반도체에 이미 천문학적 비용을 투자했지만, 중국의 반도체 굴기는 아직 미국, 한국, 대만을 따라잡기는 어려운 상황입니다. 메모리나 파운드리 부분에서는 막대한 투자를 진행한 덕분에 그래도 조금씩 결과물을 내놓고 있으나 경쟁자들은 더 앞서 가고 있으며 중국 내수 시장은 물론 세계 반도체 시장에서도 비중은 미미한 편입니다. 반도체 굴기의 배경 중 하나는 껄끄러운 관계인 미국에 핵심 IT 자원을 의존하고 있다는 것입니다. 예를 들어 중국 역시 다른 나라와 마찬가지로 CPU와 GPU는 인텔, 엔비디아, AMD 같은 미국 기업에 의존하고 있습니다. 이 한계를 극복하기 위해 중국 정부는 당장 결과물이 미미한 수준이라도 지속적인 투자를 통해 자체 반도체 생태계를 구축하기 위해 노력하고 있습니다. 상하이 자오신 반도체 역시 이런 프로세서 제조사 가운데 하나로 x86 CPU 라이선스를 지닌 대만 비아와 협업해 카이샨 (KaiXian) 시리즈 CPU를 제작하고 있습니다. 물론 그 성능은 최신 x86 CPU과 비교해 매우 낮은 편입니다. 별도 판매량이나 점유율은 공개된 적이 없지만, 중국 내수 시장에서조차 비중이 미미한 수준으로 보입니다. 하지만 CPU는 x86 호환 프로세서도 개발했고 ARM, RISC-V 같은 다른 대안도 있습니다. 중국의 반도체 굴기에 더 큰 걸림돌은 바로 GPU입니다. 인공지능 및 고성능 컴퓨팅 분야에서 갈수록 GPU의 중요성이 커지고 있지만, 아직 중국의 자체 GPU 관련 기술은 걸음마 단계를 벗어나지 못하고 있기 때문입니다. 물론 걸음마 단계라도 시도는 이어지고 있습니다. 자오신의 자회사 중 하나인 글렌플라이 (Glenfly)는 최근 어라이즈 (Arise) GT-10C0 그래픽 카드를 공개했습니다. (사진) 이 그래픽 카드는 28nm 공정으로 제조되었으며 500MHz의 속도로 작동합니다. FP32 기준 1.5TFLOPS급 연산 능력을 지녀 성능이나 공정 모두 2014년 출시된 지포스 GTX 750 Ti와 유사해 보이지만, 실제 성능은 베일에 가려 있습니다.이 그래픽 카드의 성능을 짐작할 수 있는 단서는 같은 계열의 제품으로 보이는 어라이즈 1020 GPU의 벤치마크 결과입니다. 최근 등록된 긱벤치 5 점수는 579점으로 10년 전 내장 그래픽과 견줄 수 있는 수준입니다. 상세한 벤치마크 결과가 공개되지 않아 섣불리 판단하기는 어렵지만, 독립 그래픽 카드는 고사하고 최신 내장 그래픽과도 경쟁이 되기 힘든 수준입니다. 출처가 확실치 않은 벤치마크 결과와 별개로 실제 성능이 매우 낮을 것이라는 추측에는 나름의 이유가 있습니다. 어라이즈 GT 10C0은 메모리로 DDR4 1200 2GB/4GB (64/128bit)를 사용하고 있는데, 이는 최근 등장하는 시스템 메모리보다 느립니다. 이렇게 느린 메모리를 사용하는 경우 GPU의 성능이 아무리 빨라도 제 성능을 내기 어렵습니다. 마치 고성능 스포츠카가 제한 속도 30km인 도로를 달리는 것과 같은 상황이 되기 때문입니다. 따라서 고성능 GPU 메모리는 시스템 메모리보다 훨씬 빠른 GDDR 메모리나 HBM 메모리를 사용하는데, 어라이즈 GT 10C0은 반대로 더 느린 메모리를 사용하고 있습니다. 게임 성능에 대한 의구심에는 호환성 문제도 있습니다. 오랜 세월 그래픽 감속기라는 이야기를 들었던 인텔 내장 그래픽도 오랜 세월 사용되면서 게임과 여러 가지 프로그램에 대한 호환성과 성능을 개선했습니다. 더 오래 사용된 엔비디아의 지포스와 AMD의 라데온은 말할 것도 없습니다. 그런데 새로 들어온 신생 GPU의 경우 호환성에 상당한 문제가 생길 가능성이 높습니다. 성능을 둘째 치고 제대로 실행되지 않거나 다양한 충돌을 일으킬 가능성이 있다는 이야기입니다. 따라서 자오신의 x86 호환 CPU와 마찬가지로 GPU 역시 시장에서 초기 반응은 매우 나쁠 것으로 예상됩니다. 자오신이 만든 중국 자체 CPU와 GPU로 윈도우나 리눅스 PC를 만들 순 있겠지만, 성능과 호환성 모두 시장에서 받아들이기 힘든 수준일 것입니다. 물론 그럼에도 이런 과정을 거쳐 기술력을 축적하면 10년, 20년 후에는 어떤 결과가 나올지 누구도 장담할 순 없습니다. 하지만 당장에는 중국의 GPU 굴기 역시 상당한 험로가 예상됩니다.

애플의 차세대 스마트폰 아이폰14 시리즈의 핵심 사양이 온라인을 들썩이고 있다. 대만의 시장조사업체 트렌드포스는 아이폰14 시리즈의 핵심 사양(예상)을 표로 정리해 공개했다.가장 눈에 띄는 점은 아이폰14 표준 모델(6.1형, 6.7형 2개)의 램(RAM) 메모리 용량이 6㎇로 증가한다는 내용이다. 기존 아이폰13의 표준 모델(5.4형, 6.1형)은 4㎇로 타 제조사의 최신 플래그십(제조사 최신 기술이 적용된 스마트폰)에 사용되는 평균 램 메모리 용량(6~12㎇)에 비하면 작은 편에 속했다. 하지만 아이폰의 경우 글로벌 최고 수준의 애플리케이션프로세서(AP)와 운영체제(OS) 최적화를 이용해 작은 램 용량에도 불구하고 사용에 큰 문제가 없었다. 램은 컴퓨터나 스마트폰의 사용 중인 정보를 기억하는 장치로 용량을 늘리면 동시에 여러 가지 프로그램을 작업할 때 처리속도가 빨라진다. 표준 모델의 램 용량 증가는 이러한 작업 영역에서 더욱 더 빛을 발휘할 것으로 보인다. 사양표에 나타난 아이폰14의 프로 모델(6.1형 6.7형 2개) 역시 6㎇ 램으로 용량은 동일하다. 하지만 전작의 LPDDR(Low-Power Double Data Rate)4X가 아닌 LPDDR5 규격의 고성능 D램 사용으로 처리 속도 개선을 예상해 볼 수 있다. LPDDR5는 2019년 삼성전자에서 최초 상용화한 모바일 전용 D램으로 LPDDR4X 대비 각각 30% 높은 처리 속도와 전력 효율을 특징으로 한다. 상대적으로 높은 단가의 LPDDR5 D램을 애플에 공급할 것으로 알려진 SK하이닉스와 삼성전자의 수혜 역시 예상해 볼 수 있다.한편 스마트폰의 두뇌 역할을 하는 애플리케이션프로세서의 예상은 기존과 조금 다르다. 먼저 아이폰14 표준 모델의 경우 지난해 출시한 TSMC의 5㎚플러스 공정의 A15바이오닉을 그대로 사용한다는 내용은 동일하다. 하지만 아이폰14 프로 모델의 경우 4㎚ 공정의 A16바이오닉을 예상하고 나섰다. 그동안 A16바이오닉은 TSMC의 5㎚플러스 공정에서 벗어나지 않을 것이라는 전망이 높았다. 애플리케이션프로세서의 미세공정 개선의 기준은 ‘성능 향상’과 ‘전력 효율’을 들 수 있다. TSMC의 로드맵을 살펴보면 5㎚와 4㎚ 공정의 차이는 전력 효율 개선 없이 6%의 성능 향상만 존재한다. 반면 5㎚와 5㎚플러스 공정의 차이가 더 눈에 띄는데 성능 향상과 전력 효율에서 각각 7% 그리고 15% 더 높게 나타나기 때문이다. 이처럼 TSMC의 4㎚ 공정은 5㎚플러스 공정에 비해 전혀 나은 점이 없기 때문에 트렌드포스의 이 같은 예상은 의아할 수밖에 없다.  하지만 이로써 분명하게 알 수 있는 점은 아이폰14 시리즈의 표준 모델과 프로 모델 모두 애플리케이션프로세서의 개선폭이 크지 않다는 점이다. 다만 아이폰14 표준 모델은 이러한 점을 보완하기 위해 램 용량을 늘려 여러 가지 애플리케이션을 동시에 수행하는 멀티태스킹 성능 향상이 주요 개발 목표라는 점은 알 수 있다. 아이폰14 프로 모델은 D램 개선으로 데이터 처리 속도와 전력 효율을 꾀하고 있다는 점 역시 중요한 사실이다. 마지막으로 애플의 A16바이오닉의 성능 개선이 적다고 실망할 필요는 없다. 애플이 수년 전 내놓은 구형 애플리케이션프로세서도 경쟁사의 최신 제품과 비견될 수 있는 높은 성능을 보이고 있기 때문이다.

