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

“Cos ah ah I’m in the stars tonight~ So watch me bring the fire and set the night alight~” BTS의 신곡 다이너마이트(Dynamite). 지난 9월 25일 금요일 오후 5시(미 서부시간, 한국시간 26일 오전 9시). 빌보드 1위에 오르며 케이팝의 새 역사를 쓴 이 곡은 TV나 유튜브가 아닌 온라인 게임 ‘포트나이트’ 파티로얄에서 퍼져 나갔다. 파티로얄에 참가한 수많은 게이머들은 새로 공개한 BTS의 다이너마이트 안무에 맞춰 춤을 췄다. 이 행사를 위해 BTS 기획사 빅히트엔터테인먼트 측은 뮤직비디오나 예능 프로가 아닌 ‘파티로얄’에서 처음으로 안무를 공개했다. 미국의 게임사 에픽게임즈의 포트나이트는 플레이어들이 전투를 벌이는 배틀로열 장르의 게임. 파티로얄은 전투 없이 친구나 다른 플레이어들과 함께 콘서트나 영화를 관람하거나 즐길 수 있는 ‘소셜 공간’이다. 즉 이용자들이 게임 안에서 게임이 아니라 ‘파티’를 즐겼다. BTS의 새 노래를 즐기는 데만 그치지 않았다. BTS 팬클럽인 아미들은 여기에서 새로 나온 BTS 안무 이모티콘을 구입했다.●헤드셋 필요 없고 PC· 모바일 모두 가능 이처럼 BTS가 가상 공연을 했던 포트나이트와 같은 공간을 ‘메타버스’(Metaverse)라 부른다. 메타버스는 지금 실리콘밸리에서 큰 주목을 받는 기술(또는 개념)이 됐다. 실제 젠슨 황 엔비디아 창업자 겸 최고경영자(CEO)는 지난 5일(현지시간) 온라인으로 진행된 GPU연례개발자대회(GTC) 2020 기조연설에서 “지난 20년간 놀라운 일이 벌어졌다면 미래 20년은 공상과학영화(SF)에서 보던 일이 벌어질 것이다. 메타버스가 오고 있기 때문이다(The Metaverse is coming)”라고 말했다. 인공지능(AI) 칩 시대를 이끌면서 일약 시가총액 세계 1위 반도체 회사로 끌어올리고 있는 엔비디아의 젠슨 황은 미래가 ‘메타버스의 시대’임을 알린 첫 메이저 기업 CEO로 기록됐다. 엔비디아는 GTC 2020에서 클라우드 AI 동영상 스트리밍 플랫폼(맥신), 헬스케어 AI 연구용 슈퍼컴퓨터(케임브리지1), 새로운 DPU(데이터처리장치) 등 산업의 흐름을 바꿀 만한 발표를 했는데 이에 앞서 ‘메타버스의 시대’를 선언했다는 것은 적잖은 의미가 있다는 평가다. 그렇다면 메타버스란 무엇일까. 메타버스는 ‘초월, 그 이상’을 뜻하는 그리스어 메타(Meta)와 세상 또는 우주를 뜻하는 유니버스의 합성어다. ‘초월적 하이브리드 세상’을 뜻한다. 이용자들이 아바타를 이용해 단순히 게임이나 가상현실(VR)을 즐기는 데 그치지 않고 사회·문화적 활동을 하며 경제적 가치를 창출하고 소유 투자, 보상받을 수 있는 세계를 ‘메타버스’라 부른다. 3차원 그래픽의 가상공간일 뿐 아니라 가상과 실제 현실이 상호작용하면서 새로운 세계를 창조하는 것이다. 메타버스는 지난 1992년 미국의 SF 소설가 닐 스티븐슨의 ‘스노 크래시’(Snow Crash)란 소설에서 처음 사용됐다. 이 소설에서는 아바타(Avatar)란 단어도 처음 등장한다. 