1998년 인텔은 독립 그래픽 카드인 i740을 시장에 출시했습니다. 코드 네임 오번(Auburn)으로 알려진 이 그래픽 칩은 350nm 공정으로 제조된 AGP 인터페이스 그래픽 카드로 당시 기준으로도 다소 부족한 2-8MB 메모리를 탑재했으며 성능 역시 이 시기 인기를 끌었던 부두 2 같은 3D 가속기보다 낮았습니다. 다만 34.5달러의 낮은 가격 덕분에 그럭저럭 저가형 그래픽 카드 시장에서 살아남을 수 있었습니다. 그러나 당시 그래픽 카드 시장은 빠르게 발전하고 있었습니다. i740의 후속작인 i752와 i754는 가격을 낮춰도 통하기 어려울 정도로 성능이 낮아 인텔은 일찌감치 독립 그래픽 카드로 판매하는 계획을 철회합니다. 대신 이 그래픽 칩은 인텔 810 및 815 칩셋에 포함되어 판매됩니다. 한 마디로 내장 그래픽이 된 것입니다.인텔 내장 그래픽은 저렴하다는 것 이외에는 특별한 장점이 없었으나 바로 그 장점 때문에 지금도 가장 널리 사용되는 그래픽 프로세서가 되었습니다. 그래픽 감속기라는 오명을 뒤집어쓰긴 했지만, 굳이 게임을 하지 않는 사용자에게 낮은 그래픽 성능은 큰 문제가 아니었습니다. 다만 경쟁사인 AMD가 내장 그래픽 성능을 강화하자 여기에 맞서기 위해 인텔 역시 내장 그래픽 성능을 강화할 필요가 생겼습니다. 인텔은 내장 그래픽을 강화하는 것은 물론 독립 그래픽 카드 시장까지 진출하기 위해 AMD에서 라데온 GPU 개발을 이끈 라자 코두리를 영입하는 초강수를 둡니다. GPU가 인공지능에 널리 사용되면서 그 중요성이 날로 커지고 있었고 독자적으로 개발하던 인텔 그래픽 프로세서의 성능이 기대 이하였기 때문에 GPU 분야 최고 권위자 중 한 명을 스카우트한 것입니다. 그리고 라자 코두리를 영입한 지 3년 만에 등장한 첫 독립 그래픽 카드가 바로 아이리스 Xe 맥스(iris Xe MAX)입니다. 1999년 독립 그래픽 카드 시장에서 퇴장한 인텔이 21년 만에 다시 복귀한 것입니다. 아이리스 Xe 맥스는 같은 체급에서 가장 중요한 경쟁자를 넘어서는 성능을 지니고 있습니다. 바로 엔비디아의 노트북용 보급형 그래픽 카드인 MX350입니다. 인텔은 주요 게임에서 아이리스 Xe 맥스의 성능이 MX350보다 빠르다고 주장했습니다. 최소한 엔비디아의 보급형 그래픽 카드는 견제할 수 있는 셈입니다. 엔비디아나 AMD의 최신 그래픽 카드보다 훨씬 뛰어난 성능은 아니지만, 22년 전 i740이 그랬던 것처럼 최소한 보급형 시장에서 성공할 수 있는 기반은 마련했습니다. 아쉬운 점은 최신 인텔 내장 그래픽과 대동소이한 성능입니다. 아이리스 Xe 맥스에 사용된 DG1 GPU는 사실 인텔 11세대 코어 프로세서인 타이거 레이크(Tiger Lake) 내장 iGPU와 같은 스펙을 지니고 있습니다. 둘 다 Xe-LP 아키텍처 기반이고 96개의 실행 유닛(EU)을 지녔으며 인텔 10nm 슈퍼핀 제조 공정을 사용합니다. 차이점은 아이리스 Xe 맥스의 클럭이 1650MHz로 타이거 레이크 내장보다 300MHz 더 높고 4GB LPDDR4X-4266 독립 메모리를 탑재했다는 것입니다. 성능도 엇비슷해 FP32 기준 연산 능력은 아이리스 Xe 맥스는 2.46TFLOPs, 96EU급 타이거 레이크 iGPU는 2.1TFLOPs입니다. 솔직히 이 정도면 사용자 입장에서 큰 차이를 느끼기 어렵습니다. 이 점은 인텔이 공개한 성능 차트에서도 나타납니다. 심지어 도타 2 같은 일부 게임은 내장 그래픽 쪽이 성능이 더 나올 수도 있는데, 이는 CPU와 바로 붙어 있는 내장 그래픽의 장점이 약간 더 높은 클럭을 상쇄한 결과로 보입니다. 따라서 i7-1185G7 같은 고성능 CPU를 쓰는 경우 상황에 따라 내장 그래픽으로 게임을 구동할 수 있습니다. 다만 EU 숫자가 적은 i5, i3 CPU의 경우 아이리스 Xe 맥스의 성능이 항상 우수할 것입니다.아무튼 그렇다면 i7-1185G7 탑재한 노트북에 굳이 성능이 비슷한 아이리스 Xe 맥스를 탑재할 필요가 있는지 의문이 생길 수밖에 없습니다. 과거 AMD에서 선보인 내외장 통합 멀티 GPU 기술인 하이브리드 크로스파이어처럼 내장 GPU와 독립 GPU를 동시에 사용해 게임 성능을 높일 수도 없다면 추가 비용과 전력 소모, 무게 증가를 감수하고 별도의 그래픽 카드를 탑재할 이유가 있을까요? 인텔이 제시한 답변은 인공지능 및 동영상 편집입니다. 두 GPU에 있는 그래픽 유닛 동시에 사용해 게임 성능은 높일 수 없지만, 인텔 딥 링크(Deep Link) 기술을 사용하면 AI 연산을 동시에 수행해 인공지능 성능을 높일 수 있습니다. 또 내년 상반기에 지원할 하이퍼 인코딩(hyper encoding) 기술을 이용하면 두 GPU에 있는 인코더를 동시에 사용해 인코딩 속도도 두 배 빨라집니다. 동영상 편집 작업을 많이 하는 사용자에게는 분명한 이점이 있는 것입니다. GPU로 게임만 하는 게 아니라는 점을 감안하면 나름 현명한 전략일 수 있습니다. 아이리스 Xe 맥스는 이제 겨우 보급형 시장에 비집고 들어갈 수 있는 정도의 성능이지만, 나름의 경쟁력과 독자적인 기술을 지녔음을 보여줬습니다. 이제 막 복귀를 위한 신고식을 마친 인텔 GPU가 앞으로 어떤 성과를 보여줄지 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

8월 세계 D램 가격 하락세가 다소 주춤했던 것으로 나타났다. 다만 이는 일시적인 현상으로 오는 4분기에는 PC D램 가격을 중심으로 10%대 급락을 예상하는 전망이 제기됐다. 31일 글로벌 시장조사업체 디램익스체인 보고서에 따르면 PC D램(DDR4 8GB) 고정 거래 가격은 이날 평균 3.13달러로 집계됐다. 지난달 31일과 같은 가격으로 7월 가격이 6월 대비 5%대로 떨어진 것과 비교해 하락세가 주춤한 모습이다. 그러나 디램익스체인지는 “D램 공급 과잉 신호는 여전하다”며 올 4분기 PC D램 가격이 3분기 대비 10% 이상 감소할 것으로 전망했다. 업계에서도 코로나19 초기 서버 업체들이 재고를 과도하게 쌓아둔 바 있어 하반기 수요 감소를 예상하고 있다. 다만 보고서에 따르면 D램 현물 가격이 지난 24∼27일 상승세를 탔다는 점에서 하반기 하락 폭이 예상보다는 크지 않을 수 있다는 반론도 제기된다. 특히 화웨이가 다음달 중순 미국 제재를 대비해 D램을 비롯한 주요 반도체 제품을 사들이고 있어 수요 확대가 기대된다는 설명이다. 한편 SSD(솔리드스테이트드라이브) 등에 사용되는 낸드플래시(128GB MLC) 가격은 지난달에 이어 하락세를 이어갔다. 이날 기준 거래 가격은 지난달보다 0.91% 내린 4.35달러로 하락 폭은 7월(6.20%)보다 줄었다. 디램익스체인지는 낸드플래시 가격이 올해 전반적으로 안정세를 이어갈 것으로 내다봤다. 신진호 기자 sayho@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