2010년대 초 중국은 미국산 CPU와 GPU를 이용해 세계 최고 성능의 슈퍼컴퓨터를 선보였습니다. 이에 자극받은 미국 정부는 2015년 오바마 행정부 시절 국가 전략 컴퓨팅 구상(National Strategic Computing Initiative, NSCI)을 발표했습니다. 미국 에너지부, 국방부, 국립 과학 재단(NSF)가 주도해 인텔, 엔비디아, AMD, IBM 등 주요 IT 제조사들과 함께 슈퍼컴퓨터 분야에서 미국의 우위를 지킬 차세대 슈퍼컴퓨터를 만들기로 합의한 것입니다.  2016년 국가 전략 컴퓨팅 구상에 참여한 기관 및 기업들은 2022년에 첫 엑사플롭스(ExaFlops)급 슈퍼컴퓨터를 만들 수 있을 것으로 예측했습니다. 그리고 우선 오크리지 국립 연구소와 로렌스 리버모어 국립 연구소에 서밋 (Summit)과 시에라 (Sierra)라는 100-300 페타플롭스급 슈퍼컴퓨터를 만들기로 계획했습니다. 이 슈퍼컴퓨터는 IBM의 파워 CPU와 엔비디아의 볼타 GPU를 사용한 것이었습니다.  하지만 두 회사에만 의존하는 경우 슈퍼컴퓨터 시장 독점 우려와 함께 실패할 경우 목표 달성이 힘들어지는 문제가 있습니다. 따라서 미국 정부는 인텔과 AMD에도 비슷한 조건으로 슈퍼컴퓨터를 개발하게 했습니다. 이들은 각각 독자 CPU + GPU 플랫폼을 이용해 슈퍼컴퓨터를 개발하기로 했습니다. 2016년 독자 CPU를 기반으로 세계 최고 성능 슈퍼컴퓨터를 개발한 중국에 대응하기 위해서는 미국이 가진 모든 자원과 최고의 회사들을 다 동원해야 한다는 절박함도 있었습니다.  그리고 행정부가 두 번 바뀐 2022년에 미국은 세계 최초의 엑사플롭스급 슈퍼컴퓨터를 선보였습니다. 정확히 예상한 시점에 목표에 도달한 것입니다. 첫 번째 타자는 AMD가 개발한 프런티어 (Frontier) 슈퍼컴퓨터입니다. AMD의 트렌토 (Trento) 64 코어 CPU와 라데온 인스팅트 MI250X GPU를 이용한 슈퍼컴퓨터로 최근 1.102 ExaFlop/s의 연산 속도를 기록해 세계에서 가장 빠른 컴퓨터이자 사상 최초로 엑사플롭스급 연산 능력을 지닌 슈퍼컴퓨터로 기록됐습니다.  프런티어는 한 개의 CPU와 네 개의 GPU가 기본 구조로 각 CPU마다 512GB DDR4 메모리를 탑재하고 GPU마다 128GB의 HBM2e 메모리를 탑재해 하나의 노드 (node)를 구성합니다. 그리고 128개의 노드가 하나의 올림푸스 랙 (Olympus Rack)이라는 거대한 냉장고 같은 구조를 만듭니다. 최종적으로 74개의 랙이 모여 프런티어 슈퍼컴퓨터를 구성하는 것입니다. 노드의 숫자만 9,408개로 같은 수의 CPU와 네 배나 되는 GPU가 탑재되어 있습니다. 메모리 용량만 HBM2e 메모리 4.6PB, DDR4 메모리 4.6PB이며 700PB가 넘는 거대한 저장 장치를 갖고 있습니다. 소비하는 전력은 웬만한 발전소 한 개에 해당하는 29MW입니다. 프런티어의 성과는 오바마 시절부터 시작된 슈퍼컴퓨터 투자가 정권이 바뀌어도 지속적으로 이뤄진 덕분입니다. 슈퍼컴퓨터는 미국처럼 관련 기술이 많이 축적된 국가에서도 개발부터 실제 가동까지 오랜 시간이 걸리는 분야입니다. 당연히 그사이 행정부가 바뀌는 경우가 비일비재합니다. 하지만 정치적 상황과 관계없이 슈퍼컴퓨터처럼 미국의 국력과 직접 연관되는 분야에는 아낌없는 투자가 이뤄졌기 때문에 지금의 성과가 나왔다고 할 수 있습니다.  하지만 1등은 하는 것보다 지키는 것이 더 어렵습니다. 중국은 말할 것도 없고 슈퍼컴퓨터 분야에서 상당한 독자 기술력을 지닌 일본도 다시 1위 타이틀을 차지하기 위해 연구를 계속하고 있습니다. 따라서 이미 미국은 2엑사플롭스 이상의 연산이 가능한 차세대 슈퍼컴퓨터 개발과 투자를 동시에 진행하고 있습니다. AMD는 프런티어 이외에도 Zen 4 기반의 최신 CPU와 최신 GPU를 사용한 엘 카피탄 (El Capitan)을 2023년 선보일 예정으로 목표 성능은 2엑사플롭스입니다. 인텔 역시 오로라(Aurora)라는 엑사플롭스급 슈퍼컴퓨터를 개발 중인데, 인텔의 사파이어 래피즈 제온 CPU와 폰테 베키오 GPU를 이용해 곧 모습을 드러낼 예정입니다.  엔비디아는 역시 최근 로스 알라모스 국립 연구소에 공급할 AI 슈퍼컴퓨터인 버나도 (Venado)를 추가로 공개했습니다. 엔비디아가 자체 개발한 Arm 기반 서버 프로세서인 그레이스 슈퍼칩과 호퍼 GPU를 이용한 슈퍼컴퓨터로 특히 AI 관련 연산에 특화되어 10 엑사플롭스 AI 연산이 가능합니다. 엔비디아는 그레이스 슈퍼칩을 이용한 차세대 슈퍼컴퓨터 프로젝트를 몇 개 공개했으며 첫 제품은 2023년에 볼 수 있을 것이라고 언급했습니다. 과거 인텔, AMD, IBM 같은 다른 회사 CPU를 이용해 자사 GPU와 같이 사용했던 데서 벗어나 CPU 독립을 이룰 수 있을지 결과가 주목되는 상황입니다.  미국의 엑사스케일 슈퍼컴퓨터 개발 성공은 정파를 떠나 장기적이고 일관성 있는 정책이 과학기술 발전에 중요하다는 것을 보여주는 또 다른 사례입니다. 다음 미국 대선에 누가 당선될지는 알 수 없지만, 현재 진행 중인 미국의 슈퍼컴퓨터 육성 정책은 크게 달라지지 않을 것으로 예상됩니다.

노트북은 상당수 부품이 메인보드에 미리 붙어 있거나 일체형으로 되어 있어 자가 수리나 업그레이드가 쉽지 않습니다. 특히 최신형 노트북일수록 얇고 가볍게 만들기 위해 이런 경향이 강해져서 CPU나 그래픽 카드는 물론 메모리까지 붙어 나오는 경우도 있습니다. 결국 스마트폰이나 태블릿 PC처럼 부분 업그레이드가 어려워 오래된 제품은 통째로 폐기하는 경우가 대부분입니다. 노트북 제품의 교체 주기가 빨라질수록 비용 문제는 물론이고 폐기물로 인한 환경 오염이 심각할 수밖에 없는 이유입니다. 미국 캘리포니아 스타트업인 프레임워크 컴퓨터(Framework Computer Inc)에서 출시한 모듈형 노트북은 이 문제를 해결하기 위해 등장했습니다. 알루미늄 일체형 노트북 케이스에 13.5인치 2,256 x 1,504 해상도 (3:2) 디스플레이를 장착하고 여기에 원하는 CPU + 메인보드를 장착하는 방식입니다. 두꺼울 것 같지만, 본체 두께 16㎜, 무게 1.3㎏ 정도로 조립식인 점을 생각하면 준수한 편입니다. 물론 모든 부품을 교체할 수 있는 것은 아닙니다. 노트북용 CPU는 아예 기판에 붙어 있어 교체가 불가능하니 여기에 쿨러까지 붙여 일체형 모듈을 단 다음 메모리와 SSD는 사용자가 달아 사용하는 형태입니다. 다만 배터리와 모뎀은 쉽게 변경이나 교체가 가능합니다. 프레임워크 측은 우선 11세대 인텔 코어 프로세서 탑재 메인보드를 3종 내놓았습니다. 코어 i5-1135G7, 코어 i7-1165G7, 코어 i7-1185G7의 세 가지 중 하나를 선택할 수 있는데, 몇 년 사용하다가 CPU + 메인보드만 교체할 수 있습니다. 그러나 실제로 교체할 수 있는 후속 제품이 나오지 않는다면 프레임워크 노트북은 그냥 조립이 쉬운 노트북에 불과할 뿐입니다.다행히 최근 프레임워크 측은 업그레이드가 가능한 노트북이라는 약속을 지켰습니다. 12세대 코어 프로세서 3종(코어 i7-1280P/i5-1240P/i7-1260P)을 탑재한 메인보드를 출시한 것입니다. 이 메인보드에는 DDR4 메모리 두 개와 SSD 한 개를 장착할 수 있습니다. 기본형 모델의 경우 윈도우 11설치 완제품이 1049달러, 스스로 설치하는 DIY 키트는 819달러입니다. 메인보드, CPU, 메모리, SSD가 장착된 메인보드 모듈은 반드시 노트북에서만 사용할 수 있는 것이 아닙니다. 프레임워크 측은 미니 PC용 케이스나 VESA 마운트 홀더를 장착할 수 있는 레퍼런스 설계를 공개했습니다. 소비자가 3D 프린터를 통해 메인보드 모듈을 TV나 모니터에 자유롭게 붙일 수 있도록 한 것입니다. 예를 들어 새로운 모듈을 구매하고 남은 구형 모듈은 버리는 대신 거실용 세컨드 PC로 활용할 수 있습니다. 다만 이런 아이디어가 제대로 효과를 발휘하기 위해서는 호환 가능한 다양한 모듈이 지속적으로 나와야 합니다. 물론 가격도 상대적으로 저렴해야 소비자들이 기꺼이 지갑을 열 것입니다. 현재는 가격적인 이점이나 제품 다양성 모두가 아쉬운 부분이 있습니다. 모듈식 노트북 시장이 성장할 수 있는지는 대형 제조사들이 이 시장에 뛰어들어 다양한 모듈과 제품을 합리적인 가격에 제공할 것인지에 달려 있을 것입니다.

올해 상반기 CPU 시장은 12세대 코어 프로세서 (앨더 레이크)로 다시 반격을 시작한 인텔과 이에 맞선 AMD의 라이젠 5800X3D의 선전으로 요약할 수 있습니다.  앨더 레이크는 2017년 라이젠 출시 이후 AMD에 계속 점유율을 내주던 인텔에게 회심의 일격이었습니다. 하지만 3D V 캐시로 캐시 메모리 용량을 3배 늘린 라이젠 5800X3D는 게임 성능에서 다시 인텔을 눌러 한 치 앞을 내다보기 힘든 혼전 양상을 보였습니다. 두 회사는 올해 하반기에도 각각 신제품을 내놓고 다시 한 판 붙을 예정입니다.  선수를 친 쪽은 AMD입니다. AMD CEO인 리사 수 박사는 컴퓨텍스 2022 기조연설을 통해 올해 가을 내놓을 라이젠 7000 시리즈 정보를 공개했습니다. TSMC의 5nm 공정으로 제조된 라이젠 7000 시리즈는 라이젠 출시 후 최초의 대규모 플랫폼 업그레이드를 통해 성능을 끌어올릴 예정입니다.  하지만 모든 소비자가 이 혜택을 누릴 순 없습니다. 소켓 (CPU를 메인보드에 장착하는 부위)과 메모리 변경으로 인해 CPU만 구매해서 업그레이드할 수 없기 때문입니다. 라이젠 7000 시리즈는 2017년 처음 도입된 AM4 소켓과 결별하고 AM5 (LGA1718) 소켓을 사용하기 때문에 기존 AMD 메인보드에서 사용할 수 없습니다. 이는 DDR5 및 PCIe 5.0 같은 신기술을 사용하기 위해서 어쩔 수 없는 선택입니다.  라이젠 7000은 쿼드 채널 DDR5 메모리 적용으로 최대 16코어 CPU에 충분한 대역폭을 제공할 수 있을 뿐 아니라 RDNA2 아키텍처 기반 내장 그래픽과의 메모리 병목 현상도 피할 수 있습니다.  경쟁자인 인텔 앨더 레이크가 DDR4 메모리도 사용할 수 있게 한 것과는 달리 라이젠 7000 시리즈는 DDR5만 사용할 수 있습니다. 물론 이것은 앨더 레이크 출시 시점에 DDR5가 거의 보급되지 않았기 때문입니다. 물론 인텔 역시 DDR5를 주력으로 밀 것이 확실하기 때문에 올해 하반기 이후에는 메모리 주류가 DDR5로 바뀌게 될 것으로 보입니다. 소켓과 메모리 변경 다음으로 중요한 사실은 내장 그래픽 포함입니다. 사실 현재 8코어 이상의 고가 CPU를 사용하는 소비자의 대부분은 고성능 독립 그래픽 카드를 사용하는 경우가 많아 AMD는 보급형 및 노트북용 제품을 제외하고 고성능 데스크톱 CPU에는 그래픽 부분을 제외했습니다. 덕분에 데스크톱 시장에서는 가격 경쟁력을 지닐 수 있었지만, 내장 그래픽 활용도가 높은 노트북 시장에서는 상대적으로 불리했습니다.  라이젠 7000은 I/O 칩렛에 내장 그래픽을 통합했습니다. 그리고 이를 위해 14nm 공정 대신 6nm 공정으로 제조 공정을 대폭 업그레이드했습니다. 덩치가 큰 GPU를 품기 위한 선택으로 보이는데 제조 단가가 올라가는 만큼 최종 CPU 가격에도 영향을 있을 것으로 보입니다. 가장 중요한 변화는 물론 CPU 코어가 Zen 4로 바뀐 것입니다. 라이젠 7000은 8개의 Zen 4 코어를 지닌 칩렛 두 개를 연결해 최대 16코어 제품까지 구성할 수 있습니다. 12코어 칩렛 루머도 있었지만, 최신 5nm 공정 도입에 따른 제조 단가 문제와 GPU 포함으로 인한 발열 등의 문제를 고려한 것으로 보입니다.  새로운 Zen 4 코어는 싱글 쓰레드 기준 15%의 정도 성능을 높였습니다. 흥미로운 부분은 5GHz를 넘어서 5.4-5.5GHz 클럭도 달성이 가능하다는 것입니다. 따라서 라이젠 7000의 성능은 앨더 레이크보다 좀 더 빠를 것으로 기대됩니다. 다만 AM5 소켓이 최대 170W의 TDP를 지원하는 점을 생각하면 발열과 전력 소모도 함께 늘었을 가능성이 있습니다.  그 외에도 라이젠 7000과 새로운 600 시리즈 칩셋은 PCIe 5.0, 최대 14개의 USB 3.2 2x2 (최대 20Gbps 대역폭), Wi-Fi 6E 등 여러 가지 업그레이드된 입출력 단자와 기기 연결 기능을 제공합니다.  물론 인텔도 지지 않고 13세대 코어 프로세서 (랩터 레이크)를 올해 하반기에 출시할 예정입니다. 13세대 코어 프로세서는 기본적으로 12세대의 개량형이지만, 코어를 더 넣고 클럭을 다소 높이는 방식으로 라이젠 7000 시리즈에 대응할 수 있을 것으로 예상됩니다.  누가 더 빠를지는 제품이 나오기 전까지는 아무도 장담 못하는 상황이지만, 인텔과 AMD의 경쟁으로 소비자들은 8코어 이상의 멀티 코어 CPU 제품을 좀 더 쉽게 구매할 수 있게 될 것으로 보입니다. 올해 하반기에는 CPU 선택의 폭이 더 넓어지고 성능은 전반적으로 업그레이드될 것으로 기대됩니다.

