분에서 강력한 경쟁자로 급부상한 중국을 견제하고 미국의 기술 헤게모니를 유지하기 위해 오바마 행정부 시절부터 적극적인 투자를 아끼지 않고 있습니다. 따라서 미국 정부 산하 연구소들은 주요 IT 기업에 연구 개발비를 주고 고성능 슈퍼컴퓨터를 연이어 도입하고 있습니다. 내년에 오크 릿지 국립 연구소는 AMD와 크레이(Cray)에서 프런티어(Frontier)를 아르곤 국립 연구소는 인텔에서 오로라(Aurora)를 도입할 예정입니다. 이 슈퍼컴퓨터의 연산 능력은 엑사플롭스(EFLOPS)급이기 때문에 엑사스케일 컴퓨터로 불립니다. 내년에 이 슈퍼컴퓨터가 도입되면 미국이 무난하게 세계에서 가장 빠른 컴퓨터를 보유한 국가의 타이틀을 계속해서 쥐게 될 것으로 보이지만, 중국의 추격 역시 만만치 않아 미국 정부는 다음 세대 슈퍼컴퓨터를 이미 주문했습니다. 2023년 도입 예정인 엘 카피탄 (El Capitan)이 그것으로 AMD와 크레이가 로렌스 리버모어 국립 연구소(Lawrence Livermore National Laboratory)에 납품할 예정입니다. 도입 비용은 6억 달러로 여기에는 연구 개발비도 포함됩니다. 시스템 개발은 크레이가 담당하고 AMD는 여기에 두뇌 역할을 하는 CPU와 GPU를 공급합니다. 최근 크레이와 로렌스 리버모어 국립 연구소는 엘 카피탄에 대해 몇 가지 새로운 정보를 공개했습니다. 엘 카피탄의 목표 성능은 당초 알려진 것보다 올라간 2엑사플롭스로 로렌스 리버모어 국립 연구소에 도입된 슈퍼컴퓨터인 시에라 대비 16배 더 빠릅니다. 제작은 HPE의 자회사가 된 크레이가 담당하고 AMD는 핵심 프로세서인 Zen 4 기반의 에픽 CPU와 라데온 인스팅트 (Radeon Instinct) GPU를 공급하게 됩니다. AMD가 공개한 내용에 의하면 Zen 4는 5nm 공정 기반으로 2022년말에 선보일 예정입니다. 현재 Zen 2는 7nm 공정에서 제조된 것으로 구체적인 코어 숫자는 공개하지 않았지만, 성능을 높이기 위해서 더 많은 숫자의 코어를 집적했을 것으로 예상됩니다. 코어 숫자 증가 없이 아키텍처 및 미세 공정 개선으로 성능을 높이는 데는 한계가 있기 때문입니다. AMD는 2세대 에픽 CPU를 내놓으면서 최대 코어 숫자를 32개에서 64개로 두 배 높였습니다. Zen 4에서는 128코어 CPU를 보게 될 가능성도 있습니다. 4세대 에픽 CPU는 결국 서버 시장에도 판매될 것이므로 인텔 역시 이에 대한 대응책을 마련할 것입니다. 4세대 에픽 프로세서는 4개의 라데온 인스팅트 GPU와 연결됩니다. 차세대 라데온 인스팅트에 대해서도 자세한 내용을 공개하지는 않았지만, 이 GPU는 올해 출시 예정인 RDNA 2 아키텍처 기반 GPU가 아니라 다음 세대 GPU로 예상됩니다. AMD는 차세대 GPU에서 고성능 연산용과 그래픽용 두 가지 버전을 준비하고 있으며 슈퍼컴퓨터에는 고성능 연산 유닛을 많이 사용한 버전을 탑재할 것으로 보입니다. 라데온 인스팅트가 뛰어난 성능을 보일 경우 연산용 GPU 시장의 강자인 엔비디아나 Xe라는 새로운 제품으로 시장에 진입하는 인텔 모두 긴장하게 될 것입니다. 그런데 여기서 중요한 대목은 슈퍼컴퓨터 사업을 수주한 게 AMD만이 아니라는 것입니다. 미국 정부는 인텔, AMD, IBM, 엔비디아 같은 회사에서 복수로 슈퍼컴퓨터를 주문했습니다. 