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

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

“어렵고 힘든 때일수록 미래를 철저히 준비해야 한다. 국민의 성원에 우리가 보답할 수 있는 길은 혁신이다.” 이재용 삼성전자 부회장이 25일 삼성종합기술원을 찾아 반도체·디스플레이·전지를 비롯한 차세대 신기술 개발 현황을 점검했다. 코로나19 사태로 경영 불확실성이 커진 가운데 혁신을 통해 미래 동력을 확보하겠다는 행보로 풀이된다. 이날 삼성에 따르면 이 부회장은 경기 수원에 위치한 삼성종합기술원을 방문해 “한계에 부딪혔다 생각될 때 다시 한번 힘을 내 벽을 넘자”며 직원들을 격려했다. 위기를 극복하기 위한 이 부회장의 ‘현장 경영’ 행보는 올 들어 여섯 번째다. 지난 1월에는 삼성전자 화성사업장의 반도체 연구소와 브라질 마나우스 법인을, 2월에는 삼성전자 화성사업장 극자외선(EUV) 전용 반도체 생산라인을 방문했다. 지난 3일과 19일에는 삼성전자 구미사업장과 삼성디스플레이 아산사업장을 각각 찾아 코로나19 위기에 대응해 현장을 점검했다. 이번 방문에서는 차세대 인공지능(AI) 반도체와 양자 컴퓨터 기술, 반도체·디스플레이·전지 혁신 소재 등 선행 기술에 대해 논의했다. 이 부회장이 ‘기술 초격차’를 강조한 이날 삼성은 업계 최초로 D램 반도체에 EUV 공정을 적용해 양산 체계를 갖췄다는 내용도 밝혔다. EUV를 통해 1세대 10나노급(1x) DDR4 D램 모듈 100만개 이상을 이미 공급해 고객 평가를 완료했고 앞으로 차세대 D램에 EUV를 적용한다는 내용이다. 파장이 짧은 극자외선 광원을 활용하는 EUV 기술은 10나노 미만으로 선폭이 좁아지는 미세공정에서 기존의 불화아르곤보다 세밀한 회로 구현을 가능하게 하는 것으로 고성능·저전력 반도체 생산에 필수적인 기술이라 할 수 있다. 지난해 9월 양산에 돌입한 3세대 10나노급(1z) 8Gb DDR4 D램까지는 EUV 공정을 도입하지 않았지만 공정 미세화에 한계가 오면서 EUV 적용에 박차를 가한 것으로 알려졌다. 삼성은 내년에 EUV를 전면 적용한 4세대 10나노급(1a) D램 양산에 돌입할 예정이고 5·6세대 D램도 선행 개발해 기술 격차를 이어 나갈 계획이다. 한재희 기자 jh@seoul.co.kr

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

초고화질 영화 9편 용량 1초만에 처리 업계 유일 풀라인업 안정 공급 체제 구축삼성전자가 세계 최초로 초고급형 스마트폰에 들어가는 모바일 D램인 16기가바이트(GB) LPDDR5의 양산에 돌입했다고 25일 밝혔다. 지난해 7월 12GB LPDDR5 모바일 D램을 세계 최초로 출시한 데 이어 5개월 만에 16GB 모바일 D램을 양산하며 경쟁사와의 ‘기술 초격차’를 유지했다. 모바일 D램은 기기의 두뇌 역할을 하는 AP의 연산을 돕는 역할을 한다. 이번에 양산에 돌입한 16GB LPDDR5에서 ‘LP’는 스마트폰·태블릿PC 등의 모바일 기기에 사용되는 저전력 D램 규격을 의미하고 ‘DDR5’에 적힌 숫자가 하나씩 커질 때마다 데이터 처리 속도가 보통 2배씩 증가한다. 이번 16GB 모바일 D램 패키지에는 2세대 10나노급(1y) 12기가비트(Gb) 칩 8개와 8Gb 칩 4개가 탑재됐다. 전작(8GB LPDDR4X)보다 용량은 2배 늘고 소비전력은 약 20% 줄었다. LPDDR4X에 비해 약 1.3배 빠른 속도를 구현해 초고화질(풀HD급) 영화(5GB) 9편 용량인 44GB 데이터를 1초 만에 처리할 수 있다. 삼성전자 관계자는 “전문가용 노트북·게이밍 PC에 주로 탑재되는 8GB D램보다 용량이 2배나 높아 서바이벌 슈팅게임을 할 때 멀리 있는 대상을 더 빠르게 보고 반응할 수 있다”면서 “플래그십 스마트폰으로 콘솔게임(TV와 연결하는 게임기) 수준의 게임 성능을 느낄 수 있을 것”이라고 말했다. 이로써 삼성전자는 업계에서 유일하게 8GB, 12GB, 16GB ‘LPDDR5 모바일 D램 풀라인업(제품군)’을 고객에게 안정적으로 공급할 수 있는 체제를 구축했다. 향후 초고급형 스마트폰과 PC는 물론이고 자동차 시장까지 본격적으로 공략할 계획이다. 한재희 기자 jh@seoul.co.kr

하루가 다르게 발전하는 정보통신기술(ICT)은 2020년에도 여느 때 못지않은 격동의 시기를 보낼 것으로 예상된다. 새해를 뜨겁게 달굴 ICT 주요 이슈들을 정리해 보았다. 1.전파 다양…진짜 빠른 5G 시대로 지난해 4월 세계 최초로 상용화된 5세대(5G) 이동통신의 주파수는 3.5GHz와 28GHz로 나뉜다. 3.5GHz는 전파의 도달 범위가 넓지만 전송속도는 롱텀에볼루션(LTE)의 3~4배 수준으로 알려졌다. 28GHz는 LTE보다 20배가량 빠르지만 전파가 벽을 통과할 때 손실률이 높아 이용범위가 제한적이다. 국내에서는 일단 3.5GHz부터 보급됐는데 2020년부터는 28GHz가 깔린다. 업계 관계자는 “상반기에 비투비(기업 사이의 거래)용으로 28GHz가 설치되기 시작해 하반기부턴 대도시 과밀지역을 중심으로 일반 소비자들도 이용할 수 있을 듯하다”고 말했다.2.애타는 ‘타다’…올해는 풀릴까 박홍근 더불어민주당 의원이 대표 발의한 여객자동차운수사업법 개정안(일명 ‘타다금지법’)은 지난해 12월 6일 국회 국토교통위원회 전체회의를 통과하며 급물살을 타는 듯했으나 국회 파행 때문에 현재 법제사법위원회에 계류중이다. 국회가 새해에 임시국회를 열어 다시 논의할 수도 있지만 실제 이행될지 미지수다. 오는 4월 총선을 앞둔 정치권이 민감한 이슈를 21대 국회로 떠넘길 가능성을 배제할 수 없다.3.몸값 내리면, 내손에도 폴더블폰? 업계에서는 새해가 폴더블(접는)폰의 ‘대중화 원년’이 될 것이라는 기대감이 크다. 갤럭시폴드 1세대가 약 240만원에 달하는 고가였지만 오는 2월 공개되는 ‘클램셸’(조개껍데기처럼 가로축으로 접히는 형태) 스마트폰은 100만원대로 예상된다. 삼성은 2020년 폴더블폰 판매 목표를 500만대로 잡은 것으로 알려졌다. 마찬가지로 출시가 임박한 모토로라의 폴더블폰 ‘레이저’의 가격도 1500달러(약 175만원)로 갤럭시폴드 1세대에 비해 60만원가량 싸다. 4.반도체 시장, 다시 불어라 봄바람 메모리반도체 경기는 2018년 상반기까지 초호황을 누렸으나 그해 하반기부터 가격이 급락했다. 불황 때문에 2019년 반도체 수출액은 2018년에 비해 25.9% 감소했다. 하지만 2020년에는 시장이 반등할 것이라는 예측이 많다. 최근 시장조사기관 D램익스체인지에 따르면 D램의 12월 고정거래가격은 개당(DDR4 8Gb 기준) 2.81달러를 기록하며 전달과 수준을 유지했고, 낸드플래시(128Gb MLC 기준) 가격은 개당 4.42달러로 전달 대비 2.55% 올랐다. 다만 지난해 12월 31일 삼성 화성 반도체 생산라인에서 발생한 ‘1분 정전’ 사태로 300억~400억원가량 피해가 예상되는데 이것이 업계에 어떤 영향을 미칠지 관심이다. 5.게임업계 “中 판호 해결해 주오” 중국은 2017년 3월부터 한국의 신작 게임에 대한 중국 내 판호(허가증)를 단 한건도 내주지 않고 있다. 게임 주무부처인 문화체육관광부의 박양우 장관이 지난해 10월 국정감사에서 ‘판호 문제의 세계무역기구(WTO) 제소’와 관련해 “종합적으로 검토하겠다”며 적극성을 보였기 때문에 게임 업계에서는 새해야말로 판호 문제가 해결되길 고대하고 있다. 한재희 기자 jh@seoul.co.kr