올해 노트북 시장에는 또 한 차례 큰 변화가 예정되어 있습니다. 바로 노트북 시장에서 AMD의 라이젠 6000 시리즈와 인텔 코어 12세대 프로세서가 같이 링 위로 올라갈 예정이기 때문입니다. 매년 경쟁이 치열하긴 했지만, 올해에는 특히 성능을 대폭 높여 노트북 시장에서 주도권을 잡겠다는 의지가 강력합니다. 물론 노트북 시장은 전통적인 인텔 우위 분야이기 때문에 AMD가 챔피언인 인텔의 몫을 차지하기 위해 도전하고 인텔은 점유율을 지키기 위해 방어하는 입장입니다.  우선 도전자인 라이젠 6000 시리즈 (코드명 렘브란트)를 살펴보면 최신 미세 공정을 적용하고도 덩치가 커진 먼저 눈에 띕니다. 라이젠 6000은 7nm 공정으로 제조된 라이젠 4000/5000 시리즈와 달리 더 최신 미세 공정인 6nm 공정으로 제조됐습니다. 만약 다른 변화 없이 미세 공정만 업그레이드했다면 칩의 크기가 작아져야 하지만, 오히려 더 커져서 경쟁자인 인텔 12세대 코어 프로세서 (엘더 레이크)와 비슷한 208㎟에 달합니다. 코어 숫자를 늘린 인텔과 달리 코어 숫자도 8개 그대로이고 아키텍처도 Zen 3를 개량한 Zen 3+인데 이렇게 커진 이유는 내장 그래픽 성능을 대폭 높였기 때문입니다. AMD는 라이젠 6000의 내장 그래픽에 최신 아키텍처인 RDNA2를 적용했습니다. 전 세대 제품과 비교하면 연산 부분과 메모리 대역폭이 1.5배 커지고 L2 캐시 메모리는 2배 늘어났습니다. 그래픽 코어 숫자도 8개에서 12개까지 늘어났고 하드웨어 레이 트레이싱과 이미지 품질을 높이는 피델리티 FX (Fidelity FX) 기능을 지원해 속도뿐 아니라 사용자가 체감하는 그래픽 품질을 개선했습니다. 라이젠 6000은 5000 시리즈 대비 게임 성능이 2배나 높아져 턱밑까지 추격했던 인텔 내장 그래픽을 여유 있게 따돌릴 수 있을 뿐 아니라 보급형 노트북 그래픽 카드인 엔비디아 지포스 MX 450를 앞서는 성능을 자랑합니다.  이런 성능 향상이 가능한 배경에는 DDR5/LPDDR5 메모리가 있습니다. 내장 그래픽의 성능이 독립 그래픽 카드보다 느릴 수밖에 없는 중요한 이유 중 하나는 메모리 병목 현상입니다. CPU와 시스템 메모리를 함께 쓰다 보니 GPU가 아무리 성능이 좋아도 느린 메모리 때문에 제 성능이 나오지 않는 것입니다. 라이젠 6000은 DDR4보다 더 빠른 DDR5 및 LPDDR5 메모리를 적용해 이전보다 더 강력한 GPU를 감당할 수 있습니다.   물론 DDR5/LPDDR5 적용이 가능한 점은 인텔 12세대 코어 프로세서도 마찬가지입니다. 다만 아직 DDR5 메모리가 비싼 만큼 인텔은 DDR4/LPDDR4x처럼 다소 저렴한 메모리도 선택할 수 있게 옵션을 만들었습니다. 인텔 12세대 코어 프로세서의 경우 내장 GPU의 성능 향상 폭은 상대적으로 적을 것으로 예상되기 때문에 DDR4 메모리를 적용해도 내장 그래픽의 성능 제약은 덜할 가능성이 큽니다. 최대 96개의 EU (실행 유닛)을 사용한 Iris Xe 그래픽은 12.2세대로 타이거 레이크 (11세대)에 탑재된 12세대 그래픽을 약간 개량한 수준입니다.  대신 인텔은 CPU에 힘을 줬습니다. 새로 개발한 골든 코브 고성능 코어(P)와 그레이스몬트 고효율 코어(E)의 조합은 사실 데스크톱이 아니라 배터리 사용 시간이 중요한 노트북과 태블릿에서 진가를 발휘할 수 있습니다. 12세대 코어 프로세서가 라이젠과 진검 승부를 벌일 장소로 노트북 시장이 지목되는 이유입니다.   AMD의 라이젠 모바일 CPU는 모두 데스크톱에 사용된 Zen 시리즈 코어를 클럭만 낮춰 사용한 것으로 본래 저전력 환경을 염두에 두고 만든 것은 아닙니다. 반면 인텔의 그레이스몬트 고효율 코어는 처음부터 저전력 환경에 초점을 맞춰 개발된 것이기 때문에 태블릿이나 얇고 가벼운 노트북에 더 유리할 것으로 예상되고 있습니다. AMD의 U 시리즈 프로세서는 6nm 공정이기는 하나 거대해진 그래픽 부분을 생각하면 발열 면에서는 오히려 더 불리할 수 있습니다. 2배 강해진 게임 성능에도 노트북 시장에서 결과를 장담하기 어려운 이유입니다. 참고로 인텔 모바일 CPU 중 고성능 노트북 프로세서인 H 시리즈는 최대 6개의 고성능 코어와 8개의 고효율 코어를 탑재해 처음으로 14코어 노트북 프로세서가 될 예정입니다. 코어 숫자를 생각할 때 노트북 CPU 연산 능력은 매우 강력할 것으로 예상됩니다. 중간 성능을 담당하는 P 시리즈는 고성능 코어 6개에 고효율 코어 8개로 숫자는 동일하나 동작 클럭을 낮춰 전력과 발열을 낮췄습니다. 얇은 노트북이나 태블릿에 탑재되는 U 시리즈는 고성능 코어 숫자를 2개로 줄이고 대신 고효율 코어 8개를 넣어 기본 전력 (Base power, 과거 TDP로 불리던 개념)을 9/15W까지 줄였습니다. 과거 AMD의 노트북 시장 점유율은 미미했으나 2019년 1분기에는 10%를 넘어서고 2021년 4분기에는 25%에 육박한 것으로 알려져 있습니다. 라이젠 6000이 이 기세를 끌고 나가 30% 이상 점유율을 가져올지 아니면 인텔이 고효율 코어를 적용한 12세대 코어 프로세서를 대거 투입해 더 이상의 점유율 추락을 막고 챔피언 자리를 지키게 될지 올해 말 결과가 궁금해집니다.

CPU 업계 부동의 1위였던 인텔은 2000년대 중반 코어 프로세서로 경쟁자인 AMD를 따돌린 후 2010년대 중반 이후부터 지지부진한 모습을 보였습니다. 삼성전자와 TSMC 같은 경쟁자를 앞서 있다고 호언장담했던 10nm 공정은 결국 2020년대 와서야 본격적으로 양산에 들어갔습니다. 하지만 그러는 사이 AMD는 젠 (Zen) 아키텍처를 적용한 신제품을 내놓으면서 인텔을 턱밑까지 추격했습니다. 라이젠 5000대에서는 게임 성능에서도 우위를 잃으면서 업계 1위의 위치가 흔들렸습니다. 점유율은 여전히 앞섰지만, 성능에서 앞서지 못했기 때문에 점유율을 계속 잃으면서 흔들린 것입니다.  지난 몇 년간 부진의 늪에서 벗어나지 못했던 인텔은 절치부심 구원 투수가 될 새로운 CPU를 개발했고 이제 그 모습을 공개했습니다. 현지 시각으로 11월 4일 공개된 12세대 코어 프로세서 (앨더 레이크, Alder lake)는 오랜 준비한 만큼 확실한 성과를 보여줬습니다. 초기 벤치마크와 리뷰 결과는 인텔이 왕좌를 다시 찾았다는 것을 보여줬습니다. 위기에서 벗어나기 위해 변화가 필요했던 인텔이 앨더 레이크에서 해답을 들고나온 것입니다. 구체적으로 무엇이 달라졌는지 간단히 살펴보겠습니다.인텔 7  인텔에게 엘더 레이크는 상당히 큰 의미가 있는 회심의 일격입니다. 5세대부터 11세대까지 6년을 사용한 14nm 공정에 종지부를 찍고 인텔의 최신 미세공정인 인텔 7 (과거 10nm ESF)을 사용한 첫 번째 데스크톱 CPU이기 때문입니다. 아키텍처는 이미 전 세대인 11세대 코어 프로세서 (로켓 레이크)에서 갈아탔지만, 한 번 더 개선해 성능을 더 높였습니다. 전력 소모량이나 발열이 많아 다소 아쉬운 부분도 있지만, 게임 성능을 포함한 여러 가지 성능이 모두 높아져 경쟁자인 라이젠 5000 시리즈를 능가하고 있습니다.  이렇게 성능이 개선된 것은 고성능 코어 (P core, P는 Performance) 8개와 고효율 코어 8개 (E core, E는 Efficiency)를 사용해 성능 극대화를 꾀했기 때문입니다. 전작인 로켓 레이크가 미세 공정의 한계로 인해 8코어까지만 제조가 가능했다면 인텔 7 공정을 이용한 앨더 레이크는 여유 있게 16코어를 탑재할 뿐 아니라 32개의 연산 유닛 (EU)을 지닌 GPU와 기타 여러 가지 부분을 탑재하고도 다이 (die) 사이즈를 209㎟로 줄이는 데 성공했습니다. 8코어 로켓 레이크가 276㎟나 되는 다이를 지녔던 것과 비교하면 상당히 크기를 줄인 것입니다.  성능이 높은 프로세서라는 이야기는 사실 더 복잡하고 큰 프로세서라는 이야기입니다. 따라서 더 작게 만들 수 있는 미세공정 없이는 성능을 높이는 데 한계가 있습니다. 인텔은 앨더 레이크에서 아키텍처는 물론 미세공정도 개선할 수 있음을 보여줬습니다. 다만 이 점은 경쟁자인 AMD도 마찬가지여서 인텔 4를 적용할 14세대 (메테오 레이크)와 5nm 공정을 적용할 Zen 4 이후 제품과의 불꽃 튀는 경쟁이 예상됩니다.  하이브리드 아키텍처  앨더 레이크가 과거 인텔 CPU와 가장 다른 점은 바로 고성능 - 고효율 코어의 하이브리드 구조라는 점입니다. 높은 성능을 낼 수 있지만 전력 소모량이 많은 고성능 코어와 성능은 낮지만 전력 효율이 높은 고효율 코어를 상황에 따라 교대로 사용하는 것은 모바일 AP에선 흔한 일입니다. 하지만 배터리 수명을 신경 쓸 필요가 없는 데스크톱 CPU 제품에선 굳이 필요하지 않은 기능이라 지금까지 적용한 제품이 없었습니다.  따라서 앨더 레이크가 데스크톱 CPU에서도 하이브리드 아키텍처를 도입한다고 했을 때 상당히 의아하다는 반응이 대세였습니다. 더구나 이런 식으로 16코어를 구성할 경우 32스레드가 아닌 24스레드(16 x 2+ 8)가 되는 점도 약점입니다. 그러나 벤치마크 결과를 보면 앨더 레이크 i9-12900KF의 멀티 스레드 성능은 라이젠 9 5950X를 넘어서고 있습니다. 단점은 전력 소모도 경쟁자를 넘어선다는 점입니다.  전기를 많이 먹어도 일단은 24스레드로 경쟁자의 32스레드를 앞서는 결과를 보여주니 하이브리드 구조의 성능에 대한 의구심은 풀리는 것 같습니다. 남은 의문은 노트북 제품군에서 하이브리드 구조의 효율성입니다. 하이브리드 아키텍처의 진가는 결국 배터리 사용 시간의 제약이 심한 노트북에서 발휘될 것입니다. 데스크톱 버전부터 공개했지만, 사실 앨더 레이크의 진짜 무대는 높은 성능과 긴 배터리 사용 시간의 두 마리 토끼를 잡을 수 있는 노트북 시장일지도 모릅니다.  DDR4 vs DDR5, 그리고 윈도우 10 vs 윈도우 11  앨더 레이크는 DDR4 3200과 DDR5 4800을 지원합니다. 하지만 동시에 두 가지 타입의 메모리를 사용할 순 없고 둘 중 하나만 선택해야 합니다. 메모리 속도는 당연히 DDR5가 빠르지만, 아직 DDR5 도입 초기라 가격이 비싸다는 것이 흠입니다. 그런 만큼 앨더 레이크에서 주목을 끌었던 부분 중 하나는 DDR5와 DDR4의 성능 차이입니다.  결론적으로 말하면 게임에서는 차이가 별로 없지만, 일부 작업에서는 의미 있는 차이를 보여줍니다. 게임은 아직 DDR5 메모리에 최적화되어 있지 않은 상태이고 사실 메모리보다 GPU의 영향을 더 많이 받기 때문에 현재는 차이가 별로 없는 것으로 보입니다. 따라서 주로 어떤 작업을 할지를 생각하고 메모리 종류를 선택해야 할 것으로 보입니다. 또 다른 궁금증은 윈도우 10과 윈도우 11의 성능 차이입니다. 일반적으로 운영체제 업그레이드는 CPU에 더 많은 부하를 주기 때문에 속도가 느려지는 경우가 많지만, 윈도우 11의 경우에는 인텔 스레드 디렉터 (Thread Director) 기능에 최적화되어 있어 하이브리드 아키텍처를 제대로 지원할 수 있습니다. 윈도우 11과 앨더 레이크의 출시 시점이 묘하게 겹치는 점을 생각하면 사전에 인텔과 마이크로소프트의 긴밀한 협조가 있었음을 짐작하게 하는 대목입니다.  하지만 아직은 하이브리드 아키텍처를 활용하는 프로그램 자체가 적은 편이라 윈도우 11의 성능상 이점은 크지 않습니다. 다만 이 부분 역시 저전력 코어가 할 일이 많은 노트북 환경에서는 달라질 수 있습니다.  결론적으로 말하면 앨더 레이크는 인텔이 아직 시장을 주도할 기술력을 지닌 회사라는 점을 다시 한번 입증해 보인 제품이라고 할 수 있습니다. 전력 소모나 발열은 다소 아쉽고 제 성능을 끌어낼 수 있는 DDR5나 DDR5 지원 메인보드 모두 비싸다는 점이 흠이지만, AMD의 정신이 번쩍 들게 만들 제품이라는 점은 확실합니다.  앞으로 한동안 CPU 시장은 새로운 아키텍처와 미세공정을 들고나온 인텔과 내년에 들고나올 AMD 간의 치열한 경쟁이 예상됩니다. 결과적으로 최종 승자는 선택의 폭이 넓어진 소비자가 될 것입니다. 