레디플레이어원(2018)과 매트릭스(1999)가 메타버스를 그린 영화로 꼽힌다. 메타버스는 VR 게임처럼 별도의 헤드셋이 필요 없고 PC, 모바일, 게임기, TV 등 다양한 기기에서 즐길 수 있어야 한다는 점이 특징이다. 대표적 메타버스로 불리는 포트나이트의 팀 스위니 창업자 겸 CEO는 “메타버스는 인터넷(웹)의 다음 버전이다. 사람들이 메타버스로 일하러 가거나 게임을 하거나 쇼핑을 하거나 시간을 보낼 수 있을 것”이라고 말했다. 이 기술(개념)은 코로나 팬데믹 이후에 빠르게 확산됐다. 집에서 일을 하고 학교에 가고 운동하는 ‘홈 이코노미’ 시대가 열리면서 메타버스 게임에 사람들이 몰리고 시간을 보내며 심지어 ‘힐링’했다. ●“메타버스는 인터넷 웹의 다음 버전” 지난 3월 20일 출시된 닌텐도의 ‘모여봐요, 동물의 숲’(모동숲·애니멀 크로싱)은 메타버스를 구현한 게임으로 꼽힌다. 동물의 숲은 현실과 동일한 시간이 흐르는 가상 세계에서 이용자가 낚시, 곤충채집, 가드닝, 집꾸미기 등의 취미활동을 할 수 있는 게임이다. 동물의 숲은 가족 친화적인 콘텐츠로 ‘힐링게임’이란 수식어가 붙으면서 글로벌 히트, 닌텐도 스위치 판매를 포함한 실적 향상의 견인차 역할을 했다. 닌텐도의 지난 2분기 영업이익은 428%나 올랐다. 닌텐도 주가도 동물의 숲 출시 전엔 3만 3220엔이었으나 7일 현재 5만 7490엔으로 수직상승했다. 또 다른 메타버스 게임 로블록스(Roblox)도 특급 인기를 누리고 있다. 로블록스는 7~12세에게 가장 인기 있는 게임으로 지난 2월 이미 1억 1500만명의 활성 사용자를 확보했는데 코로나 팬데믹 이후엔 이용자가 1억 6400만명으로 늘었다. 로블록스가 주목받는 이유는 로블록스는 수동적인 게임이 아니라 게임 제작 플랫폼이기 때문이다. 로블록스는 경제활동을 적극적으로 할 수 있다. 로블록스 안에서 디자인하는 것도 돈을 버는 일이며 로벅스라는 게임머니를 쓰기도 하고 벌기도 한다. 개발자들은 자동차에서 배경화면까지 자신이 만든 아이템을 팔아서 다른 개발자의 게임에 통합할 수 있다. 이 게임을 하는 어린이들은 레고 블록 같은 아이콘과 아바타를 이용, 자신만의 게임과 세계를 디자인, 구축한 다음 친구들과 공유한다. 이코노미스트에 따르면 200만명으로 추정되는 로블록스 내 게임, 디자인 개발자 중 6분의1은 이 게임 내에서 수입을 올리고 있다. 지금까지 이 로블록스 세계 안에서 5000만개의 게임이 제작됐으며 100만번 이상 플레이된 블록버스터도 탄생했다. 로블록스 내 가장 인기 있는 게임인 어답트미(Adopt me)는 지난 4월 기준 160만명 이상 동시 플레이됐다. 로블록스사는 평가금액 80억 달러(약 9조 3000억원)로 내년 초 상장을 예고하고 있다.●‘1억 6000만명 이용’ 로블록스 상장 예고 빅테크 기업들도 메타버스 시대를 준비 중이다. 게임 ‘마인크래프트’를 보유한 마이크로소프트(MS)는 빅테크 기업 중 메타버스 시대를 가장 앞서 준비한 회사로 평가받는다. 게임기 엑스박스(Xbox)를 매년 업그레이드하고 있으며 최근엔 ‘둠’, ‘폴아웃’, ‘엘더스크롤’ 등 유명 게임들을 만든 게임사를 소유한 제니맥스미디어를 75억 달러(약 8조 7400억원)에 인수하기도 했다. MS는 게임뿐만 아니라 증강현실(AR) 기기 ‘홀로렌즈’를 개발했으며 ‘팀스’(teams) 등의 서비스를 통해 일의 미래를 주도하고 있다. 