아마존이 자사의 클라우드 서비스인 아마존 웹서비스 (AWS)를 위한 전용 서버 프로세서인 그래비톤 2 (Graviton 2)를 공개했습니다. AWS 리인베트 2019 (re:Invent 2019) 콘퍼런스에 공개된 여러 가지 신기술과 새로운 서비스 가운데서 그래비톤 2는 유독 눈길을 끌었습니다. 아마존이 인텔의 플래그쉽 제온 프로세서 기반 서버보다 가격 대 성능비가 더 좋다고 주장했기 때문입니다. 이 주장이 사실이라면 그렇지 않아도 AMD 에픽 (EPYC) 프로세서의 공세에 긴장하고 있는 인텔 제온 프로세서의 입자가 한결 더 위태로워질 수 있습니다. 본래 ARM은 1980년대 인텔의 맞섰던 영국의 아콘 컴퓨터에서 유래된 CPU 설계 회사입니다. 타고난 운명 자체가 인텔과 숙적이었던 셈입니다. ARM이 급격히 성장할 수 있었던 것은 10여 년 전부터 시작된 스마트폰 혁명 덕분이었습니다. 애플, 삼성, 퀄컴이 서로 경쟁적으로 성능을 높이면서 ARM 역시 더 강력한 성능의 CPU 설계를 내놓았고 이제는 x86을 위협할 수 있는 수준까지 성능이 높아진 것입니다. 하지만 여전히 서버 영역은 ARM 기반 CPU가 넘보기 어려운 영역입니다. 여러 차례 시도가 있긴 했지만, 현재 서버 시장이 x86 기반으로 돌아가고 있는 데다 관련 생태계 역시 여기에 최적화되어 있기 때문입니다. 최근 서버 시장에 도전장을 내밀었던 퀄컴 Centriq 2400 프로세서 역시 고배를 마시고 시장 진입에 실패했다는 평가를 받고 있습니다. 이런 상황에서 아마존은 작년에 그래비톤 프로세서를 공개했습니다. AWS 그래비톤 CPU는 ARM이 설계한 서버용 아키텍처인 네오버스 (Neoverse) 기반으로 CPU 하나가 1-16개의 vCPU를 제공할 수 있다고 소개했습니다. 이 CPU는 아마존 EC2 A1 인스턴스 서버에 사용됐습니다. 사실 이때만 해도 아마존의 행보는 크게 주목받지는 않았습니다. 그래피톤은 16nm 공정으로 제조되며 트랜지스터 숫자는 50억 개 정도로 사실 최신 모바일 AP나 일반적인 데스크톱 CPU보다 더 복잡한 프로세서가 아니었기 때문입니다. 성능이나 복잡도에서 인텔 제온이나 AMD 에픽 프로세서의 경쟁 상대가 아니었습니다. 하지만 이번에 공개한 그래비톤 2는 AMD 에픽과 동일한 7nm 공정으로 제조될 뿐 아니라 트랜지스터 숫자도 300억 개로 에픽 7742 (64코어)의 320억 개에 견줄 만한 거대한 CPU입니다. 최대 64개의 vCPU를 제공하며 서버 당 512GB의 DDR4 3200 메모리, 64레인 PCIe 4.0 인터페이스를 제공해 x86 기반 서버와 경쟁할 수 있는 스펙을 갖췄습니다. 아마존은 그래비톤 2가 그래비톤에 비해 7배나 성능이 높다고 발표했습니다. 코어 숫자가 4배로 늘고 코어 한 개당 성능도 2배 가까이 늘었기 때문입니다. 아마존은 인텔 제온 플래티넘 8175 프로세서(28코어) 기반 서버와 비교해서 그래비톤 2 기반 서버가 26-54% 향상된 성능을 보여주고 전체적으로 가격 대 성능비가 40% 우수하다고 주장했습니다. 다만 이것이 모두 사실이라고 해도 자체 서버칩을 개발하기 위해서는 만만치 않은 비용이 듭니다. AWS가 워낙 큰 서비스라 내부 수요가 적지는 않지만, 그래도 전 세계 서버를 대상으로 하는 인텔과 AMD의 서버 CPU처럼 규모의 경제를 이룩할 수 있는지는 다소 의문입니다. 더구나 이 회사들은 데스크톱 및 모바일 CPU 아키텍처와 프로세서를 활용하기 때문에 규모의 경제를 이루기가 훨씬 쉽습니다. 서버 CPU 시장의 진입 장벽이 높을 수밖에 없는 이유입니다. 그런데도 아마존의 독자 CPU를 개발한 것은 그럴 만한 이유가 있을 것입니다. 구체적인 이유는 밝히지 않았지만, AWS 서비스에 최적화된 제품을 자체 공급하려는 것이 첫 번째 의도일 것입니다. 애플이 퀄컴이나 삼성에서 모바일 AP를 구입하는 대신 독자 모바일 AP를 개발하는 것과 같은 이유입니다. 비용은 들지만, 자사의 하드웨어와 OS에 최적화된 CPU를 확보할 수 있습니다. AWS 역시 자사의 클라우드 서비스에 최적화된 커스텀 CPU 공급이 일차적 목표일 것입니다. 또 자체 CPU를 지니고 있으면 타사 CPU가 갑자기 공급 부족을 겪거나 가격이 올라갈 때도 쉽게 대응하고 가격 협상에서도 유리한 고지를 차지할 수 있습니다. 다만 아마존에서만 내부적으로 사용할 경우 그래비톤의 영향력은 제한적일 수밖에 없습니다. 일반적인 예상은 아마존의 머신 러닝 프로세서인 인퍼런티아(Inferentia)처럼 내부적으로만 사용하는 것입니다. 그래비톤은 수많은 고객이 다양한 환경에서 사용할 것을 가정하고 만든 CPU가 아니라 AWS의 서비스에 최적화된 CPU입니다. 이미 입지를 굳힌 인텔이나 최근 점유율을 늘려가는 AMD를 상대로 서버 시장에 도전장을 내밀 때 성공할 수 있을 것이란 보장이 없습니다. 또 서버 CPU 시장에서 치열하게 경쟁할 경우 오히려 마이크로소프트 구글 같은 다른 경쟁자들이 CPU 가격 하락으로 어부지리를 얻을 수도 있습니다. 따라서 그래비톤의 영향력은 제한적일 것으로 생각되지만, 실제로 상당한 비용 절감에 성공한다면 이야기는 달라질 수 있습니다. 마이크로소프트나 구글 같은 다른 IT기업들이 자체 제작 ARM 서버 칩에 관심을 보일 수 있기 때문입니다. 그 렇게 되면 서버 시장에서 인텔과 AMD의 입지가 흔들릴 수 있습니다. 그래비톤의 존재가 업계의 주목을 받을 수밖에 없는 이유입니다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