‘10월 하락폭’ 전망치 8%보다 더 떨어져“D램 가격 내년엔 15~20% 하락” 전망도 삼성전자 “‘메모리 사이클’ 변동폭 작고재고 낮아 크게 우려할 상황 아냐” 밝혀주력인 메모리반도체 가격 하락으로 3분기 역대급 실적을 낸 우리 반도체 업계의 향후 실적에 대한 우려가 커지고 있다. ●D램값 1년 만에 하락… 낙폭도 2년 만에 최대 31일 시장조사기관 트렌드포스에 따르면 10월 PC용 D램 범용제품(DDR4 8Gb)의 고정거래가격 평균값이 3.71달러로 나타나 4.10달러였던 전달보다 9.51% 하락했다. 이번 하락폭은 2019년 7월(-11.18%) 이후 최대로, 특히 지난해 10월 이후 계속해서 상승하던 가격이 1년 만에 떨어진 것이기도 하다. 특히 PC용 D램보다 수익성이 큰 서버용 D램 가격도 10월 들어 최대 4.38% 하락했다. 반면 낸드플래시 범용제품(128Gb 16Gx8 MLC)의 10월 고정거래가격은 7~9월과 같은 4.81달러를 유지했다. 업계에서는 메모리반도체 가격이 고점을 찍었다며 가격 하락이 내년까지 이어질 수 있다는 우려가 나온다. 코로나19 특수와 함께 증가했던 PC 수요가 감소하고, 재고 증가로 가격협상의 주도권이 공급자에서 고객사로 넘어가는 상황이 예상되기 때문이다. 특히 10월 D램 가격 동향은 ‘메모리, 겨울이 오고 있다’는 제목으로 우리 증시에도 악영향을 줬던 지난 8월 모건스탠리 보고서를 자연스럽게 떠올리게 한다. 또 트렌드포스는 최근 보고서에서 “D램 가격이 4분기에 전 분기 대비 3∼8％ 하락하고 내년에는 올해보다 15~20% 감소할 것”이라고 예상했는데, 10월의 실제 하락폭은 최대 8% 하락을 예상했던 이 기관의 전망치를 뛰어넘게 됐다. D램 가격의 급락은 글로벌 메모리반도체 최강자이자 국내 ‘반도체 빅2’인 삼성전자와 SK하이닉스의 4분기 실적에도 영향을 미칠 것으로 우려된다. 양사는 지난 3분기 실적발표에서 나란히 분기 매출 신기록을 경신했음에도 향후 업황에 대해서는 자신감을 나타내지 못했다. ●SK하이닉스 “내년 경영계획 두 달 당겨 준비” 반도체 부문에서 26조 4100억원의 매출과 10조 600억원의 영업이익을 기록한 삼성전자는 지난 28일 컨퍼런스콜에서 “코로나19 일상 회복 영향, 부품 수급 및 원자재 가격 상승 등 거시적 요인으로 내년 메모리 시황에 대한 불확실성이 아주 크다”고 말했다. 삼성전자는 통상 컨퍼런스콜 때 발표하던 시설투자 계획도 이날 공개하지 않았다. 매출 11조 8053억원과 영업이익 4조 1718억원으로 2018년 반도체 슈퍼사이클(초호황기) 이후 최대 실적을 냈던 SK하이닉스는 최근 컨퍼런스콜에서 “시장 불확실성이 커 경영계획을 예전보다 최소 두 달 앞당겨 내년을 준비하고 있다”고 밝혔다. 다만 하락 사이클에 미리 대비해왔다는 점에서 최근 가격 동향이 우리 업체에 미칠 영향은 제한적일 것이라는 전망도 나온다. 한진만 삼성전자 메모리 전략마케팅실장(부사장)은 컨퍼런스콜에서 “과거보다 ‘메모리 사이클’의 주기나 변동 폭이 줄었고, (삼성전자의) 재고도 낮아 크게 우려할 상황은 아니다”라고 말했다.

애플은 2010년 아이폰4에 탑재한 A4 SoC부터 프로세서를 스스로 디자인하고 외부에 위탁 생산해 왔습니다. 애플 실리콘(Apple Silicon)이라고 불리는 애플 자체 디자인 프로세서는 아이폰/아이패드를 위한 A 시리즈부터 애플워치를 위한 S 시리즈나 에어팟을 위한 H 시리즈, 블루투스와 와이파이를 위한 W 시리즈 등 상당히 다양한 제품들이 존재합니다. 이들 역시 iOS나 맥OS, 앱스토어처럼 애플 생태계의 중요한 부분이라고 할 수 있습니다. 하지만 이 생태계에는 자체 노트북 및 데스크톱 프로세서가 빠져 있었습니다. 애플은 하드웨어 생태계의 남은 빈칸을 채우기 위해 M 시리즈를 개발했습니다. 애플은 우선 맥북 에어, 아이맥, 맥 미니, 아이패드 프로를 위한 M1 프로세서를 먼저 선보였습니다. M1 프로세서는 160억 개의 트랜지스터를 집적해 비교 대상인 인텔의 CPU보다 더 복잡했지만, TSMC의 5nm 공정으로 제조한 덕분에 크기와 전력 소모를 크게 줄이고 성능은 앞설 수 있었습니다. 기대를 뛰어넘는 M1의 성능에 사람들의 관심은 애플의 차기작에 쏠렸습니다. 그리고 마침내 M1 프로와 M1 맥스가 공개됐습니다. M1 프로는 M1과 마찬가지로 TSMC의 5nm 공정으로 제조되었으나 M1의 두 배에 달하는 337억 개의 트랜지스터를 집적했습니다. 덕분에 10 코어 CPU와 16코어 GPU, 16코어 NPU를 하나의 다이 안에 모두 넣을 수 있습니다. GPU만 있는 경우이지만, 엔비디아의 지포스 RTX 3060(GA106)이 133억 개의 트랜지스터를 집적한 것과 비교하면 M1 프로가 얼마나 큰 프로세서인지 알 수 있습니다. 그런데 사실 M1 프로의 GPU 연상능력은 데스크톱 버전의 RTX 3060의 절반 수준인 5.2 TFOLPS에 불과합니다. 하지만 놀라운 기술적 성취인 이유는 칩 전체 전력 소모가 30W 수준이라 맥북 프로에 탑재해도 긴 배터리 사용 시간을 보장하기 때문입니다. 애플 A 시리즈에서 갈고 닦은 저전력 기술이 M1에서 빛을 발했다고 할 수 있습니다. 현재 같은 수준의 전력을 소모하는 프로세서 가운데 그래픽 성능으로 M1과 경쟁할 수 있는 노트북 프로세서는 존재하지 않습니다. 노트북에 별도 그래픽 카드를 탑재하는 순간 이미 전력 소모는 M1 프로를 몇 배 뛰어넘게 됩니다. CPU가 소모하는 전력까지 생각하면 맥북 프로처럼 가볍고 배터리가 오래가는 노트북은 불가능합니다. 그런데 프로세서가 제 성능을 발휘하기 위해서는 메모리도 중요합니다. M1은 LPDDR4x(4266MT/s) 메모리를 사용했지만, M1 프로는 LPDDR5 메모리를 사용해 대역폭을 200GB/s로 높였습니다. 메모리의 정확한 속도는 공개하지 않았지만 256bit LPDDR5 (128bit x2) 메모리를 사용하는 만큼 LPDDR5-6400일 가능성이 높습니다. 한 가지 독특한 점은 두 개의 16GB LPDDR5 메모리 블록이 바로 옆에 붙어 있다는 것입니다. 이는 애플이 M1에서 선보인 통합 메모리(unified memory) 구조로 메모리를 아예 패키지 내부에 탑재해 메모리까지 접근하는 시간을 극단적으로 줄인 것입니다. 그래픽 카드처럼 별도의 GDDR 메모리를 사용하지 않아도 높은 그래픽 성능을 지닐 수 있는 비결 중 하나입니다. 물론 메모리 확장이 불가능하다는 단점이 있으나 32GB나 되는 용량을 생각하면 확장이 필요한 경우는 드물 것입니다. 여기에 CPU + GPU + 칩셋 + 메모리의 크기를 극단적으로 줄여 노트북의 무게와 부피를 줄일 수 있습니다. 다만 200GB/s의 대역폭은 CPU에게는 충분해도 GPU에게는 부족할 수 있습니다. 앞서 예를 든 RTX 3060의 경우 GPU가 360GB/s의 대역폭을 지닌 GDDR6 메모리 8-12GB를 단독으로 사용할 수 있습니다. 그런데 M1 프로는 200GB/s의 대역폭을 CPU와 나눠야 하죠. 사실 CPU와 통합된 내장 그래픽이 제힘을 내기 힘든 이유가 바로 메모리 병목 현상입니다. 그러나 애플은 통합 메모리 구조와 M1 프로 칩 내부에 탑재된 두 개의 거대한 SLC 메모리 블록을 통해 이 문제를 극복한 것으로 보입니다.M1 맥스는 M1 프로의 확장형으로 GPU와 메모리 컨트롤러, 그리고 SLC 블록을 모두 두 배로 늘린 대신 트랜지스터 숫자가 570억 개로 늘어났습니다. 덕분에 GPU 연산 능력도 10.4 TFLOPS로 높아졌고 메모리 대역폭 역시 400GB/s로 늘어났습니다. 메모리 역시 두 배인 64GB를 사용합니다. 하지만 기존의 고성능 GPU보다 100W나 낮은 전력을 소모하면서 같은 성능을 낼 수 있습니다. 비교적 가볍고 배터리도 오래 가는 노트북에서 이런 성능을 지닌 제품을 찾는다면 맥북 프로가 유일한 해답입니다. 이런 일이 가능한 이유는 경쟁자와 달리 5nm 미세공정을 이용해서 CPU와 GPU를 포함한 모든 부분을 하나의 칩에 넣은 SoC 구조를 지니기 때문입니다. 그리고 전력 소모가 적은 LPDDR5만 사용해 주로 DDR4 메모리를 사용하는 노트북 CPU와 전기를 많이 먹는 GDDR6 메모리를 탑재한 노트북 그래픽 카드에서는 불가능한 높은 에너지 효율을 달성했습니다. 물론 이렇게 최신 기술을 많이 사용하면 가격은 올라갑니다. 특히 TSMC 5nm 같은 최신 미세공정 웨이퍼 가격은 상당히 비싸다고 알려져 있습니다. M1 프로의 다이 크기는 246 ㎟로 M1의 두 배 수준이고 M1 맥스는 432㎟으로 5nm 공정 제품 가운데 가장 큰 편에 속합니다. 따라서 제조 단가가 비쌀 수밖에 없습니다. 다만 요즘 가격이 매우 비싼 외장 그래픽 카드 성능의 내장 그래픽을 지니고 있다는 점, 그리고 본래 맥북 프로가 고급형으로 비싸다는 점을 감안하면 큰 문제는 아닐 것으로 생각됩니다. 애플의 M1 시리즈는 애플의 표현대로 야수(beast)와 같은 성능을 지니고 있습니다. 그래픽 성능은 현존하는 x86 CPU의 내장 그래픽으로는 도저히 따라잡을 수 없는 수준이고 게임 콘솔에 탑재된 커스텀 SoC 정도가 성능을 겨뤄볼 수 있는 수준이지만, 전력 소모량이나 크기가 M1 프로와 맥스가 압도적으로 작아 비교 불가입니다. 개인적으로는 애플 M1 시리즈가 기존 프로세서 제조사들을 크게 자극하리라 생각합니다. 애플 실리콘을 탑재한 맥과 맥북이 많이 팔린다는 이야기는 이들의 입지가 좁아진다는 뜻이기 때문입니다. 애플의 야수에 대응하는 인텔, AMD, 엔비디아의 대항마들을 기대해 봅니다.