가상현실 기기 및 플랫폼 ‘오큘러스’를 보유한 페이스북은 VR 해드셋 ‘오큘러스 퀘스2’를 공개한 데 이어 2021년 증강현실 안경(아리아)을 공개하기로 하는 등 이 분야를 모바일을 잇는 차세대 인터넷 플랫폼으로 점찍었다. 효과적인 재택근무를 돕는 인피니트 오피스(Infinite Office), 홈트레이닝의 성과를 측정할 수 있는 건강 앱 등을 선보이면서 ‘메타버스 이코노미’를 독자적으로 만들어 가고 있다는 평가를 받고 있다. 2020년은 코로나 팬데믹으로 인해 메타버스가 본격적으로 시작된 해로 훗날 평가받을 것이다. 그러나 이 같은 메타버스의 부상으로 인해 이용자들이 현실과 가상을 점차 구분할 수 없고 사이버 범죄 위험에 무방비로 노출될 수 있다는 단점도 지적된다. 더 밀크 대표 [용어 클릭] ■메타버스(Metaverse)란 메타버스는 ‘초월, 그 이상’을 뜻하는 그리스어 메타(Meta)와 세상 또는 우주를 뜻하는 유니버스의 합성어다. 3차원 그래픽의 가상공간일 뿐 아니라 가상과 실제 현실이 상호작용하는 새로운 사이버 세계를 뜻한다. 지난 1992년 미국의 SF 소설가 닐 스티븐슨의 ‘스노 크래시’(Snow Crash)란 소설에서 처음 사용됐다.

미국 현지 시각으로 9월 15일에 진행된 애플의 신제품 공개 행사는 매해 가을 신제품 행사의 주역인 아이폰은 빠졌지만, 그 모습을 짐작하게 만드는 신기술은 먼저 공개되었습니다. 바로 신형 아이패드 에어에 사용된 A14 바이오닉 (Bionic) 칩입니다. 5nm 공정이 적용된 애플 A14 바이오닉 칩은 별다른 이변이 없다면 조만간 공개될 아이폰 12의 두뇌가 될 것입니다. 그런 만큼 A14 바이오닉 칩을 통해 아이폰 12의 성능은 물론 애플이 생각하는 미래 전략을 엿볼 수 있습니다. 애플이 공개한 내용에 따르면 A14 바이오닉 칩은 A13 바이오닉 칩보다 38%나 늘어난 118억 개의 트랜지스터를 집적했습니다. 모바일 AP 가운데 역대 최대 수준입니다. 8코어 라이젠 7 3700X CPU의 경우 트랜지스터 집적도가 59.9억 개로 절반 정도에 불과합니다. A14 바이오닉 칩이 복잡도에서 고성능 데스크톱 CPU에 못지않은 수준이라는 점을 짐작할 수 있습니다. 물론 A14 바이오닉 칩은 CPU만 있는 게 아니라 GPU와 인공지능 연산을 위한 뉴럴 엔진 (Neural Engine) 등 여러 가지 부분을 포함하고 있어 일반적인 CPU와 1:1 비교는 무의미하지만, 최신 5nm 공정으로 얼마나 많은 트랜지스터를 집적했는지 짐작할 수는 있는 대목입니다. 하지만 진짜 흥미로운 부분은 트랜지스터 증가 폭에 비해 미미한 성능 향상입니다. 애플은 아이패드 에어의 두뇌를 A12에서 A14로 바꾸면서 CPU와 GPU 성능이 각각 40%와 30% 향상되었다고 발표했습니다. 이 주장이 사실이라면 A13 바이오닉 칩과 비교 시 A14 바이오닉 칩의 CPU, GPU 성능 향상은 겨우 16%와 8.3%에 불과합니다. 값비싼 최신 미세 공정을 이용해서 트랜지스터 집적도를 85억 개에서 118억 개로 끌어올린 것치곤 초라한 수치입니다. 그런데 여기에는 그럴 만한 이유가 있어 보입니다. 