슈퍼컴퓨터에 적용된 기술은 서버에서 일반 소비자용 컴퓨터까지 퍼져 나가게 될 것이고 결국 IT 산업 전체를 발전을 촉진합니다. 하지만 하나의 회사가 아니라 여러 회사가 경쟁해야 해당 산업이 건전하게 발전할 수 있습니다. 미국의 목표는 단순히 슈퍼컴퓨터 1등이 아니라 좀 더 장기적인 안목에서 산업 자체를 육성하는 것으로 보입니다. 슈퍼컴퓨터를 포함해 IT 산업 육성책을 수시로 내놓는 우리 정부도 눈여겨봐야 할 부분이 아닐까 생각합니다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

올해 2월 샌프란시스코에서 개최된 2020 IEEE 국제반도체 회로 학회(ISSCC·International Solid-State Circuits Conference)는 코로나19를 아슬아슬하게 피해 무사히 종료됐습니다. 이번 학회에도 수많은 기업과 연구소, 대학이 자신의 최신 연구 성과를 발표했는데, 이 가운데 무려 96개의 코어를 지닌 CPU를 공개한 연구팀이 있었습니다. 그 주인공은 인텔이나 IBM 같은 업계의 거인이 아니라 프랑스 원자력청(CEA) 산하 전자정보기술연구소(LETI)의 연구팀으로 이들은 16개의 코어를 지닌 작은 반도체 조각인 칩렛(Chiplet) 6개를 연결해 96코어 CPU를 개발했습니다.(사진) 프랑스 연구팀은 당장에 상용화 계획을 밝히지는 않았지만, 이들의 칩렛 디자인은 큰 주목을 받았습니다. 여러 개의 작은 반도체를 연결해 하나의 CPU를 만드는 것 자체는 사실 업계의 오래된 관행이라고 할 수 있습니다. 예를 들어 1997년에 나온 펜티엄 2의 경우 CPU보다 더 큰 L2 캐쉬 메모리를 탑재했습니다. 당시 제조 공정으로는 둘 다 한 번에 제조하기 어려웠기 때문입니다. 하지만 반도체 미세 공정 기술이 발전하면서 L2 캐쉬 메모리를 CPU 안에 탑재하는 것은 기본으로 자리 잡습니다. 펜티엄 3부터는 초기 제품만 제외하고 이후에는 L2 캐쉬가 CPU와 통합되었고 덕분에 CPU의 크기가 작아집니다. 이런 식으로 반도체 미세 공정이 발전하면서 CPU에는 점점 많은 것이 담기게 됩니다. 과거 칩셋에 있던 메모리 관리 기술이나 독립 칩으로 존재했던 내장 GPU도 통합됐습니다. 아예 시스템 전체가 하나의 칩으로 들어가는 시스템 온 칩(System on Chip, SoC) 역시 시대의 대세가 됐습니다. 덕분에 IT 기기의 소형화가 가능해지고 과거 컴퓨터보다 더 성능이 우수한 스마트폰이 등장했습니다. 이는 손톱만한 크기에 엄청난 숫자의 트랜지스터를 집적할 수 있는 반도체 제조 기술의 발전 덕분입니다. 하지만 공정 미세화는 엄청난 투자 비용을 요구합니다. 7nm 이하 미세 공정 파운드리(반도체 위탁생산)가 가능한 회사가 삼성전자와 TSMC뿐인 이유도 기술력은 물론 매년 100억 달러를 훌쩍 넘는 비용을 감당할 회사가 많지 않기 때문입니다. 당연히 미세 공정으로 갈수록 제조 비용이 껑충 뛰게 됩니다. 2017년 AMD의 CEO인 리사 수 박사는 250㎟ 다이 (die) 기준으로 7nm 공정의 제조 비용이 45nm 공정보다 4배 비쌀 것이라고 발표하기도 했습니다.이런 비용 증가가 다시 칩을 나누는 이유 중 하나입니다. 반도체는 웨이퍼라는 동그란 원판에서 제조한 후 사각형으로 떼어내 제품으로 만들기 때문에 작게 만들수록 못 쓰는 공간이 줄어듭니다. 