코로나19의 수혜를 누렸던 메모리 반도체 경기가 올 하반기부터 꺾임세로 돌아설 것이란 전망이 나오고 있다. 당초 업계에서는 올해부터 내년까지 메모리반도체 ‘슈퍼사이클’(장기 초호황)이 이어질 것으로 내다봤지만 기대와는 다르게 흘러가는 모양새다. 1일 시장조사업체 D램 익스체인지에 따르면 PC용 D램 범용제품인 ‘DDR4 8G’의 9월 평균 고정거래가격은 전월(8월)과 같은 4.1달러로 집계됐다. 7월에 전월대비 7.8% 급등한 4.1달러에 안착한 뒤 세달째 같은 가격을 유지하고 있다. 메모리카드와 이동식저장장치(USB)에 들어가는 낸드플래시 범융 제품인 MLC 128Gb의 평균 고정거래가격도 7월 이후 이달까지 쭉 4.81달러로 보합세다. 더군다나 반도체 시장조사업체 트렌드포스는 최근 보고서를 통해 D램과 낸드플래시의 올 4분기 가격이 3분기 대비 하락할 것으로 전망했다. D램의 평균판매가격은 3~8%, 낸드플래시는 0~5%가량 하락할 것으로 분석했다. 그 중에서도 PC용 D램은 노트북 수요 감소로 5~10%까지 떨어지고, 서버용 D램도 0~5%가량 가격이 내릴 것으로 전망했다. 낸드플래시 중에서는 솔리드스테이트드라이브(SSD·보조기억장치의 일종)가 노트북 수요 감소와 비메모리 반도체 공급 부족으로 3~8% 가격 하락이 예상됐다.업계가 올해 호황을 맞이하긴 했지만 2017~2018년 있었던 메모리 반도체 슈퍼사이클 수준에는 아직 미치지 못했다. 3~4년 전 슈퍼사이클 당시 DDR4 8G의 평균 고정거래가는 6~8달러 수준이었고, MLC 128Gb은 최고 5.78달러(2017년 8월)까지 치솟았다. 업계가 당초 기대했던 슈퍼사이클 수준에는 못 미친 채 벌써 경기둔화 우려에 맞닥뜨린 것이다. 대형 고객사들이 재고 조정에 돌입한 것이 반도체 경기 둔화에 영향을 줬다는 분석이 많다. PC와 서버 업체가 보유한 D램 재고가 평상시 수준 이상이기 때문에 4분기에는 추가 수요가 많지 않을 가능성이 높단 것이다. PC 수요 자체도 둔화됐다는 평가가 많으며, 반도체 부품 공급 부족에 따른 생산 차질 우려도 있다. 실제로 세계 3위 메모리반도체 업체인 미국의 마이크론은 최근 9~11월 매출액 추정치를 당초 시장 전망치를 10% 밑도는 74억 5000만(약 8조 8000억원)~78억 5000만 달러(약 9조 3000억원)로 제시했다.업계 관계자는 “대표적인 메모리 반도체 업체인 삼성전자와 SK하이닉스도 영향을 피할 수 없기 때문에 결국 3분기 실적에 비해서 4분기가 다소 안 좋을 수 있다”면서 “다만 재고 수준과 공급 증가폭을 고려할 때 내년 2~3분기쯤에 다시 반등할 가능성도 배제할 수 없다”고 말했다.

2017년 경쟁자인 AMD가 라이젠을 출시하면서 인텔의 CPU 시장 독점은 서서히 무너졌습니다. 라이젠은 처음 출시 시점만 해도 코어 숫자에서만 인텔을 이겼을 뿐이었지만, 14nm, 12nm, 7nm로 꾸준히 미세 공정을 업데이트하고 아키텍처를 개선해 이제는 거의 모든 부분에서 인텔을 앞서고 있습니다. 인텔은 2011년 샌디브릿지 이후 조금씩 개선한 코어 프로세서의 아키텍처를 대대적으로 개편하고 미세 공정에서 경쟁자를 따라잡지 않으면 완전히 주도권을 빼앗길 위기에 처한 것입니다. 물론 인텔도 보고만 있었던 것이 아니라 새 아키텍처를 적용한 신제품을 순차적으로 출시했습니다. 하지만 10nm 공정의 타이거 레이크(노트북)와 14nm 공정의 로켓 레이크(데스크톱)는 성능을 개선하려는 여러 가지 노력에도 아쉬운 부분이 많았습니다. 성능이 좋아지긴 했는데, 경쟁자도 그에 못지않게 성능이 좋아져 과거처럼 여유 있게 상대방을 따돌리지 못한 것입니다. 인텔은 올해 말 다시 한번 역전의 기회를 노리고 있습니다. 12세대 코어 프로세서인 앨더 레이크(Alder Lake)가 바로 그 기회입니다. 올해 4분기 데스크톱 제품부터 공개될 앨더 레이크는 과거 10nm ESF(Enhanced SuperFin)라고 부른 인텔 7 공정으로 제조됩니다. 10nm 공정이라고 명명하긴 했지만, 사실 TSMC의 7nm 공정보다 트랜지스터 밀도를 더 높일 수 있는 최신 공정이기 때문에 그에 합당한 새로운 명칭이 필요하다고 생각한 것입니다. 하지만 진짜 파격적인 부분은 미세 공정이 아니라 CPU 구성에 있습니다. 앨더 레이크는 인텔 데스크톱 CPU 역사상 처음으로 고성능 프로세서와 저전력 프로세서가 함께 결합한 하이브리드 구조를 지니고 있습니다. 고성능 코어와 저전력 코어를 같이 혼용하는 하이브리드 구조는 모바일 AP에서는 이미 일반적인 형태입니다. 높은 성능만큼 배터리 지속 시간이 중요한 스마트폰에서는 반드시 필요한 기능이기도 합니다. 인텔은 1+4 구조인 레이크필드 CPU에서 이를 처음 도입했는데, 당시에는 일부 저전력 제품에만 도입할 것으로 예상됐습니다. 사실 배터리 대신 일반 전원으로 전력을 공급받는 데스크톱 CPU에는 필요 없는 기술이기도 합니다. 그러나 일반적인 예상을 깨고 인텔은 앨더 레이크에서 하이브리드 CPU를 데스크톱, 노트북 전 모델에 도입할 예정입니다. 지금까지 알려진 내용에 따르면 앨더 레이크는 골든 코브(Golden Cove) 고성능 코어와 그레이스몬트(Gracemont) 고효율 코어의 하이브리드 구조입니다. 이 코어들이 어떤 조합으로 작동하는지는 밝혀지지 않았지만, 최근 유출된 앨더 레이크 엔지니어링 샘플(ES) 벤치마크에서는 최대 24 스레드(thread)로 나타났습니다. 골든 코브 코어는 하나의 코어가 두 개처럼 작동하는 멀티 스레드 코어이고 그레이스몬트 코어는 싱글 스레드 코어이므로 16+8 구조임을 짐작할 수 있는 결과입니다. 이 내용이 사실이라면 많은 수의 코어가 유리한 작업에서는 모든 코어가 다 활성화되어 성능을 높이는 구조로 생각됩니다. 다만 항상 모든 코어가 활성화되는 방식인지 상황에 따라 교대할 수 있는 방식인지는 확실치 않습니다. 가장 이상적인 하이브리드 코어 작동 방식은 문서 작업이나 검색 등 높은 성능이 필요 없는 작업에서는 저전력 코어만 활성화되고 게임처럼 적은 수의 코어가 빠르게 작동하는 것이 유리한 작업에서는 고성능 코어만 활성화되는 것입니다. 그리고 다수의 코어가 필요한 작업에서는 모든 코어가 활성화되는 방식도 생각할 수 있습니다. 그러나 지금까지 실제 작동 방식이나 구체적인 성능에 대해서는 자세히 공개한 적이 없어 올해 10월로 예상되는 발표 시점에 이목이 쏠리고 있습니다. 고성능 + 저전력 하이브리드 구조 다음으로 주목되는 것은 업계 최초의 DDR5 메모리 도입입니다. DDR5 메모리는 4800Mbps 제품부터 등장할 것으로 예상되며 최대 8400Mbps까지 속도를 높일 수 있습니다. 저장 밀도도 DDR4의 네 배에 달해 메모리 속도와 용량을 크게 늘릴 수 있습니다. 덕분에 CPU 자체 성능은 물론 메모리 병목 현상을 심하게 겪는 내장 그래픽 성능을 높이는 데 큰 도움이 될 것입니다. DDR5 수요가 늘어나면 이를 생산하는 국내 반도체 제조사들에게도 호재로 작용할 것으로 기대됩니다. 대신 DDR5를 사용하기 위해서 새로운 메인보드가 필요합니다.앨더 레이크는 새로운 규격인 LGA 1700 소켓을 사용해 기존의 인텔 메인보드와 호환되지 않습니다. 소켓을 자주 바꿔 소비자들이 계속 새로운 메인보드를 구매하게 만드는 인텔의 정책에 대해서는 많은 불만이 제기되고 있지만, 사실 DDR5 및 PCIe 5.0 같은 신기술을 도입하겠다고 발표한 시점에서 구형 메인보드에서 호환될 가능성은 없다고 보는 게 맞을 것입니다. 인텔은 올해 말부터 내년 상반기까지 앨더 레이크를 순차적으로 출시하고 이후 앨더 레이크의 개량 버전인 13세대 코어 프로세서(랩터 레이크)를 투입할 예정입니다. 인텔 4 공정을 사용한 메테오 레이크(14세대)는 2023년 등장할 예정입니다. 메테오 레이크는 CPU, GPU, SOC-LP의 세 개의 타일을 포베로스(Foveros) 기술로 연결한 하이브리드 CPU로 하나의 다이(die)로 생산되었던 전통적인 CPU 생산 방식을 바꿀 것으로 예상됩니다. 인텔이 여러 가지 신기술을 통해 과거의 영광을 되찾고 경쟁자의 추격을 다시 한번 따돌릴지 결과가 주목됩니다.