단일칩 업계 최대 용량 16Gb 구현 전력 효율도 확보… 내년 본격 공급SK하이닉스가 3세대 10나노급(1z) 미세공정 적용 16Gbit(기가비트) DDR4 D램을 개발했다고 21일 발표했다. 단일 칩 기준 업계 최대 용량인 16Gb를 구현해 웨이퍼 1장에서 생산하는 메모리 총용량이 현존 D램 중 가장 크다. 2세대(1y) 제품에 비해 생산성이 약 27% 향상됐고, 초고가 극자외선(EUV) 노광 공정 없이도 생산이 가능해 원가 경쟁력을 갖췄다고 SK하이닉스는 밝혔다. 데이터 전송 속도는 DDR4 규격의 최고 속도인 3200Mbps까지 안정적으로 지원한다. 전력 효율도 대폭 높여 2세대 8Gb 제품으로 만든 동일 용량 모듈보다 전력 소비를 약 40% 줄였다. D램개발사업 1z 태스크포스(TF)장 이정훈 담당은 “3세대 10나노급 DDR4 D램은 업계 최고 수준의 용량과 속도에 전력 효율까지 갖춰 고성능·고용량 D램을 찾는 고객들의 수요 변화에 가장 적합한 제품”이라면서 “연내에 양산 준비를 마치고 내년부터 본격 공급에 나서 시장 수요에 적극 대응할 것”이라고 밝혔다. 홍희경 기자 saloo@seoul.co.kr

인텔은 2006년 코드네임 콘로(Conroe)로 알려진 코어2 듀오 프로세서를 출시한 후 10년 넘게 CPU 시장의 패권을 장악했습니다. 물론 그전에도 CPU는 물론 반도체 업계 1위 기업이긴 했지만, 경쟁자인 AMD가 20년 전쯤 애슬론 계열 프로세서를 내놓은 이후 종종 수세에 몰리면서 어려움을 겪기도 했습니다. 이 어려움을 타개하기 위해 내놓은 펜티엄4 프로세서는 한때 AMD CPU를 앞서기도 했지만, 클록을 높일수록 급격히 늘어나는 발열 때문에 결국 사라지고 아키텍처를 대대적으로 혁신한 콘로가 등장했던 것입니다. 이때 AMD와의 격차를 크게 벌려 놓은 인텔은 더 이상 적수가 없는 듯했습니다. 하지만 거의 회생불능처럼 보였던 AMD는 2017년 라이젠 프로세서로 화려하게 부활에 성공했습니다. 젠(Zen) 아키텍처 기반의 라이젠은 인텔 코어 프로세서보다 더 작은 코어를 사용하고 여러 개의 다이를 하나의 CPU에 넣는 방식으로 코어 개수를 크게 늘려 인텔을 압박했습니다. 인텔에는 설상가상으로 3세대 제품부터는 인텔의 14㎚ ++보다 크게 앞선 TSMC의 7㎚ 공정으로 제품을 생산해 코어 숫자와 성능 모두 대폭 개선했습니다. 이제는 AMD가 인텔을 추격하는 게 아니라 인텔이 AMD를 추격해야 하는 상황까지 온 것입니다. 인텔은 올해 10㎚ 공정을 도입하고 기존의 아키텍처를 개선한 서니 코브 아키텍처를 개발에 대응에 나섰습니다. 하지만 아직 10㎚ 공정 반도체 생산량이 충분치 않은 상황이라 내년 상반기까지 14㎚++ 공정에 기댈 수밖에 없는 상황입니다. 새 공정을 적용한 신제품을 대거 투입할 수 없다면 인텔이 내세울 수 있는 유일한 반격의 카드는 가격 인하입니다. 그리고 인텔은 고성능 데스크톱 CPU인 캐스케이드 레이크-X(Cascade Lake-X)를 내놓으면서 가격을 대폭 인하했습니다. 그것도 10-20% 낮추는 게 아니라 최대 절반을 낮췄습니다. 18코어 36스레드 최상위 제품인 Core i9-10980XE은 공식가격 979달러로 전 세대인 스카이레이크-X Core i9-9980XE의 1979달러보다 50% 저렴합니다. 14코어 28스레드 제품인 Core i9-10940X 역시 전 세대 제품보다 600달러 저렴한 784달러로 가격을 낮췄습니다. 12코어 24스레드인 Core i9-10920X는 500달러 낮춘 689달러, 10코어 20스레드인 Core i9-10900X는 399달러 낮춘 590달러가 됐습니다. 인텔이 공개한 슬라이드에서는 이와 같은 공격적 가격 인하로 경쟁 상대인 2세대 스레드리퍼 대비 가격 대 성능비가 더 커졌지만, (사진) 사실 이번 가격 인하는 스레드리퍼보다 가성비가 우수한 라이젠 12/16코어 제품에 대응하기 위한 것으로 풀이됩니다. 12코어 24스레드인 라이젠9 3900X는 499달러로 이미 시장에 출시됐고, 16코어 32스레드인 라이젠9 3950X는 749달러로 올해 11월 출시 예정입니다. 라이젠이 12~16코어까지 제품 라인업을 늘리면서 10코어 이상 CPU 가격을 대폭 낮췄기 때문에 가격을 낮추지 않으면 경쟁 자체가 불가능한 상황이었습니다. 가격을 절반으로 낮춘 덕에 캐스케이드 레이크 – X는 스카이레이크 – X 대비 가성비가 두 배 정도 좋아졌습니다. 다만 이런 공격적인 가격 인하가 통할지는 미지수입니다. 캐스케이드 레이크 – X가 속한 HEDT (high-end desktop) 제품군은 CPU 이외에 부대 비용이 상당하기 때문입니다. 고가의 X299 메인보드, 4채널 DDR4 메모리, 높은 발열량을 감당할 수 있는 고성능 공랭 혹은 수랭식 쿨러, 그리고 이 시스템을 감당할 고용량 파워서플라이까지 포함하면 시스템 구축 비용은 메인스트림 제품군인 12/16코어 라이젠보다 상당히 올라갈 수밖에 없습니다. 14㎚++ 공정 제품이라 7㎚ 공정의 3세대 라이젠 대비 전력 소모가 높아 사용 시간이 긴 사용자의 경우 전기 사용료도 만만치 않을 것입니다. 결국 제대로 된 반격은 인텔이 차세대 미세 공정 기반 CPU를 투입할 수 있는 내년 이후가 되겠지만, 캐스케이드 레이크 – X의 가격은 많은 것을 생각하게 만듭니다. 불과 2년 전인 2017년에 등장한 10코어 20스레드 Core i9-7900X의 출시 가격은 999달러였습니다. 하지만 이제 이보다 약간 저렴한 가격에 18코어 36스레드 CPU인 Core i9-10980XE를 살 수 있게 됐습니다. 지난 몇 년간 고성능 CPU 시장에서 치열한 경쟁이 없었다면 불가능한 일입니다. 인텔 vs AMD의 CPU 전쟁에서 가장 이득을 보게 되는 것은 인텔이나 AMD가 아니라 소비자라는 것을 다시 확인시켜주는 사례입니다. 사진=인텔 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