더 중요한 사실은 못 쓰는 칩의 수를 줄일 수 있다는 것입니다. 트랜지스터를 많이 집적한 대형 칩일수록 심각한 오류가 생겨 못쓰게 될 가능성도 같이 커집니다. 반대로 말하면 칩의 크기가 작을수록 수율이 높아 제조 단가가 내려갑니다. 따라서 AMD는 7nm 공정부터 칩렛(Chiplet) 디자인을 적극 도입했습니다. 8개의 Zen 2 코어를 하나의 칩렛으로 만든 후 별도의 I/O 다이에 연결해 1-8개의 칩렛을 쓴 CPU를 내놓은 것입니다. 이 디자인의 또 다른 장점은 다양한 제품 생산에 매우 유리하다는 것입니다. 8코어 제품은 칩렛 1개만 쓰고 64코어 제품은 칩렛 8개를 사용하면 되니 하나의 칩렛과 몇 종류의 I/O 다이만 있으면 온갖 제품을 다 만들 수 있습니다. 당연히 재고 관리에도 유리하고 제조 단가도 낮출 수 있습니다. 현재 대부분의 제품을 하나의 칩으로 제조하는 인텔 역시 여러 개의 칩을 연결해 하나의 칩을 만드는 방식을 시도하고 있습니다. 인텔의 차이점은 2차원적으로 연결할 뿐 아니라 3차원적으로 칩을 쌓아 올리는 방식도 연구하고 있다는 점입니다. 그리고 CPU 이외에 다양한 칩을 서로 연결하는 기술도 개발 중입니다. 칩과 칩 사이의 고속 연결을 위한 EMIB (embedded multidie interconnect bridge)나 3D 적층 기술인 포베로스(FOVEROS)가 그것입니다. 칩렛 디자인의 문제는 여러 개로 쪼개진 칩 사이의 연결이 느려질 수 있다는 것입니다. 따라서 여러 개의 칩렛을 빠르게 연결될 수 있는 기술 개발이 관건입니다. 인텔은 이 부분에서 여러 가지 비전을 제시하고 있습니다. 따라서 1-2년 이내에 과거에는 상상하기 어려웠던 신제품을 들고나올 가능성이 있습니다. 반도체 산업은 지금까지 숱한 어려움을 극복하고 지금처럼 발전했습니다. 공정 미세화에 따른 급격한 비용 증가는 IT 산업의 발전을 가로막는 장애물이지만, 이전에도 그랬던 것처럼 수많은 연구자가 이 어려움을 극복할 수 있는 새로운 아이디어를 제시하고 있습니다. 결국 이런 노력을 바탕으로 지금보다 더 좋은 제품이 소비자 손에 들어올 것입니다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

인텔이 올해 1월 제온 플래티넘 8200 시리즈 등 고성능 서버용 CPU 가격을 인하한 데 이어 18개의 새로운 제온 CPU 제품군을 추가하면서 기존 제품 대비 60%까지 가격을 낮췄습니다. 28코어 서버 CPU인 제온 골드 6258R의 경우 가격이 3,950달러로 낮아졌으며 역시 28코어 제품인데 클럭을 낮춘 제온 골드 6238R는 2,612달러로 파격적인 수준으로 가격이 낮아졌습니다. 작년만 해도 상위 제품을 1만 달러 이상 가격에 판매했던 것을 생각하면 상당한 수준의 가격 인하입니다. 이런 공격적인 가격 인하 덕분에 2세대 제온 스케일러블 프로세서 (Xeon Scalable processors)는 달러 당 성능이 43%정도 향상됐습니다. 새로 추가된 제품군은 작년에 출시한 것과 동일한 14nm 기반의 캐스케이드 레이크의 리프레쉬 버전으로 기술적 진보는 없었으나 시장 상황에 따라 가격을 대폭 낮춰 가성비를 높였습니다. 파격적인 가격 인하의 배경은 AMD의 서버용 CPU인 에픽 프로세서가 점차 점유율을 높여 나가고 있는데 있습니다. AMD는 작년에 7nm 공정 기반 2세대 에픽 프로세서를 출시하면서 가성비를 크게 끌어올렸습니다. 