바로 훨씬 커진 뉴럴 엔진입니다.애플이 공개한 프로세서 다이어그램에서 16코어 뉴럴 엔진의 크기는 6코어 (2코어 파이어스톰 (고성능) + 4코어 아이스스톰 (저전력)) CPU 블록보다 더 커졌습니다. 과거 반도체 다이 블록 (die block)을 분석한 결과에 따르면 A13 바이오닉 칩에서 CPU의 면적은 13.47㎟이지만 뉴럴 엔진의 크기는 4.64㎟로 절반에도 못 미쳤습니다. 그런데 A14 바이오닉 칩에서는 반대로 뉴럴 엔진 부분이 대폭 커진 것입니다. 정확한 크기는 반도체 다이를 직접 분석해봐야 알 수 있지만, 애플은 뉴럴 엔진이 8코어에서 16코어로 두 배 늘어났고 연산 능력도 6TOPs에서 11TOPs로 거의 두 배 늘어났다고 발표했습니다. 따라서 A14 바이오닉 칩에서 늘어난 트랜지스터의 상당 부분은 뉴럴 엔진에 할당되었을 가능성이 큽니다. 애플은 CPU나 GPU가 아니라 인공지능이 미래라고 본 것입니다. 그렇게 생각하는 이유는 또 있습니다. 애플은 오래된 A10을 사용한 아이패드를 A12 바이오닉 칩으로 업그레이드했습니다. 이미 A12 바이오닉 칩으로 업그레이드한 아이패드 미니와 A13 바이오닉 칩을 사용한 아이폰 SE, 그리고 A14 바이오닉 칩을 사용할 것으로 예상되는 아이폰 12까지 전 제품 라인업에 적어도 5-11TOPs급 인공지능 칩을 사용한 것입니다. 애플이 인공지능에 초점을 맞춰 제품 라인업을 재정비했다는 사실을 알 수 있는 대목입니다. 이미 인공지능은 스마트폰과 태블릿에서 성능을 높이는 데 큰 역할을 하고 있습니다. 따라서 애플은 물론이고 인텔, 퀄컴, 삼성전자, 엔비디아 등 여러 IT 기업들이 더 강력한 인공지능 하드웨어를 개발하는데 투자를 아끼지 않고 있습니다. 그런데 애플의 강점은 하드웨어 자체보다 이와 연결된 독자적인 생태계와 사용자 경험, 그리고 서비스에 있습니다. 모든 제품에 인공지능 강력한 하드웨어를 장착한 것은 앞으로 이를 위한 기초 공사일 것입니다. 애플이 앞으로 인공지능을 어떻게 활용할지 궁금합니다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

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

미국 엔비디아가 영국 반도체 설계 회사 ARM을 인수하고 중국 화웨이에 반도체 공급을 끊는 미국 제재가 발효되면서 글로벌 반도체 시장이 전환점을 맞고 있다. 굵직한 대외변수로 ‘악재´와 ‘기회´를 동시에 직면한 삼성전자, SK하이닉스 등 국내 기업들은 커지는 불확실성 속에서 거래 승인 요청, 대체 수요처 발굴 등 모든 경우의 수를 따져보며 돌파구 찾기에 나섰다. 일본 소프트뱅크그룹은 영국에 본사를 둔 자회사 ARM을 400억 달러(약 47조 4000억원)에 엔비디아로 매각한다고 14일 밝혔다. 반도체 업계 인수합병 가운데 역대 최대 규모다. PC 그래픽처리장치(GPU)의 최강자인 엔비디아와 스마트폰의 두뇌인 모바일 애플리케이션프로세서(AP) 시장 최강자인 ARM이 합병하면 강력한 시너지가 발생한다. GPU에 중앙처리장치(CPU)까지 아우르는 포트폴리오를 갖추며 인공지능(AI), 자율주행 등 4차 산업혁명의 강자로 떠오를 전망이다. 이에 경쟁사들은 파장을 예의주시하고 있다. 