지난 26일 인텔은 이례적으로 서울에서 메모리 및 스토리지 데이 행사를 개최했습니다. 물론 글로벌 IT 기업인 만큼 인텔의 공개 행사는 전 세계에서 진행할 수 있으며 당연히 서울에서도 할 수 있지만, 발표하는 제품이 낸드 플래시 및 옵테인 메모리 제품군이라 한국 반도체 제조사들을 겨냥한 것이라는 이야기가 나오고 있습니다. 인텔의 발표에서 눈길을 끄는 제품은 삼성전자와 SK 하이닉스가 강한 경쟁력을 지닌 낸드 플래시 메모리가 아니라 인텔의 신무기인 옵테인 메모리입니다. 옵테인(Optane)은 인텔과 마이크론이 협력해서 개발한 차세대 비휘발성 메모리인 3D Xpoint의 브랜드 네임으로 D램과 낸드 플래시 메모리의 중간에 있는 제품이라고 할 수 있습니다. 낸드 플래시 메모리는 전원을 꺼도 데이터가 사라지지 않기 때문에 저장 장치로 사용할 수 있지만, D램에 비해 속도가 느린 편이라 메모리 대신 사용하기는 어렵습니다. 그래도 HDD보다 훨씬 빠르기 때문에 요즘처럼 데이터가 많아진 시대에는 낸드 플래시 기반 저장장치인 SSD가 필수라고 할 수 있습니다. 그러나 데이터 양이 커지면서 더 빠른 저장장치에 대한 수요는 계속 늘어나고 있습니다. 반도체 제조사들이 생각하는 해결책은 차세대 비휘발성 메모리입니다. P램(phase change memory, 상변화 메모리), STT-M램(Spin Transfer Torque-Magnetic RAM, 스핀주입 자화반전 메모리)과 Re램(저항변화 메모리) 등이 대표적입니다. 옵테인은 상변화 메모리의 일종이라고 알려져 있지만, 인텔은 구체적인 원리를 공개하지 않았습니다. 아마도 원리보다 더 중요한 사실은 옵테인이 서버용 저장장치로 사용할 수 있을 만큼 대량 생산한 첫 번째 차세대 메모리라는 것입니다. 삼성전자와 다른 제조사에서도 M램 같은 차세대 메모리를 선보이기는 했지만, 옵테인처럼 주력 제품은 아닙니다. 인텔은 지난 몇 년간 옵테인에 많은 공을 들였습니다. 인텔의 발표 내용을 종합하면 현재 주력 제품인 CPU에 못지않은 차세대 먹거리라고 할 수 있습니다. 3D Xpoint를 공동개발했지만, 적극적인 모습을 보이지 않는 마이크론과는 대조적입니다. 사실 이 두 회사는 지난 1월 1일 협력 관계를 중단한다고 발표했으며 올해까지만 3D Xpoint를 공동 생산한 후 이후에는 각자의 길을 갈 예정입니다. 이미 D램과 낸드 플래시 메모리에서 비중 있는 회사인 마이크론과 달리 인텔은 완전히 새로운 제품군으로 메모리 시장에 도전장을 내민다는 계획입니다. 인텔이 이렇게 옵테인 메모리에 대해서 자신감을 가지는 데는 그럴 만한 이유가 있습니다. CPU가 처리해야 할 데이터의 양이 폭발적으로 증가하면서 SSD나 HDD 같은 저장장치에서 데이터를 읽은 후 이를 메모리에서 처리하고 다시 결과를 저장장치에 기록하는 방식은 점점 더 효율이 떨어지고 있습니다. 메모리와 동급의 성능을 지닌 저장장치나 아예 메모리 + 저장장치를 지닌 시스템을 만들면 대용량 데이터처리 속도가 매우 빨라질 것입니다. 인텔이 올해 공개한 서버 CPU인 캐스케이드 레이크(Cascade Lake)의 경우 CPU 한 개당 최대 1.5TB DDR4 메모리나 4.5TB의 옵테인 DCPM(DC Persistent Memory)를 탑재할 수 있습니다. 본래 D램을 장착할 수 있는 DIMM 폼펙터에 맞게 나온 옵테인 DCPM는 128/256/512GB 용량으로 D램과 혼용해서 메모리처럼 사용하거나 저장장치처럼 사용할 수 있습니다. D램에 근접하는 빠른 속도 덕분에 서버에서는 어려운 순간 재부팅도 가능합니다. 9월 26일 있었던 공개 시연에서 인텔은 기존 시스템과 비교할 수 없을 만큼 빠른 재부팅 속도(10분15초 vs 19초)를 자량했습니다. 인텔은 옵테인 메모리를 D램과 낸드 플래시를 통합할 차세대 메모리로 발전시켜 반도체 시장을 리드한다는 계획입니다. - 문제는 가격 하지만 인텔의 야심찬 계획에도 불구하고 지난 몇 년간 주요 메모리 제조사의 주가는 폭락하지 않았습니다. 인텔의 계획에 대해 시장이 의구심을 품고 있다는 이야기입니다. 이런 의구심의 핵심은 가격입니다. 새로 공개한 인텔 로드맵(사진)에는 일반 소비자용 옵테인 SSD에 대한 이야기가 빠져 있습니다. 본래 인텔은 일반 소비자용 SSD 시장을 겨냥한 옵테인 제품군도 내놓았지만 용량이 작은데다 가격까지 비싸 시장에서 큰 호응을 얻지 못했습니다. 인텔이 데이터 센터 제품에 집중하는 것은 옵테인이 저렴한 제품이 아니면 살아남기 힘든 일반 소비자용 시장보다 비싸도 성능이 좋으면 팔리는 서버 시장에 적합한 제품이기 때문입니다. 하지만 대량으로 구매하는 서버 시장 역시 가격에 민감한 건 마찬가지입니다. 오래전 일이지만, 인텔은 펜티엄 4 프로세서를 출시하면서 당시 기준으로 획기적인 성능을 지닌 차세대 메모리인 램버스 D램을 독점적으로 지원했습니다. 업계 1위인 인텔이 적극 밀었고 성능도 당시 사용되던 D램보다 우수했기 때문에 램버스 D램의 미래는 밝아 보였습니다. 하지만 이를 생산하기 위해서는 새로운 생산 시설이 필요했고 따라서 가격이 비쌌습니다. 반면 DDR 메모리의 경우 기존의 생산 시설을 활용할 수 있어 가격이 상대적으로 저렴했습니다. 이 메모리 전쟁의 승자는 모두가 알다시피 DDR 메모리였습니다. 초기 펜티엄 4 프로세서는 별로 빠르지 않았지만, 신제품이라 가격이 비쌌고 램버스 D램은 DDR과 비교도 되지 않을 만큼 비쌌습니다. 결국 엄청난 비용을 내고 얻을 수 있는 성능상이 이득이 미미했기 때문에 시장에서 외면 받을 수밖에 없었습니다. 결국 인텔은 경장자인 AMD처럼 DDR 메모리를 지원할 수밖에 없었고 메모리 시장은 DDR 메모리 위주로 흘러가게 됩니다. 기술적인 우위만큼 중요한 요소가 가격이라는 점을 보여주는 좋은 사례입니다. 옵테인 메모리가 성공하기 위해서는 상대적인 가격 경쟁력이 확보되야 합니다. 하지만 최근 D램 및 낸드 플래시 메모리 가격이 하락하면서 쉽지 않은 싸움이 예상되고 있습니다. 제조 공정이 향상됨에 따라 옵테인 메모리도 매년 가격이 내려가긴 하겠지만, 이 점은 D램과 낸드 플래시 메모리 역시 마찬가지입니다. 특히 여러 제조사에서 경쟁적으로 만드는 낸드 플래시 메모리 가격은 인텔 독점인 옵테인보다 가격 인하 가능성이 훨씬 큽니다. 옵테인이 차세대 메모리의 대세가 될지 아니면 고성능 D램과 낸드플래시 메모리 사이 낀 샌드위치 신세가 될지는 지금 판단하기 어렵습니다. 하지만 현재의 낸드플래시 메모리 기술은 공정 미세화, 수명, 속도 등에서 이미 한계를 보이고 있기 때문에 차세대 메모리가 필요한 건 분명합니다. 아마도 누가 먼저 출시했느냐 보다는 성능과 가격 두 마리 토끼를 잡는 제조사가 시장을 장악할 것입니다. 국내 제조사들이 차세대 메모리 개발을 위해 투자를 아끼지 않는 이유입니다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