1세대 에픽 프로세서는 32코어 2소켓 (CPU를 두 개 장착할 수 있는 서버 제품) 제품이 최고 사양이었으나 2세대 에픽 프로세서는 64코어로 코어 숫자가 두 배로 늘어났습니다. 2소켓 CPU로 128코어 서버를 만들 수 있다면 굳이 비싼 돈을 주면서 4소켓, 8소켓 인텔 제온 CPU를 살 이유가 없습니다. 가격도 64코어 에픽 EPYC 7742 프로세서가 6950달러에 불과해 가격 대비 성능 차이가 두 배 이상 벌어졌습니다. 당연히 인텔의 대응책은 가격을 최대 절반 이하로 낮추는 것입니다. 인텔은 8소켓 용 28코어 프로세서인 제온 플래티넘 8276의 가격을 8719달러로 유지했지만, 스펙이 똑같은 2소켓 CPU인 제온 골드 6238R은 2612달러로 낮춰 새로 출시했습니다. 1소켓 64코어 CPU인 에픽 7702P이 4425달러인 점을 생각하면 아직 저렴하다고 보기 어렵지만, 인텔 CPU와 서버 메인보드가 시장에서 안전성을 더 검증 받은 점을 생각하면 적절한 수준으로 생각됩니다. 사실 이와 같은 공격적 가격 인하는 작년에 고성능 제품군인 코어 X 시리즈의 가격을 절반으로 낮춰 출시할 때부터 예상된 일이었습니다. 고성능 CPU 및 서버 시장에서는 코어 숫자가 많을수록 유리한데, AMD는 7nm 미세 공정을 사용할 뿐 아니라 CPU 코어를 8개씩 작은 부분으로 쪼개 다중 코어 제품 제조에 적합합니다. 덕분에 AMD는 고성능 CPU 시장 및 서버 시장에 64코어 CPU를 경쟁력 있는 가격에 출시했습니다. 결국 서버 시장을 호령했던 천하의 인텔도 가격을 내리지 않고는 AMD과 경쟁할 수 없는 상태가 된 것입니다. 지난 몇 년간 AMD는 젠 (Zen) 아키텍처 기반의 라이젠, 스레드리퍼, 에픽 제품군을 투입해서 경쟁자인 인텔의 가격 인하를 유도하고 더 많은 코어를 탑재한 고성능 제품을 출시하도록 만들었습니다. 데스크톱 제품군에서 시작된 경쟁 구도는 이제 서버와 노트북 부분으로 확산할 기세입니다. 결국 경쟁이 어느 회사 제품을 선택해도 소비자에게 유리하다는 사실을 거듭 입증한 셈입니다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

인텔이 2019년 4분기에 예상을 웃도는 실적을 발표했습니다. 매출은 202억 달러로 시장 전망치보다 10억 달러를 초과했고 영업이익과 순이익은 각각 68억 달러와 69억 달러로 전년 동기 대비 9%와 33% 상승했습니다. 덕분에 인텔 주가는 2000년대 닷컴 버블 이후 가장 높은 수준인 68.47달러(1월 24일 기준)를 기록했으며 시가 총액도 3000억 달러에 바짝 다가섰습니다. 실적을 견인한 것은 데이터 센터 그룹으로 72억 달러의 매출을 올려 전년 동기 대비 19% 증가했으며, 최근 AMD의 약진으로 어려움을 겪을 것으로 예상했던 클라이언트 컴퓨팅 그룹도 100억 달러의 매출을 올려 전년 동기 대비 2% 증가로 선방했습니다. 인텔은 올해 사상 최대 규모인 730억 달러에 매출을 기대하고 있습니다. 인텔의 깜짝 실적은 작년 4분기에 주요 IT 기업들이 데이터 센터 투자를 늘렸다는 증거입니다. 아마존, 마이크로소프트, 구글, 페이스북 등 주요 IT 기업들이 다시 서버 증설에 나서면서 서버용 CPU를 출하하는 인텔의 실적이 호전되었으며 메모리 가격 역시 하락세를 멈췄습니다. 