엔비디아와 경쟁관계인 삼성전자나 퀄컴, 애플 등에서는 기술 유출 우려로 ARM 설계를 쓰기 껄끄러울 수 있다. 엔비디아가 ARM의 설계 기술 사용료를 인상하거나 독점 사용할 거란 우려도 나온다. 이에 더해 삼성전자와 SK하이닉스는 당장 15일부터 미국 기술과 장비를 사용한 반도체는 미국 승인 없이 중국 화웨이에 공급하지 못하게 하는 미국의 제재가 발효되면서 화웨이에 반도체 공급을 못 하게 됐다. 디스플레이를 구동하는 칩도 제재 대상에 들어가며 삼성디스플레이와 LG디스플레이도 화웨이에 대한 패널 공급을 멈춘다. 세계에서 세 번째로 반도체를 많이 사는(지난해 구매액 208억 달러) ‘큰손´ 화웨이의 수주 물량을 잃게 되면서 국내 기업들의 실적 타격이 한동안 불가피하다. 화웨이는 삼성전자의 5대 고객사로 지난해 회사 매출에서 차지하는 비중이 3.2%(7조 3000억원)였다. SK하이닉스의 지난해 매출에서 화웨이의 비중은 11.4%(3조원)에 이른다. 삼성전자와 SK하이닉스, 삼성디스플레이는 미국 정부에 수출 승인을 요청한 상태이나 업계에서는 승인 가능성이 낮을 것으로 본다. 반도체 분야에서는 단기간은 매출 악화가 예상되지만 장기적으로는 영향이 제한적이라는 전망이 나온다. 박재근(한양대 융합전자공학부 교수) 반도체디스플레이기술학회장은 “화웨이가 최근 제재 막판까지 반도체를 사 모으면서 국내 반도체 기업들의 3분기 실적이 올라갈 것”이라며 “화웨이가 6개월~1년가량 쌓아 둔 반도체 재고를 소진하고 난 뒤에도 미중 무역 갈등 지속으로 스마트폰을 팔지 못한다 해도 수요는 사라지지 않고, 특히 화웨이가 수출을 많이 하는 유럽, 인도, 동남아시아 시장에서 타 제조사 제품으로 수요가 대체되면서 장기적으로 메모리 반도체 쪽 영향은 크지 않을 것”이라고 말했다. 삼성전자는 화웨이 부진에 따른 기회 요인도 있다는 낙관론도 제기된다. 스마트폰, 통신장비 시장에서 화웨이의 점유율을 가져오며 반사이익을 누릴 수 있다는 시각이다. 박강호 대신증권 연구원은 “화웨이 이슈가 장기화하면서 화웨이는 5G 시장으로의 전환 과정에서 글로벌 점유율 하락이 예상된다”며 “삼성전자는 선진 시장에서는 프리미엄 제품, 신흥 시장에서는 중저가폰인 갤럭시A 시리즈 중심으로 판매가 늘며 스마트폰 부문의 실적 호조가 내년까지 이어질 것으로 예상된다”고 내다봤다. 증권가에서는 삼성전자가 올 3분기 7분기 만에 영업이익 10조원대 벽을 뚫으며 ‘깜짝 실적´을 낼 거란 관측이 이어지고 있다. 유진투자증권은 미국의 제재로 8월 이후 화웨이의 긴급 주문이 증가하면서 3분기 반도체에서 영업이익 5조원을 기록하고 소비자가전(CE) 부문에서 TV 출하량 증가 등으로 역대 최고치 영업이익을 경신할 것(1조 2000억원)으로 추산했다. 화웨이 제재, 인도·중국 간 분쟁 등으로 3분기 삼성전자 IT·모바일(IM)부문 영업이익이 2016년 2분기 이후 최고치(4조 2000억원)를 찍을 거란 전망(대신증권)도 나온다. 이런 기대감이 반영되며 이날 삼성전자 주가는 전 거래일보다 2.37% 오른 6만 400원에 장을 마쳤다. 종가가 6만원대를 회복한 것은 지난 2월 20일 이후 7개월 만이다. 정서린 기자 rin@seoul.co.kr