올해 하반기 CPU 업계의 최대 관심사는 최초의 7nm x86 CPU인 AMD의 3세대 라이젠과 차세대 서니 코브 아키틱처로 무장한 10nm 인텔 CPU인 아이스레이크의 격돌이었습니다. 3세대 라이젠은 데스크톱으로 먼저 출시되고 아이스레이크는 이제 막 노트북 시장에 선보이기 시작해 아직 평가하기는 이르지만, 현재까지의 반응은 AMD의 완승입니다. 몇 년 전까지만 해도 AMD CPU는 데스크톱, 노트북, 서버 시장 모두에서 점유율이 미미했으며 신제품 출시에도 이렇다 할 반응이 없었습니다. 라이젠 출시 전까지는 회사가 분할 매각될 것이라는 루머까지 나돌았습니다. 하지만 라이젠 출시 이후 AMD는 반격의 기회를 잡았으며 올해는 인텔보다 빠르게 7nm CPU를 선보이면서 시장을 리드하고 있습니다. 한국을 포함한 여러 나라에서 AMD CPU의 시장 점유율은 가파르게 상승하고 있습니다. 최근 일부 쇼핑몰에서는 인텔 CPU보다 판매량이 높은 이변이 일어나기도 했습니다. 반면 인텔 10세대 코어 프로세서에 대한 시장 반응은 상대적으로 미지근한 편입니다. 중요한 이유는 10nm 공정과 서니 코브 아키텍처를 사용한 신제품이 생각보다 적다는 것입니다. 지난달 인텔이 발표한 코멧레이크(Comet Lake)는 저전력 노트북 시장에 6코어 프로세서를 도입했다는 의미는 있지만, 10nm 아이스레이크가 아닌 14nm 공정 프로세서라는 점이 약점입니다. 코멧레이크 S 프로세서의 경우 TDP 15W를 맞추면서 6코어/12쓰레드를 달성했다는 점은 긍정적이지만, 14nm 공정 적용으로 실제 전력 소모와 발열은 4코어 제품보다 약간 높을 것으로 예상됩니다. 다만 LPDDR4X 2933 메모리 적용으로 전력 소모를 다소 줄일 수 있습니다. 이 제품은 앞서 출시한 아이스레이크와 함께 경량 노트북에 탑재될 것입니다. TDP 7W급인 코멧레이크 Y는 초경량 노트북이나 태블릿/컨버터블 PC에 탑재되는 제품으로 이 급에서 4코어/8쓰레드를 구현했다는 점이 인상적입니다. 물론 14nm 공정 적용으로 듀얼 코어 제품보다 전력 소모는 다소 높을 것으로 보입니다.한 가지 우려되는 부분은 아이스레이크와 코멧레이크 모두 10세대 코어 프로세서로 출시되어 소비자에게 혼동을 줄 수 있다는 것입니다. CPU 성능은 사실 차이가 크지 않지만, 그래픽은 제법 차이가 날 수 있습니다. 아이스레이크에서 차세대 그래픽인 Gen 11를 도입했기 때문입니다. 소비자의 주의가 필요한 대목입니다. CPU의 모델 명 숫자(네 자리인지 다섯 자리인지)와 그래픽 라인업으로 구분할 수 있습니다. 10nm 아이스레이크와 14nm 코멧레이크의 어색한 동거는 인텔 10nm 팹의 생산량이 충분치 않기 때문일 것입니다. 물론 과거보다 인텔 CPU 판매량 자체가 늘어나 한 번에 모든 제품군을 교체하기 힘들어진 것도 이유일 수 있습니다. 그래도 모바일 부분에서는 아직 라이젠의 힘이 약하기 때문에 인텔 천하가 위협받을 이유는 없습니다. 문제는 최근 CPU 코어 수가 대폭 늘어난 데스크톱, 워크스테이션, 서버 시장입니다. AMD는 3세대 라이젠을 내놓으면서 7nm 공정 도입과 함께 I/O 다이와 CPU 다이를 분리하는 독특한 구조를 선택해 쉽게 CPU 코어 숫자를 늘릴 수 있게 만들었습니다. 덕분에 올해 데스크톱 시장에 16코어, 서버 시장에는 64코어 CPU를 투입할 수 있습니다. 고성능 CPU 및 워크스테이션 시장을 겨냥한 32코어 스레드리퍼 역시 언제든 64코어 CPU로 대체할 수 있는 상황입니다. 당장 10nm CPU로 반격할 수 없는 인텔은 적어도 내년 상반기까지 어떻게든 14nm 공정 CPU로 버텨야 합니다. 서버 시장에는 최대 56코어 캐스케이드레이크 (Cascade Lake) CPU를 투입했는데, 14nm 공정으로 너무 많은 코어를 집적한 나머지 TDP가 400W에 달하는 신기록을 달성했습니다. 하지만 내년쯤 아이스레이크 기반 서버칩이 나오기 전까지는 다른 대안이 없는 상태입니다.인텔은 2017년 일반 데스크톱과 서버 시장의 중간에 있는 고성능 PC 시장을 위해 스카이레이크 X 시리즈를 출시했습니다. 18코어까지 코어 숫자를 늘린 것까지는 좋은데 가격대 성능비가 경쟁자인 스레드리퍼에 미치지 못했습니다. 이 난국을 타개하기 위해 최근 인텔은 캐스케이드레이크 X를 투입하겠다고 발표했습니다. 구체적인 제품군은 공개하지 않았지만, 스카이레이크 X나 스레드리퍼 2000 시리즈 대비 가격 대 성능비가 높다고 합니다. 코어 당 성능은 크게 변화 없겠지만, 코어 숫자를 높이고 가격은 낮춘 모델로 생각됩니다. 캐스케이드레이크 X는 다음 달 공개될 예정입니다. 다만 이 경우에도 AMD는 7nm 공정 칩으로 대응이 가능해 쉽지 않은 싸움이 예상됩니다. 사실 현재 인텔이 겪는 어려움은 몇 년에 걸쳐 준비된 것입니다. 경쟁사가 새로운 CPU와 미세 공정을 준비할 때 인텔은 지지부진했고 이런 상황이 몇 년간 누적되면서 위기가 닥친 것입니다. 하지만 인텔은 여전히 막대한 자금력과 시장 지배력을 지니고 있습니다. 적극적인 연구 개발과 투자로 차세대 미세 공정 전환을 빠르게 진행하고 새 아키텍처를 계속 개발해 경쟁사와의 차이를 다시 벌린다면 못 벗어날 위기도 아닙니다. 하지만 지금 상황은 아무리 막강한 기업이라도 잠시 방심하는 순간 흔들릴 수 있음을 보여주는 좋은 사례입니다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