SK하이닉스가 극자외선(EUV) 노광장비(빛을 쬐 회로를 그리는 장치)를 이용한 ‘10나노급 4세대(1a)’ 미세공정을 D램 양산에 도입했다. SK하이닉스가 EUV 공정을 D램 양산에 적용한 것은 이번이 처음이다. 이미 EUV를 활용한 D램을 생산중인 삼성전자에 이어서 SK하이닉스까지 뛰어들면서 한국 메모리 반도체의 경쟁력이 더 높아지게 됐다. 삼성전자·SK하이닉스·마이크론 등 메모리 반도체 톱3 중에서 한국 기업들만 EUV를 적용중이다. SK하이닉스는 10나노급 4세대 미세공정을 적용한 8기가비트(Gb) LPDDR4 모바일 D램 양산을 이달초 시작했다고 12일 밝혔다. 같은 10나노급 D램이라도 얼마나 더 미세한 공정이냐에 따라서 세대를 나누는데 이번 기술은 10나노급 중에서 가장 발전된 형태라고 할 수 있다. 반도체를 만들 때는 웨이퍼(반도체의 재료가 되는 얇은 원판)에 미세한 회로를 얼마나 정확하게 그리는지가 제품의 성능을 좌우하는 핵심이다. 기존에는 불화크립톤(KrF), 불화아르곤(ArF)을 활용했는데 EUV는 그보다 훨씬 더 미세한 작업이 가능하다. 1a를 적용한 LPDDR4 모바일 D램은 3세대 같은 규격의 제품보다 웨이퍼 한장에서 얻을 수 있는 D램의 수량이 약25% 늘어난다. 전력 소비도 약 20% 줄였다. SK하이닉스는 현재 모바일 제품에 들어가는 D램 중에 70~80%가 LPDDR4인 것을 고려해 이를 먼저 10나노 1a 기술로 만들기 시작했다. 내년에는 PC나 서버용 D램인 DDR5에도 EUV를 활용한 4세대 기술을 적용할 계획이다.

SK하이닉스가 극자외선(EUV) 노광장비(빛을 쬐 회로를 그리는 장치)를 이용한 ‘10나노급 4세대(1a)’ 미세공정을 D램 양산에 도입했다. SK하이닉스가 EUV 공정을 D램 양산에 적용한 것은 이번이 처음이다. 이미 EUV를 활용한 D램을 생산중인 삼성전자에 이어서 SK하이닉스까지 뛰어들면서 한국 메모리 반도체의 경쟁력이 더 높아지게 됐다. 삼성전자·SK하이닉스·마이크론 등 메모리 반도체 톱3 중에서 한국 기업들만 EUV를 적용중이다. SK하이닉스는 10나노급 4세대 미세공정을 적용한 8기가비트(Gb) LPDDR4 모바일 D램 양산을 이달초 시작했다고 12일 밝혔다. 같은 10나노급 D램이라도 얼마나 더 미세한 공정이냐에 따라서 세대를 나누는데 이번 기술은 10나노급 중에서 가장 발전된 형태라고 할 수 있다.반도체를 만들 때는 웨이퍼(반도체의 재료가 되는 얇은 원판)에 미세한 회로를 얼마나 정확하게 그리는지가 제품의 성능을 좌우하는 핵심이다. 기존에는 불화크립톤(KrF), 불화아르곤(ArF)을 활용했는데 EUV는 그보다 훨씬 더 미세한 작업이 가능하다. SK하이닉스는 10나노 2세대 D램 제품을 만들 때 개발 단계에서 EUV를 적용한 적이 있는데 실제 양산에 EUV를 활용한 것은 이번이 처음이다. 1a를 적용한 LPDDR4 모바일 D램은 3세대 같은 규격의 제품보다 웨이퍼 한장에서 얻을 수 있는 D램의 수량이 약 25% 늘어난다. 전력 소비도 약 20% 줄였다. SK하이닉스는 현재 모바일 제품에 들어가는 D램 중에 70~80%가 LPDDR4인 것을 고려해 이를 먼저 10나노 1a 기술로 만들기 시작했다. 내년에는 PC나 서버용 D램인 DDR5에도 EUV를 활용한 4세대 기술을 적용할 계획이다.

최근 인텔은 서버 프로세서 영역에서 거센 도전을 받고 있습니다. x86 서버 영역에서는 가격대 성능비가 우수한 에픽(EPYC) 프로세서를 앞세운 AMD의 공세에 점유율을 잃고 있고 비x86 서버 부분에서는 ARM 서버 프로세서가 무서운 속도로 성장하고 있습니다. 인텔이 오랜 세월 14nm 공정 프로세서만 생산하는 사이 이미 경쟁자들은 7nm 칩을 대량으로 출시해 절대 성능은 물론 전력 대 성능비도 더 우수해진 상황입니다. 인텔은 4세대 제온 스케일러블 프로세서인 사파이어 래피즈(Sapphire Rapids)를 통해 반전을 시도하고 있습니다. 사파이어 래피즈는 인텔의 차세대 10nm 공정인 10ESF(10nm Enhanced SuperFin) 공정과 최신 마이크로 아키텍처가 적용된 골든 코브(Golden Cove) 코어를 사용해 성능을 높였습니다. 여기에 DDR5를 사용해 메모리 대역폭과 용량을 높이고 PCIe 5.0을 도입해 GPU 등 다른 기기와의 연결 속도도 높였습니다. 하지만 이 정도는 사실 남들도 곧 도입 예정인 기술입니다. 그래서 인텔은 한 가지 더 비장의 무기를 준비했습니다. 바로 고대역폭 메모리(HBM)를 제온 프로세서에 탑재하는 것입니다. 고대역폭 메모리(High Bandwidth Memory, HBM) 기술은 삼성, SK 하이닉스, AMD가 협업해 개발한 고속, 고밀도 메모리로 DRAM을 아파트처럼 여러 층으로 쌓고 각 층을 통과하는 통로(TSV)를 이용해 데이터를 고속으로 전송하는 메모리 기술입니다. 2015년 AMD의 GPU에 최초로 탑재된 후 현재까지는 주로 고성능 GPU에만 탑재되어 왔습니다. 속도가 빠르고 크기도 작지만, 대신 가격이 비싸고 전력 소모도 많다는 점이 보급에 발목을 잡고 있습니다. HBM 보급이 더딘 것은 서버 분야도 마찬가지입니다. 언뜻 생각하기에 비싸더라도 높은 성능이 필요한 서버 분야에 적합할 것 같지만, 테라바이트(TB)급 메모리 장착도 가능한 서버용 DDR 메모리와 달리 HBM은 프로세서 옆에 붙이는 방식이라 장착할 수 있는 메모리 용량이 많지 않고 원하는 만큼 확장이나 교체도 불가능합니다. 작년에 양산을 시작한 SK 하이닉스의 HBM2E 메모리도 460GB/s 대역폭을 지녀 속도는 DDR4 메모리가 범접하기 어려운 수준이지만, 용량은 최대 16GB 정도입니다. HBM2E 메모리 네 개를 탑재하면 최대 64GB 용량에 1.82TB/s의 엄청난 속도를 구현할 수 있으나 GPU라면 몰라도 대부분 서버는 이보다 느리더라도 많은 메모리를 탑재하는 것이 작업에 더 유리합니다. 이런 점 때문에 인텔이 개발하는 HBM 탑재 제온 프로세서인 SPR-HBM(Sapphire Rapids Xeon Scalable with High-Bandwidth Memory)는 DDR5도 같이 사용할 수 있습니다. 덕분에 여러 가지 목적의 서버와 고성능 컴퓨터에 이를 적용할 수 있습니다. 일반적인 서버에는 HBM을 탑재하지 않은 제온 프로세서를 사용하고 고속 데이터 처리가 필요한 영역에는 HBM 탑재 제온 프로세서를 DDR5와 함께 이용하거나 아예 HBM 탑재 제온 프로세서만 사용하는 방법도 사용할 수 있습니다. 후자의 장점은 메모리가 CPU와 함께 들어가기 때문에 시스템 크기가 매우 작아진다는 것입니다.사실 사파이어 래피즈가 이런 독특한 형태를 하게 된 이유는 올해 말 등장할 인텔 최초의 엑사스케일 슈퍼컴퓨터인 오로라(Aurora)의 영향이 큰 것으로 보입니다. 오로라의 기본 유닛은 2개의 사파이어 래피즈 프로세서와 6개의 폰테 베키오 GPU를 탑재했습니다. 고성능 연산을 위해서는 대용량보다 빠른 메모리가 더 유리한 만큼 HBM 탑재 버전으로 봐도 무리가 없을 것입니다. 사파이어 래피즈의 초기 물량은 오로라에 우선 사용되고 이후 차례로 주요 고객사에 공급될 것으로 보입니다. 실제 서버 및 HPC 시장에 투입되는 시기는 내년 상반기가 될 것입니다. HBM 탑재 사파이어 래피즈는 비쌀 수밖에 없습니다. 비싼 몸값을 성능으로 입증하는지가 관건이 될 것입니다. 여담이지만, 메모리 기술이라면 경쟁자인 AMD 역시 비장의 카드가 있습니다. 최근 AMD의 리사 수 CEO는 L3 캐쉬 메모리를 CPU 칩렛 위에 쌓는 신기술인 3D V-Cache를 공개했습니다. 같이 공개한 벤치 마크에서는 기존 CPU에 3D V-Cache를 접목하기만 해도 게임 성능이 대폭 향상되는 것을 보여줬습니다. 그런데 사실 대용량 캐쉬는 게임보다 서버에서 더 큰 힘을 발휘합니다. 구체적인 도입 일정은 밝히지 않았지만, 차세대 에픽 프로세서에 이를 도입할 가능성이 높은 셈입니다. 새로운 캐쉬 기술로 무장한 AMD와 고대역폭 메모리를 탑재한 인텔 중 누가 옳은 선택을 했는지도 중요한 관전 포인트가 될 것입니다.

삼성전자와 하이닉스가 점유율 1·2위를 나란히 차지하고 있는 D램의 가격이 이번달 들어 최대 26%까지 올랐다. 반도체 업계가 호황이었던 2017년 1월 이후 가장 높은 상승폭이다. 2017~2018년 이후 또다시 본격적으로 반도체 슈퍼사이클(장기호황)에 접어드는 것 아니냐는 분석이 나온다. 30일 대만의 시장조사기관 트렌드포스에 따르면 이달 PC용 D램(DDR4 8Gb) 고정거래가격은 지난달보다 26.67％ 오른 3.8달러로 나타났다. PC용 D램 고정거래가격은 지난 1월 5％ 상승한 이후 횡보를 거듭하다가 2분기가 시작되는 4월에 갑자기 큰 폭으로 뛴 것이다. 분기 단위로 거래를 선호하는 업체들이 대량으로 구매에 나선 탓으로 보인다. 4.19달러에서 5.69달러로 35.8％ 증가했던 2017년 1월 이후 가장 높은 상승폭이다.트렌드포스는 2분기 노트북 생산량을 고려할 때 PC용 D램 가격이 8％가량 더 상승할 것으로 보고 있다. 3분기에는 3∼8％가량 오르며 D램 공급사들의 이익이 늘어날 것이라고 내다봤다. 클라우드 업체들이 주로 구매하는 서버용 D램 역시 이번달에 제품별로 가격이 15∼18％ 상승했다. 기업들의 정보통신기술(ICT) 분야 투자 확대가 영향을 미친 것으로 보인다. 트렌드포스는 올해 하반기에도 서버용 D램에 대한 수요가 계속 이어질 것으로 전망했다. 또한 삼성전자와 SK하이닉스 등 일부 기업이 D램 공급의 상당수를 점유하는 구조이기 때문에 가격 상승세가 당분간 이어질 수밖에 없을 것으로 내다봤다.낸드플래시도 지난해 3월 이후 1년 만에 가격이 반등했다. 최근 6개월간 4.2달러에 정체돼 있던 메모리카드·USB향 낸드플래시 범용제품(128Gb 16Gx8 MLC) 고정거래가격은 이번달에 8.57％ 오른 4.56달러를 기록했다. 트렌드포스는 고객사의 높은 수요 등의 영향으로 낸드플래시 가격이 향후 2분기 연속해 상승할 것이라 전망했다. 한재희 기자 jh@seoul.co.kr