14일 미국 엔비디아가 영국 반도체 설계 회사 ARM을 인수하고 15일부터는 중국 화웨이에 반도체 공급을 끊는 미국 제재가 발효되면서 글로벌 반도체 시장이 큰 전환점을 맞게 됐다. 반도체를 둘러싼 미중간 패권전쟁도 더 요동치게 됐다. 미국은 자국의 그래픽처리장치(GPU) 기업인 엔비디아가 전 세계 스마트폰에 들어가는 반도체 설계의 90% 이상을 공급하는 ARM을 품으면서 반도체 시장에서의 영향력을 더 확대하게 됐다. 중국은 미국의 제재로 대표 기업 화웨이의 손발이 묶이고 파운드리(반도체 위탁생산) 기업 SMIC까지 제재 리스트에 포함될 수 있어 ‘반도체 굴기‘(2025년까지 반도체 자급률을 70%로 끌어올린다는 목표)에 총체적 위기를 맞았다. 굵직한 대외변수로 ‘악재’와 ‘기회‘에 동시에 직면하게 된 삼성전자, SK하이닉스 등 국내 기업들은 커지는 불확실성 속에서 거래 승인 요청, 대체 수요처 발굴 등 모든 경우의 수를 따져보며 돌파구 찾기에 나섰다. 이날 일본 소프트뱅크그룹은 영국에 본사를 둔 자회사 ARM을 400억달러(47조 4000억원)에 엔비디아로 매각한다고 밝혔다. 반도체 업계 인수합병 가운데 역대 최대 규모다. 이번 합병이 성사되면 엔비디아는 GPU에 중앙처리장치(CPU)까지 아우르는 포트폴리오를 갖추며 인공지능(AI), 자율주행 등 4차 산업혁명의 강자로 떠오를 전망이다. 이에 경쟁사들은 파장을 예의주시하고 있다. 엔비디아와 경쟁관계인 삼성전자나 퀄컴, 애플 등에서는 기술 유출 우려로 ARM 설계를 쓰기 껄끄러울 수 있다. 엔비디아가 ARM의 설계 기술 사용료를 인상하거나 독점 사용할 거란 우려도 나온다. 삼성전자와 SK하이닉스는 당장 15일부터 미국 기술과 장비를 사용한 반도체는 미국 승인 없이 중국 화웨이에 공급하지 못하게 하는 미국의 제재가 발효되면서 화웨이에 반도체 공급을 못 하게 됐다. 디스플레이를 구동하는 칩도 제재 대상에 들어가며 삼성디스플레이와 LG디스플레이도 화웨이에 대한 패널 공급을 멈춘다. 세계에서 세 번째로 반도체를 많이 사는(지난해 구매액 208억 달러) ‘큰손’ 화웨이의 수주 물량을 잃게 되면서 국내 기업들의 실적 타격이 한동안 불가피해졌다. 화웨이는 삼성전자의 5대 고객사로 지난해 회사 매출에서 차지하는 비중이 3.2%(7조 3000억원)였다. SK하이닉스의 지난해 매출에서 화웨이의 비중은 11.4%(3조원)에 이른다. 삼성전자와 SK하이닉스, 삼성디스플레이는 미국 정부에 수출 승인을 요청한 상태이나 업계에서는 승인 가능성이 낮을 것으로 본다. 반도체 분야에서는 단기간은 매출 악화가 예상되지만 장기적으로는 영향이 제한적이라는 전망이 나온다. 박재근(한양대 융합전자공학부 교수) 반도체디스플레이기술학회장은 “화웨이가 최근 제재 막판까지 반도체를 사 모으면서 국내 반도체 기업들의 3분기 실적이 올라갈 것”이라며 “화웨이가 6개월~1년가량 쌓아 둔 반도체 재고를 소진하고 난 뒤에도 미중 무역 갈등 지속으로 스마트폰을 팔지 못한다 해도 수요는 사라지지 않고, 특히 화웨이가 수출을 많이 하는 유럽, 인도, 동남아시아 시장에서 타 제조사 제품으로 수요가 대체되면서 장기적으로 메모리 반도체 쪽 영향은 크지 않을 것”이라고 말했다. 삼성전자는 화웨이 부진에 따른 기회 요인도 있다는 낙관론도 제기된다. 