현재 그래픽 카드 메모리의 주류는 GDDR (Graphics DDR) SDRAM 메모리입니다. 초창기 그래픽 카드는 PC용 시스템 메모리와 동일한 메모리를 사용했지만, 그래픽 처리 프로세서인 GPU의 급격한 성능 발달로 이미 2000년대 초반 속도 한계에 직면했습니다. CPU용으로 개발된 시스템 메모리로는 GPU가 처리하는 방대한 데이터를 감당하기 어려워진 것입니다. 기본적으로 GPU는 큰 크기의 고해상도 그래픽 데이터를 빠르게 (가능한 초당 60 프레임 이상으로) 처리해야 합니다. 그래야 화려한 게임 그래픽을 끊김 없이 처리할 수 있습니다. 이런 이유로 2003년부터 일반 DDR 메모리보다 더 큰 대역폭을 지닌 GDDR 메모리가 그래픽 카드에 도입되기 시작합니다. GDDR2 메모리는 2003년 출시한 엔비디아의 지포스 FX 5700/5800 울트라 시리즈에 처음 사용됩니다. (1세대 GDDR 메모리는 90년대 후반 등장했는데 당시 그래픽 카드에는 사용되지 않았습니다) 하지만 GDDR 메모리의 본격적인 보급은 2004년 등장한 GDDR3부터입니다. GDDR3는 나중에 AMD에 합병된 ATI와 엘피다, 하이닉스, 인피니온 등 메모리 제조사들이 협력해 만든 그래픽 메모리 규격입니다. 이름과는 달리 DDR2 기반으로 덕분에 DDR3 메모리 규격이 확립되기 전인 2004년부터 본격적으로 보급될 수 있었습니다. GDDR 메모리는 DDR 메모리보다 데이터가 지날 수 있는 통로가 더 많고 데이터 전송 속도가 빨라 3D 그래픽처럼 대용량 데이터를 빠르게 처리할 때 유리합니다. 사실 GPU가 빠른 속도로 발전할 수 있었던 것은 이를 뒷받침할 GDDR 메모리의 발전이 있었기 때문입니다. 따라서 DDR 메모리보다 버전 업데이트가 훨씬 빨리 이뤄져 DDR4 메모리가 도입되는 동안 GDDR5, GDDR5x, GDDDR6 같은 새로운 규격이 등장했습니다. GDDR6 메모리를 사용한 지포스 RTX 2080의 경우 14Gbps GDDR5 (256bit) 메모리에서 448GB/s의 넓은 대역폭을 지원받고 있습니다. 이는 DVD 영화 100편 정도를 1초에 전송하는 속도입니다. 하지만 GDDR 메모리 규격 역시 점점 한계에 도달하고 있습니다. GDDR3에서 메모리 칩 하나 당 19.9 GB/s의 속도를 확보했고, GDDR5에서 40–64 GB/s, GDDR6에서 112–128 GB/s으로 늘어나기는 했지만, GPU의 연산 능력이 급격히 향상되면서 한계에 봉착한 것입니다. 이는 GPU가 게임에서만 쓰이는 것이 아니라 인공지능이나 슈퍼컴퓨터 같은 더 중요한 분야에 사용되면서 연산 능력이 급격히 높아진 것도 원인입니다. HBM (High Bandwidth Memory) 메모리는 이 문제에 대한 가장 합리적인 해결책입니다. HBM 메모리는 삼성전자, SK 하이닉스, AMD의 협력으로 개발되었으며 2013년 SK 하이닉스에서 첫 제품을 내놓았습니다. HBM은 여러 개의 D램 다이(die)를 아파트처럼 수직으로 쌓고 여기에 데이터 통로인 TSV (through-silicon via)를 뚫어 고속으로 데이터를 주고받는 메모리라고 할 수 있습니다. 아예 통로를 여러 개 뚫어 대량으로 데이터를 전송하기 때문에 대역폭에서 GDDR6 메모리를 크게 앞설 수 있습니다. 따라서 슈퍼컴퓨터나 인공지능 연산용 고성능 GPU에 사용됩니다. 하지만 비싼 가격으로 인해 일반 그래픽 카드에는 제한적으로 보급되고 있습니다.올해 출시된 AMD의 라데온 VII 그래픽 카드는 HBM2 메모리를 사용하는데, 4개만 있어도 1TB/s의 대역폭과 16GB의 메모리 용량을 확보할 수 있습니다. 하지만 이미 국내 메모리 제조사들은 이를 뛰어넘는 제품을 개발했습니다. 올해 3월 삼성전자가 공개한 플래시볼트 (Flashbolt) HBM2E 메모리는 칩 하나 당 410GB/s의 대역폭과 16GB의 용량을 제공합니다. 8개의 다이를 수직으로 올린 후 5000개 이상의 TSV로 연결해 속도와 용량을 획기적으로 끌어 올렸습니다. 그리고 이번 달 SK 하이닉스는 이보다 더 빠른 460GB/s 속도의 HBM2E 메모리를 개발했다고 발표했습니다. 이 제품을 4개 사용한 GPU는 1.84TB/s의 대역폭과 64GB의 용량을 확보할 수 있습니다. 이렇게 빠르고 용량이 큰 메모리가 필요한지 의문을 지닐 수도 있지만, 단순히 게임용이 아니라 인공지능 및 슈퍼컴퓨터를 위해서는 이것도 부족할 수 있습니다. 현재 국내 제조사들은 HBM2E보다 더 빠른 HBM3 및 HBM4 메모리 개발을 위한 연구를 진행하고 있습니다. 이 메모리는 현재 미국이 개발하는 엑사스케일 슈퍼컴퓨터에 사용될 것입니다. 국내 기업이 주도하는 HBM 메모리는 인공지능 및 슈퍼컴퓨터 개발에 없어서는 안 될 핵심 부품이라고 할 수 있습니다. 다른 한편으로 일반 소비자용 그래픽 카드에서 HBM 메모리를 사용할 수 있게 하려는 시도도 진행 중입니다. GDDR 규격도 좀 더 빨라질 수 있지만, 대역폭 문제의 근본적인 해결책은 메모리 구조 자체를 혁신한 HBM 메모리의 염가형 버전을 보급하는 것입니다. HBM 메모리를 사용한 그래픽 카드 중 그나마 저렴한 라데온 VII이 699달러로 아직 꽤 비싼 편이기 때문에 500달러 이하 그래픽 카드에서 사용할 수 있는 HBM 메모리가 필요할 것입니다. 결국 이 문제 역시 국내 제조사들의 노력에 달려 있습니다. GDDR 메모리가 결국 DDR 메모리를 대체하고 그래픽 카드 메모리의 대세가 된 것처럼 언젠가는 HBM 메모리가 새로운 대세가 될 날이 올 것으로 기대합니다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com　

삼성전자가 PCIe(직렬 전송 방식 인터페이스) 4.0 기반의 고성능 NVMe SSD ‘PM1733’ 라인업과 고용량 D램 모듈 RDIMM(서버용 메모리로 많이 사용되는 D램 모듈), LRDIMM(RDIMM 용량과 처리 속도 개선을 위해 모듈 상에 버퍼를 추가한 것)을 본격 양산했다. PM1733은 PCIe4.0 인터페이스를 지원해 NVMe SSD(카드타입)에서 연속 읽기 8000MB/s, 임의 읽기 150만 IOPS(초당 입출력 작업 처리 속도)를 구현한 역대 최고 성능 제품으로 PCIe 3.0 인터페이스 SSD 보다 성능이 두 배 이상 향상됐다. 이 제품은 5세대 512Gb 3비트 V낸드를 탑재해 두 가지 타입으로 양산된다. 삼성전자는 PM1733외에도 AMD의 신규 프로세서 ‘EPYC 7002’에서 최대 용량을 지원하는 RDIMM과 LRDIMM 등 D램 모듈을 공급한다. 삼성전자는 8Gb, 16Gb DDR4 제품을 활용해 8GB부터 최대 256GB 용량까지의 다양한 RDIMM을 제공하며, 사용자들이 삼성전자의 고용량 RDIMM을 활용할 경우 CPU 당 최대 4TB의 메모리를 사용할 수 있다. 삼성전자 메모리사업부 상품기획팀 한진만 전무는 “삼성전자는 AMD와 함께 차세대 서버에 탑재할 최신 프로세서, 메모리, 스토리지 제품 분야에서 밀접하게 협업하고 있다”면서 “삼성전자의 PM1733, RDIMM, LRDIMM과 함께 AMD는 EPYC 7002 프로세서를 고객들에게 제공하며 새로운 표준을 적용한 신규 데이터센터 구축을 가능하게 하고 있다”고 설명했다. AMD는 7일(현지시간) 미국 샌프란시스코에서 EPYC 7002 프로세서를 선보이는 행사를 가졌다. 홍희경 기자 saloo@seoul.co.kr