올해 2분기 D램 가격이 전분기 대비 20% 이상 급등할 것이라는 전망이 나왔다. 가격 전망이 상향 조정되며 메모리 반도체 강자인 삼성전자와 SK하이닉스의 실적에도 긍정적인 영향을 줄 것으로 기대된다. 21일 시장조사업체 트렌드포스에 따르면 현재 협상이 진행 중인 PC D램 ‘DDR41G*8266Mbps’ 모듈의 2분기 평균판매단가(ASP)가 1분기보다 25% 상승했다. 이 업체는 지난 3월 2분기 D램 가격 상승률을 13~18%로 예상했지만, 전망치를 다시 조정한 것이다. 이처럼 전망이 상향 조정된 것은 코로나19에 따른 재택근무 영향이 계속 이어지며 노트북PC 등의 수요가 급증하고 데이터센터 시장도 활발하게 움직이고 있기 때문이다. 지난 3월 트렌드포스가 예상한 PC용 D램 가격 상승률은 13~18%였지만, 이번에는 23~28% 상승으로 전망치를 대폭 높였다. 한달 사이 전망치가 10%포인트나 오른 것이다. 서버 D램 가격 역시 한달전 13~18%에서 18~23% 상승으로 전망치가 수정됐다. 트렌드포스는 “PC 제조사들이 공격적으로 생산량을 늘려가고 있다”면서 “2분기는 노트북 생산 성수기로, 1분기 대비 생산량이 7.9% 늘어날 것으로 전망된다”고 설명했다. 이같은 가격 상승은 전세계 D램 점유율 1·2위 기업인 삼성전자와 SK하이닉스의 2분기 실적 증가로 이어질 것으로 전망된다. 전세계 시장에서 두 업체의 합산 점유율은 70%를 훌쩍 넘는다. 삼성전자는 앞서 1분기 잠정 실적 발표에서 매출 65조원, 영업이익 9조 3000억원의 ‘어닝서프라이즈’(깜짝 실적)를 기록했다고 밝혔지만, 반도체 부문 실적은 연초 기대에 미치지 못했다는 게 시장의 대체적인 분석이다. 가전·스마트폰 부문의 호황과 달리 반도체 부문은 미국 오스틴 공장 가동 중단과 전세계 반도체 공급 부족 사태 등 악재를 만났기 때문이었다. 하지만 최근의 D램 가격 상승 전망은 삼성전자에게는 2분기에서의 극적인 반전을 기대하게 만든다. SK하이닉스의 경우 증권가에서는 올해 1분기 1조 3000억원 안팎의 영업이익을 기록하며 전년 동기 실적을 훌쩍 뛰어넘을 것으로 예상하고 있다. 최근 시장 상황은 SK하이닉스가 1·2분기 모두 실적에 ‘날개’를 달 것이라는 기대를 갖게 한다. 한편 삼성전자의 사업 부문별 1분기 실적은 29일, SK하이닉스는 하루 앞선 28일 발표된다. 안석 기자 sartori@seoul.co.kr

UHD급 영화(30GB) 2편을 1초에 처리할 수 있는 차세대 DDR5 D램이 개발됐다. 삼성전자는 업계 최초로 전송 속도를 7200Mbps로 높인 512GB(기가바이트) 용량의 DDR5 메모리 모듈을 개발했다고 25일 밝혔다. 반도체 슈퍼사이클(가격 상승)과 맞물려 하반기 상용화에 나설 경우 한국 업체들의 독주에 속도가 붙을 것으로 보인다. D램의 규격을 의미하는 DDR은 숫자가 높아질수록 성능이 높아지며, 기존 DDR4는 256GB 용량에 최고 전송속도는 3200Mbps 수준이었다. 이번에 개발된 DDR5는 기존의 DDR4 보다 2배 이상의 성능을 보여주는 것이다. 삼성전자는 이 D램에 ‘하이케이 메탈 게이트’(HKMG) 공정을 적용해 고성능과 저전력을 동시에 구현할 수 있게 했다. 절연 효과가 높은 ‘하이케이’ 물질을 절연막으로 쓰는 HKMG 공정은 기존 대비 13%의 전력을 덜 쓰게 되는데, 전력효율이 중요한 데이터센터에 최적화할 수 있다. 또 삼성은 범용 D램 제품으로는 처음으로 8단 TSV(실리콘 관통 전극) 기술을 적용했다. 더불어 글로벌 CPU(컴퓨터 중앙처리장치) 시장의 강자인 인텔은 이번 DDR5와 호환이 가능한 제품을 하반기에 내놓을 것으로 알려졌다. 전날 반도체 파운드리(위탁생산) 분야에 진출을 선언하며 삼성 등을 위협하고 나섰지만, 한편에서는 긴밀한 협력관계를 유지하고 있는 것이다. 손영수 삼성전자 메모리사업부 상무는 “이번에 개발된 DDR5 메모리는 자율주행, 스마트시티, 의료산업 등으로 활용 분야가 확대될 고성능 컴퓨터의 발전을 더욱 가속화할 것으로 기대한다”고 밝혔다. 안석 기자 sartori@seoul.co.kr

세계 3위 디램 제조업체인 미국 마이크론의 정전 사태로 ‘K반도체’가 반사이익을 볼 거란 기대감이 커지고 있다. 지난 3일(현지시간) 마이크론 테크놀로지의 대만 공장이 정전으로 1시간 이상 가동을 멈췄다는 소식이 알려진 이후 4일 삼성전자와 SK하이닉스 주가는 또 다시 신고가를 경신했다. 전날 삼성전자 주가는 전 거래일보다 2.58% 상승한 7만 1500원에, SK하이닉스는 전 거래일보다 3.14% 오른 11만 5000원에 거래를 마쳤다. 삼성전자 주가는 장중에는 7만 2100원까지 오르며 역대 최고가를 다시 쓰기도 했다. 이날 양 사의 주가 급등은 마이크론의 디램 생산 차질이 수급에 영향을 미치며 가격 상승을 견인할 거란 기대감이 작용한 것이라는 분석이다. 시장조사업체 트렌드포스에 따르면 해당 공장의 디램 생산 능력은 월 12만 5000장으로, 전 세계 디램 생산량의 8.8%를 차지한다. PC용, 서버용 DDR4, LPDDR4 등을 주로 생산하는 것으로 알려져 있다. 마이크론 측에서는 아직 구체적인 피해 규모를 밝히진 않았다. 반도체 생산라인에서 정전이 발생하면 생산 중이던 모든 디램 웨이퍼를 첫 공정부터 재생산해야 한다는 점, 디램 생산 기간이 통상 3개월 정도라는 점 등을 감안하면 이번 사태가 전 세계 디램 공급에 미칠 여파가 클 것이란 관측이 나온다. 이에 따라 공급 차질을 우려한 고객사들이 재고 확보에 나서며 디램 가격 상승이 예상된다. 이는 세계 디램 생산 1, 2위사인 삼성전자나 SK하이닉스에는 호재다. 지난 2013년 9월 SK하이닉스 중국 우시 반도체 공장 화재가 발생했을 때도 디램 공급 부족이 2014년 상반기까지 이어진 사례가 있다. 이수빈 대신증권 연구원은 “과거 정전이나 화재가 발생했을 때도 메모리 가격 상승 우려로 고객사는 급하게 안전 재고 확보에 나섰다”며 “당초 디램 판매 가격 상승 사이클 진입 시점을 내년 2분기로 봤으나 이번 정전으로 그 시점이 빨라질 것으로 전망한다”고 설명했다. 김경민 하나금융투자 연구원은 “이번 마이크론 대만 공장의 정전 사태가 디램 공급 부족에 끼치는 영향은 SK하이닉스 화재 사건만큼 클 것”이라며 최근 메모리 반도체 현물가격의 반등, 소비자 디램 가격의 상승 등을 전망의 배경으로 제시했다. 이에 따라 증권업계에서는 삼성전자와 SK하이닉스의 내년 영업이익 전망치, 목표주가 등을 최근 잇달아 상향 조정하고 있다. 현대차증권은 삼성전자의 6개월 목표주가를 7만 4000원에서 8만원으로, 키움증권은 9만원으로 올려잡았다. NH투자증권과 대신증권은 SK하이닉스의 목표주가를 14만원으로 상향 조정했다. 박유악 키움증권 연구원은 최근 보고서에서 “디램 산업은 내년 상반기 공급 부족에 진입한 뒤 2022년까지 2년간의 장기 호황을 이어갈 전망”이라며 “삼성전자의 실적 개선에 대한 기대감은 올 연말, 연초 디램의 업황 개선 가시화와 함께 주가의 추가 상승을 이끌 것으로 보인다”고 내다봤다. 정서린 기자 rin@seoul.co.kr

냉전 시절 구소련은 미국을 중심으로 한 서방 세력에 맞서기 위해 과학기술 개발에 온 힘을 쏟았습니다. 하지만 이런 노력에도 IT 분야에서는 서방측을 따라잡기는커녕 자꾸만 격차가 벌어졌습니다. 중앙집권적 관료들의 지배를 받는 구소련의 IT 기구들은 자유로운 연구와 창업이 보장된 서방의 IT 혁신을 따라잡을 수 없었습니다. 이런 상황에서 구소련이 선택할 수 있는 가장 합리적인 해결책은 서방의 기술을 복제해 CPU를 만드는 것입니다. 구소련의 과학자들은 역설계 기술을 통해 인텔, IBM 등 서방 제조사의 CPU를 복제한 해적판 CPU를 만들었습니다. 물론 소프트웨어라고 해서 예외는 아니었습니다. 그러나 구소련이 붕괴되고 라이선스 없이 마음대로 서방측 기술을 사용할 수 없게 되자 새로운 대안이 필요했습니다. 1992년 모스크바 물리기술 대학의 스핀 오프 기업으로 설립된 MCST(Moscow Center of SPARC Technologies)는 이름처럼 미국 IT 기업인 Sun(나중에 오라클에 인수)이 개발한 SPARC 계열 CPU를 연구하고 개발하기 위해 설립됐습니다. 하지만 이 회사는 또 다른 서방측 프로세서 기술에도 주목했습니다. 바로 VLIW(Very long instruction word) 기반 아키텍처입니다. VLIW는 동시에 여러 명령어를 처리할 수 있는 기술로 주목받았으나 사실 주류에 해당하는 x86이나 ARM 아키텍처에 밀려 큰 힘을 쓰지는 못하고 있습니다. 현재는 특수 목적의 임베디드 프로세서나 일부 GPU에 사용되고 있을 뿐입니다. 그런 VLIW 아키텍처가 러시아에서 부흥한 이유는 서방측의 제재에 맞서 러시아산 x86 호환 프로세서가 필요했기 때문입니다. MCST가 개발한 엘브루스(Elbrus) CPU는 내부적으로는 VLIW로 돌아가지만 x86 명령어를 번역하는 방법으로 x86 기반 윈도우나 리눅스 운영체제를 구동할 수 있습니다. 이는 일종의 VLIW 방식 CPU였던 인텔 아이테니엄(Itanium)이나 지금은 사라진 저전력 x86 호환 프로세서인 트랜스메타의 크루소(Crusoe)와 같은 방식입니다. 엘브루스 CPU의 최신 버전은 2018년 말 생산을 시작한 엘브루스-8SV(Elbrus-8SV)로 대만 TSMC의 28nm 공정으로 제조한 8코어 CPU입니다. 27.8억개의 트랜지스터를 집적한 나름 큰 프로세서로 4채널 DDR4 2400 메모리와 16MB L3 캐시 메모리, 1.5GHz 클럭을 지니고 있습니다. 이론적 연산 능력은 단정밀도에서 576GFLOPS이지만, x86 명령어를 처리하는 경우 성능이 하락한다는 점을 감안해야 합니다. 실제적인 성능은 서방측 최신 x86 CPU는 물론 ARM 기반 고성능 프로세서에 크게 못 미치는 것으로 알려져 있습니다. 하지만 러시아 입장에서는 서방의 제재에도 x86 호환 CPU를 자체 공급할 수 있다는 사실이 더 중요할 것입니다. 최근 러시아 연방 산업 통상부는 32코어 고성능 엘브루스 CPU를 개발하기 위해 75억 루블(1092억원)을 투자하겠다고 발표했습니다. 러시아 입장에서는 상당한 거금을 들여 신형 CPU를 개발하는 것으로 2025년까지 현재 서방측 서버 CPU를 넘볼 수 있는 프로세서를 개발하는 것이 목표입니다. 32코어 엘브루스 CPU는 7nm 미세 공정을 사용하며 DDR5 및 PCIe 5.0 같은 최신 기술을 적용할 예정입니다. 계획대로만 된다면 엘브루스 CPU는 미국 이외의 국가에서 제조하는 x86 호환 CPU 가운데 가장 강력한 성능을 지닌 CPU가 될 것입니다. 하지만 러시아가 서방측 제재를 뚫고 순조롭게 차세대 CPU를 개발할 수 있을지는 아직 미지수입니다. 가장 큰 문제는 러시아는 자체 반도체 제조 시설이 매우 낙후되어 있다는 것입니다. 엘브루스의 경우 90nm 공정을 사용한 엘브루스 2S 시리즈까지는 어떻게든 러시아 자체 팹을 사용했으나 그 이하 미세 공정을 러시아 내에서 확보할 방법이 없어 결국 TSMC에 위탁 생산을 하는 수밖에 없었습니다. 7nm 미세 공정은 현재 러시아 사정을 생각할 때 5년이 아니라 10년 후에도 가능할지 의문스러운 수준으로 결국 TSMC 같은 외국 제조사의 힘을 빌려야 합니다. 미국 등 서방측이 이 부분까지 제재할 경우 러시아의 CPU 자력갱생은 상당한 어려움에 처할 것입니다. 물론 DDR5 같은 최신 메모리 역시 한국 등 다른 나라에서 전량 수입해야 하는 처지입니다. 하지만 러시아 입장에서는 하나라도 더 자체 생산하는 편이 안전하기 때문에 32코어 엘브루스 프로세서 개발 계획을 철회하지는 않을 것으로 생각됩니다. 러시아 역시 서방측이 CPU에 백도어를 숨겨두지 않았을까 걱정하고 있기 때문에 설령 위탁생산을 하더라도 군용 및 정부용 컴퓨터에는 자체 설계 CPU를 사용할 수밖에 없는 것입니다. 사실 경제 논리로 생각하면 러시아도 다른 나라처럼 인텔이나 AMD CPU를 사용하는 것이 가장 합리적입니다. 좁은 러시아 내수 시장을 위해 소량 생산되는 만큼 성능이 낮다고 가격을 낮출 수도 없습니다. 가성비가 낮은 만큼 엘브루스 CPU는 미국제 CPU를 사용할 수 없는 피치 못할 사정이 있고 혹시 러시아가 심었을지도 모르는 백도어가 걱정되지 않는 국가가 아니라면 도입할 가능성도 희박합니다. 수출로 활로를 뚫어 경제성을 확보할 가능성이 거의 없다는 것이죠. 그러나 경제 논리를 대신할 러시아의 정치적 사정이 있는 만큼 세상에서 가장 기이한 x86 호환 CPU인 엘브루스의 진화는 당분간 계속될 것입니다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