작년에 폭락했던 메모리 가격도 올해 1월에 반등하면서 삼성전자와 SK 하이닉스 주식이 크게 오르는 등 우리나라 증시에도 긍정적인 변화가 나타나고 있습니다. 어닝 서프라이즈는 어느 기업이나 있을 수 있지만, 인텔의 경우 경쟁자에 시장 점유율을 내주면서 거둔 성과라 놀라움을 더하고 있습니다. 리테일 데스크톱 CPU 시장에서 AMD의 점유율은 몇 년 사이 급격히 확대되어 일부 국가에서는 절반을 넘어섰습니다. 완제품 데스크톱 PC은 여전히 인텔 중심이지만, 여기서도 라이젠의 시장 점유율은 점차 높아지고 있습니다. 라이젠 출시 이전에는 10%대에 불과했던 점유율을 생각하면 놀라운 변화입니다. 데스크톱 CPU 시장 이외에 다른 시장에서는 아직 인텔의 영향력이 견고합니다. 데스크톱과 더불어 PC 시장을 양분하는 노트북 시장의 경우 라이젠 모바일 시리즈가 점유율을 높여가고 있지만, 아직은 저전력 기술이 앞선 인텔의 지배력이 강력합니다. 서버 시장에서도 AMD의 에픽이 빠른 속도로 점유율을 높이고 있지만, 아직 점유율은 미미한 수준입니다. 디지 타임스에 의하면 2019년 2분기 AMD 에픽의 서버 시장 점유율은 3.4%에 불과했습니다. 서버용 x86 CPU는 인텔과 AMD만 만들기 때문에 인텔의 점유율은 96.6%라는 이야기입니다. 하지만 데스크톱 시장과 마찬가지로 노트북과 서버 시장에서 AMD가 빠르게 점유율을 높이고 있다는 사실은 인텔의 아픈 곳입니다. 소비자용 CPU 시장보다 보수적인 서버 시장에서 AMD의 점유율은 2018년 1분기에는 1%에 불과했으나 6분기 후에는 3.4%까지 높아졌습니다. 노트북 시장에서도 본래 8%에 불과하던 점유율이 2019년 2분기 이후에는 14.1%까지 높아진 것으로 추정됩니다. AMD는 최근 8코어 라이젠 모바일 CPU인 라이젠 모바일 4000 시리즈를 발표했기 때문에 2020년에는 점유율이 더 확대될 가능성이 높습니다. AMD의 약진에 대한 인텔의 대응책은 역시 신제품 출시입니다. 인텔은 올해도 14nm 공정 제품이 주력이 될 예정이지만, 10nm 공정 생산을 늘려 점차 차세대 공정으로 이전할 계획입니다. 또 독립 GPU 제품군인 Xe을 개발해 현재 엔비디아와 AMD의 독무대인 그래픽 카드 시장에 도전할 예정입니다. Xe는 고성능 컴퓨팅은 물론 인공지능까지 염두에 둔 인텔의 신무기입니다. 올해 CES 2020에서 인텔은 Xe의 개발자 버전인 DG1의 실물을 공개했습니다. (사진) AMD에서 자리를 옮긴 라자 코두리가 개발하는 Xe는 CPU와 GPU, 그리고 인공지능 부분까지 넘보는 인텔의 비장의 카드입니다. 인텔은 최근 거센 도전에 직면해 있습니다. CPU 시장에서 직접적인 경쟁자는 아니지만, 인텔이 14nm에서 주춤한 사이 TSMC나 삼성전자 같은 다른 반도체 회사들은 7nm, 5nm 미세 공정으로 빠르게 이동하고 있습니다. 또 지난 몇 년간 직접적인 경쟁자인 AMD에 계속 시장 점유율을 내주고 있습니다. 하지만 2019년 4분기 깜짝 실적에서 보여준 것처럼 아직 시장에서 인텔의 위치는 견고합니다. 최근 반도체 업황이 다시 좋아지고 있는 것 역시 인텔에 큰 호재입니다. 여러 가지 도전에도 인텔에게는 아직 이를 극복할 힘이 충분해 보입니다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com