삼성전자가 PCIe(직렬 전송 방식 인터페이스) 4.0 기반의 고성능 NVMe SSD ‘PM1733’ 라인업과 고용량 D램 모듈 RDIMM(서버용 메모리로 많이 사용되는 D램 모듈), LRDIMM(RDIMM 용량과 처리 속도 개선을 위해 모듈 상에 버퍼를 추가한 것)을 본격 양산했다. PM1733은 PCIe4.0 인터페이스를 지원해 NVMe SSD(카드타입)에서 연속 읽기 8000MB/s, 임의 읽기 150만 IOPS(초당 입출력 작업 처리 속도)를 구현한 역대 최고 성능 제품으로 PCIe 3.0 인터페이스 SSD 보다 성능이 두 배 이상 향상됐다. 이 제품은 5세대 512Gb 3비트 V낸드를 탑재해 두 가지 타입으로 양산된다. 삼성전자는 PM1733외에도 AMD의 신규 프로세서 ‘EPYC 7002’에서 최대 용량을 지원하는 RDIMM과 LRDIMM 등 D램 모듈을 공급한다. 삼성전자는 8Gb, 16Gb DDR4 제품을 활용해 8GB부터 최대 256GB 용량까지의 다양한 RDIMM을 제공하며, 사용자들이 삼성전자의 고용량 RDIMM을 활용할 경우 CPU 당 최대 4TB의 메모리를 사용할 수 있다. 삼성전자 메모리사업부 상품기획팀 한진만 전무는 “삼성전자는 AMD와 함께 차세대 서버에 탑재할 최신 프로세서, 메모리, 스토리지 제품 분야에서 밀접하게 협업하고 있다”면서 “삼성전자의 PM1733, RDIMM, LRDIMM과 함께 AMD는 EPYC 7002 프로세서를 고객들에게 제공하며 새로운 표준을 적용한 신규 데이터센터 구축을 가능하게 하고 있다”고 설명했다. AMD는 7일(현지시간) 미국 샌프란시스코에서 EPYC 7002 프로세서를 선보이는 행사를 가졌다. 홍희경 기자 saloo@seoul.co.kr

인텔이 아이스 레이크 (Ice Lake)로 알려진 10세대 코어 프로세서를 노트북 제조사들에 공급하기 시작했습니다. 출시된 제품들은 TDP 9 ~ 28W 사이의 저전력 노트북 및 태블릿 CPU로 일반 소비자가 시중에서 CPU만 구매할 수 있는 물건이 아닙니다. 현재 선적이 시작됐다면 소비자가 이를 사용한 노트북을 구매할 수 있는 것은 연말쯤이 될 것입니다. 다만 해외 IT 관련 매체들은 10세대 코어 프로세서를 사용한 프로토타입 노트북을 사용해 간단한 벤치마크 결과를 공개했습니다. 결론적으로 말하면 CPU 성능 향상은 인상적이지 않지만, GPU 성능 향상은 괄목할 만한 수준이라는 것입니다. 인텔은 2011년 출시한 샌디브릿지 이후 미세 공정과 마이크로 아키텍처를 조금씩 개선해 나갔습니다. 하지만 가장 강력한 경쟁 상대인 AMD가 젠(Zen) 아키텍처를 선보이며 인텔 코어 프로세서를 바짝 추격하자 지지부진했던 10nm 미세 공정 이전을 서두르면서 아키텍처를 대대적으로 변경하겠다고 발표했습니다. 물론 보안 문제 역시 아키텍처 개혁의 중요한 이유입니다. 아이스 레이크는 그 첫 결과물입니다. 인텔은 정식 출시 전 아이스 레이크에 적용된 서니 코브 (Sunny Cove) 아키텍처가 스카이레이크 계열 CPU보다 18% (같은 클럭에서 성능을 평가하는 IPC 기준) 정도 성능이 향상됐다고 발표했습니다. 그러나 막상 모습을 드러낸 10세대 코어 프로세서의 CPU 성능은 전 세대와 크게 다르지 않습니다. 인텔이 공개한 슬라이드에 따르면 10세대 코어 프로세서는 15W 제품군에서 싱글 쓰레드 기준으로 5세대 코어 프로세서(브로드웰)보다 47% 빠릅니다. 8세대 코어 프로세서 (위스키 레이크)가 5세대보다 42% 빠르다는 점을 생각하면 미미한 차이입니다. 그 이유는 작동 클럭이 낮아진데 있습니다.10세대 코어 프로세서인 Core i7-1065G7의 작동 속도는 베이스 1.3GHz/터보 3.9GHz인 반면 8세대 코어 프로세서인 Core i7-8565U의 작동 속도는 베이스 1.8GHz/터보 4.6GHz입니다. 같은 클럭에서 성능이 높아지긴 했는데, 대신 작동 클럭이 낮아지면서 정작 성능은 큰 변화가 없었던 것이죠. 하지만 10세대 코어 프로세서가 서니 코브 아키텍처의 1세대 제품이라는 점도 감안해야 합니다. 앞으로 몇 세대를 지나면서 점점 클럭을 높이고 아키텍처와 미세 공정을 개선하면 성능이 크게 높아질 수 있습니다. 10세대 코어 프로세서는 AMD에서 잔뼈가 굵은 엔지니어인 라자 코두리를 영입해 지금까지 큰 약점으로 지적되었던 GPU를 대폭 개선했습니다. 일부 게임 벤치마크 결과만 공개되었지만, 기존의 인텔 내장 그래픽보다 두 배 이상의 성능을 보이는 경우도 있어 드라이버 최적화 이후 성능이 기대됩니다. Gen11 내장 GPU는 전 세대 GPU보다 훨씬 많은 32/48/64개 실행유닛 (EUs)을 탑재했을 뿐 아니라 아키텍처를 대폭 개선해 성능을 끌어올렸습니다. 덕분에 강력한 그래픽 성능을 지닌 AMD의 모바일 CPU와 어느 정도 경쟁이 가능할 것으로 예상됩니다. 반면 지포스 MX150/250 같은 보급형 그래픽 카드의 위치는 다소 위태로워졌습니다. 휴대성과 배터리 지속 시간이 중요한 노트북에서 별도의 그래픽 카드를 탑재한다는 것은 추가 비용은 물론 발열, 배터리 지속 시간, 무게 등 여러 가지 약점을 감수할 만큼 성능 향상이 있을 때만 가능한 일입니다. CPU 내장 그래픽이 이 성능 차이를 크게 좁혔다면 당연히 CPU 내장 그래픽만 탑재하는 것이 유리합니다. 보급형 그래픽 카드의 성능을 지금보다 더 높여야 할 이유가 생긴 것입니다. 반대로 소비자는 얇고 배터리가 오래 가는 노트북과 태블릿으로 지금보다 쾌적하게 게임을 즐길 수 있게 됐습니다. 당연히 소비자에게 유리한 변화입니다. 이외에도 10세대 코어 프로세서에는 여러 가지 새로운 기술들이 녹아 들어가 있습니다. 인공지능 전용 명령어 세트인 인텔 딥러닝 부스트 (Intel DL Boost), AVX-512, LPDDR4X 3733 메모리 지원, 와이파이 6와 썬더볼트 3 기본 통합으로 소비자들은 신기술을 추가 비용이나 하드웨어 없이 사용할 수 있습니다. 10세대 코어 프로세서를 통해 인텔은 계속해서 프로세서 성능을 높이고 기능을 추가할 수 있음을 보여줬습니다. 프로세서 기술의 발전은 과거보다 느려졌지만, 우리를 편리하게 만드는 기술적 진보는 멈추지 않을 것입니다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com