지난 10여 년 간 애플의 가장 큰 수익원은 아이폰이나 아이패드 같은 iOS 기기였습니다. 사람들의 관심 역시 모바일 기기에 집중되면서 맥(Mac)에 대한 관심은 상대적으로 적어졌습니다. 하지만 올해는 다른 모습입니다. 애플이 2006년부터 사용했던 인텔 CPU를 자체 개발한 ARM 기반 칩으로 교체한다는 폭탄 선언을 했기 때문입니다. 사실 루머로는 몇 년 전부터 나왔던 이야기인데, 막상 현실이 되니 세간의 관심이 집중된 것입니다. 애플 매킨토시는 1984년 첫 출시 때부터 10년 동안 모토로라 68000 계열 CPU를 사용했습니다. 그러다가 1994년부터 IBM 파워PC(PowerPC) 계열로 갈아탔습니다. 당시만 해도 애플은 파워PC의 성능이 인텔 CPU보다 우수하다고 주장했습니다. 그러나 애플은 2006년에 돌연 맥 CPU를 인텔 프로세서로 변경합니다. 여기에는 그럴 만한 이유가 있었습니다. IBM의 파워PC의 성능은 강력하긴 했지만, 기본적으로 고성능 PC와 서버를 목표로 개발되어 저전력 성능이 중요한 노트북에는 적합하지 않았습니다. 반면 당시 인텔은 전력 대 성능비를 획기적으로 개선한 코어 듀오(Core Duo) 프로세서를 출시했습니다. 인텔 프로세서의 개선 방향은 스티브 잡스가 생각한 맥의 미래와 일치했습니다. 저전력 성능을 크게 강화한 인텔 프로세서 덕분에 애플은 맥북 에어처럼 획기적으로 얇고 가벼운 노트북을 개발할 수 있었습니다. 하지만 몇 년 전부터 애플이 인텔 프로세서 대신 자체 프로세서를 사용할 것이라는 루머가 꾸준히 제기되었습니다. 이유는 간단합니다. 인텔 프로세서는 몇 년째 14nm 공정과 오래된 아키텍처에서 벗어나지 못하고 있지만, 애플의 A 시리즈 프로세서는 미세 공정과 아키텍처를 꾸준히 개량해 x86 CPU를 넘볼 수준까지 성능이 올라갔기 때문입니다. 애플 자체 칩과 인텔 칩의 성능 차이가 별로 없다면 애플 입장에서는 굳이 x86과 ARM으로 생태계를 분리할 이유가 없습니다. 맥에 자체 프로세서를 탑재할 경우 비용 절감 효과는 물론이고 애플 생태계에 최적화된 커스텀 프로세서를 장착할 수 있습니다. 결국 애플은 맥 제품군에 자체 프로세서를 탑재한다고 발표했고 그 결과물을 이제 공개했습니다. 애플 M1은 아이폰 12에 사용된 애플 A14 바이오닉 칩의 업그레이드 버전으로 고성능 파이어스톰 코어 4개와 고효율 아이스스톰 코어 4개로 구성된 8코어 프로세서입니다. A14와 비교하면 파이어스톰 코어 숫자가 2개에서 4개로 늘어났고 L2 캐쉬도 12MB로 50% 늘어났습니다. 더 많은 발열량을 허용할 수 있는 맥북과 맥 미니에 탑재하는 만큼 클럭도 더 높을 것으로 예상됩니다. GPU 역시 두 배 늘어난 8코어 GPU를 탑재해 스마트폰 가운데 최고 수준인 아이폰 12보다 성능이 훨씬 우수할 것으로 예상됩니다. 뉴럴 엔진은 16코어로 A14 바이오닉과 동일한데, 이 정도면 내장형 인공지능 가속기로 최상위급이기 때문에 굳이 더 늘릴 필요가 없었을 것입니다. M1의 트랜지스터 집적도는 A14 바이오닉보다 42억 개 늘어난 160억 개에 달하지만, TSMC의 최신 5nm 공정을 사용해 다이 면적은 10nm 공정 인텔 아이스레이크 CPU보다 크게 늘어나지 않았을 것으로 보입니다. 여기에 LPDDR4X 메모리 두 개를 옆에 붙여 놓은 통합 메모리 아키텍처 구조로 크기를 더 줄여 시스템을 매우 작고 가볍게 만들 수 있게 됐습니다. 애플은 새로운 메모리 장착 방식이 전통적인 메모리 모듈보다 더 우수한 성능을 보인다고 주장했습니다. 다만 M1 칩을 탑재한 신형 맥북 에어가 인텔 CPU를 탑재한 전 세대 모델보다 CPU 성능은 3.5배, GPU 성능은 5배 뛰어나다는 주장은 좀 더 엄밀한 검증이 필요합니다. 맥북 에어에 사용된 코어 i7-1060NG7 프로세서(1.2-3.8GHz 쿼드코어 CPU + 아이리스 프로 그래픽)의 성능 역시 만만치 않기 때문입니다. 코어 i7-1060NG7의 CPU 성능은 패스마크 (PassMark) 기준 6,234점으로 이보다 3배 이상 빠른 CPU는 노트북에서는 라이젠 7 4800H (8코어, 2.9-4.2GHz) 정도만 있을 뿐입니다. 솔직히 라이젠 7 4800H도 패스마크 기준 19,206점으로 3.5배가 안 됩니다. 인텔 CPU의 3.5배에 달하는 놀라운 성능의 비밀은 작은 숫자로 표시된 각주에 있습니다. 애플 공식 사이트에는 '배포 전 단계의 Final Cut Pro 10.5에서 4096x2160 해상도 및 초당 59.94 프레임의 4K Apple ProRes RAW 미디어로 구성된 55초 분량의 영상을 Apple ProRes 422로 인코딩 변환하여 테스트'한 결과라고 되어 있습니다. 쉽게 말해 CPU의 전반적인 성능이 아니라 M1에서 특별히 빠른 어플리케이션에서의 성능 비교입니다. 물론 GPU 역시 파이널 컷 프로에서의 비교 수치로 게임에서 평균 5배 빠르다는 의미는 아닙니다. 하지만 그렇다고 M1의 성능이 인텔 CPU보다 낮다는 것은 아닙니다. IT 전문 사이트인 아난드텍에서는 A14 바이오닉 CPU의 싱글 코어 성능이 SPEC2006 종합 비교 결과 인텔 i9-10900K와 AMD 라이젠 9 5950X의 중간 정도라고 평가했습니다. 파이어스톰 코어의 성능이 최신 x86 코어와도 겨룰 수 있는 수준이라는 것입니다. 출시 후 정확한 비교 벤치마크 결과를 봐야 알겠지만, 노트북용으로 성능을 높인 M1의 종합 성능은 적어도 A14보다 우수할 것입니다. 하지만 성능보다 더 중요한 강점은 저전력입니다.애플은 A 시리즈 프로세서에서 저전력 기술을 갈고 닦았습니다. M1은 애플이 오랜 세월 연마한 전력 관리 기술과 TSMC의 최신 5nm 공정 덕분에 전력 대 성능비가 인텔 칩보다 훨씬 높을 것으로 예상됩니다. 애플은 10W 전력 소모에서 M1의 성능이 인텔 칩보다 2배 뛰어나거나 혹은 최고 성능에서 전력 소모량이 1/4에 불과하다고 주장했습니다. 덕분에 신형 맥북 에어는 성능을 높이면서도 조용한 팬리스 디자인으로 돌아왔습니다. 배터리 용량 증가 없이도 배터리 사용 시간이 18시간까지 늘어난 것 역시 전기를 적게 먹는 M1 덕분입니다. 노트북에서 저소음, 저발열, 배터리 사용 시간이 중요한 점을 생각하면 저전력이 M1의 가장 큰 혁신이라고 할 수 있습니다. M1을 탑재한 1세대 모델은 이전 모델과 외형상 차이가 없지만, 결국은 더 얇고 가벼운 맥 제품군이 나올 수 있음을 시사하는 부분이기도 합니다. M1의 또 다른 장점은 애플 생태계의 통합입니다. 현재 애플 기기의 대부분은 자체 ARM 프로세서와 iOS 기반의 OS에서 돌아가고 있습니다. 맥만 x86 기반인데, 이것까지 자체 프로세서로 통합하면 애플 생태계의 마지막 퍼즐을 완성하는 셈입니다. 개발자들이 모든 애플 기기에서 돌아갈 수 있는 어플리케이션을 만들기 쉬워지고 프로세서 역시 애플 운영체제와 자주 쓰는 어플리케이션에 최적화해 성능을 최대한 활용할 수 있게 됩니다. 여러 하드웨어와 OS에서 돌아가야 하는 x86 프로세서에서는 누릴 수 없는 이점입니다. 애플은 앞으로 2년간 하나씩 맥 제품군 전체를 ARM 기반 자체 프로세서로 변경할 계획입니다. 따라서 맥 프로 같은 고성능 PC를 위한 자체 프로세서 역시 준비 중일 것입니다. 어쩌면 아마존처럼 서버용으로 쓸 수 있는 고성능 ARM 프로세서를 선보일지도 모릅니다. 이렇게 ARM 기반 자체 프로세서를 사용하면 클라우드와 다른 인터넷 서비스까지 애플 맞춤형 하드웨어가 가능하고 비용도 절감할 수 있다는 장점이 있습니다. 인텔 미세공정에 의존할 필요 없이 TSMC든 삼성이든 최신 미세공정을 입맛 대로 고를 수 있다는 것도 큰 장점입니다. 그런데 앞으로 애플의 사업 모델을 따라 하는 기업이 늘어나게 되면 인텔 입장에서는 큰 부담이 아닐 수 없습니다. 애플이 행보와 함께 고객을 잃게 된 인텔의 대응에도 눈길이 가는 이유입니다. 결국 인텔이 이 위기를 극복하려면 더 고성능 프로세서를 개발할 수밖에 없습니다. 몇 년 후 인텔이 ARM 경쟁자를 따돌릴 수 있는 신제품을 들고나올지 아니면 시장에서 입지가 축소될지도 궁금해집니다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com