스마트폰, 통신장비 시장에서 화웨이의 점유율을 가져오며 반사이익을 누릴 수 있다는 시각이다. 박강호 대신증권 연구원은 “화웨이 이슈가 장기화하면서 화웨이는 5G 시장으로의 전환 과정에서 글로벌 점유율 하락이 예상된다”며 “삼성전자는 선진 시장에서는 프리미엄 제품, 신흥 시장에서는 중저가폰인 갤럭시A 시리즈 중심으로 판매가 늘며 스마트폰 부문의 실적 호조가 내년까지 이어질 것으로 예상된다”고 내다봤다. 증권가에서는 삼성전자가 올 3분기 7분기 만에 영업이익 10조원대 벽을 뚫으며 ‘깜짝 실적‘을 낼 거란 관측이 이어지고 있다. 유진투자증권은 미국의 제재로 8월 이후 화웨이의 긴급 주문이 증가하면서 3분기 반도체에서 영업이익 5조원을 기록하고 소비자가전(CE) 부문에서 TV 출하량 증가 등으로 역대 최고치 영업이익을 경신할 것(1조 2000억원)으로 추산했다. 화웨이 제재, 인도·중국 간 분쟁 등으로 3분기 삼성전자 IT·모바일(IM)부문 영업이익이 2016년 2분기 이후 최고치(4조 2000억원)를 찍을 거란 전망(대신증권)도 나온다. 이런 기대감이 반영되며 이날 삼성전자 주가는 전 거래일보다 2.37% 오른 6만 400원에 장을 마쳤다. 종가가 6만원대를 회복한 것은 지난 2월 20일 이후 7개월 만이다. 정서린 기자 rin@seoul.co.kr

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

삼성전자는 요즘 TSMC와 ‘파운드리(반도체 위탁생산) 전쟁’을 벌이고 있다. 지난해 4월 이재용 삼성전자 부회장이 2030년까지 시스템 반도체 1위 달성을 목표로 내걸면서 경쟁이 격화됐다. 시스템 반도체에서 1위가 되려면 파운드리에서 점유율을 끌어올려야 한다. 생산시설이 없는 ‘펩리스 업체’가 시스템 반도체를 설계해 오면 파운드리 업체가 이를 생산해 내는 구조인데 삼성은 아직 도전자 입장이다. 파운드리 시장에서 삼성전자는 10% 후반대 점유율로 2위에 머문 반면 대만의 TSMC가 약 50%의 점유율로 압도적 1위다. 메모리 반도체보다 시장 규모가 2배나 큰 시스템 반도체는 삼성으로선 놓칠 수 없는 시장이다. TSMC와의 좁혀지지 않는 ‘30%의 벽’을 깨기 위해 이 부회장이 향후 10년 동안 해결해야 할 과제 세 가지를 3일 꼽아 봤다. ①고객사와의 경쟁 금지 삼성전자 파운드리 사업의 아킬레스건은 ‘큰손’을 놓치고 있다는 점이다. 펩리스 업체 ‘톱5’가 모두 TSMC의 단골이다. 펩리스 업체 입장에서는 반도체의 설계부터 생산까지 모두 하는 종합반도체기업(IDM)에 위탁을 맡기는 것은 적에게 기술력을 낱낱이 공개하는 꼴이라고 여길 수 있다. 더군다나 애플 같은 기업은 스마트폰 시장에서 삼성전자와 치열하게 싸우고 있는데 경쟁사에 모바일용 애플리케이션 프로세서(AP)의 생산을 선뜻 맡기기가 어려운 상황이다. 반면 파운드리 사업만 하고 있는 TSMC는 ‘고객과 경쟁하지 않는다’를 슬로건으로 내걸고 30여년간 신뢰 관계를 쌓았다. 삼성의 파운드리 사업부가 별도 법인으로 나와야 TSMC를 뛰어넘을 수 있단 지적이 꾸준한 것도 이 때문이다. ②파운드리 기술 초격차 삼성전자가 ‘TSMC 단골’의 마음을 돌리려면 압도적 기술력으로 승부하는 것이 정공법이다. 삼성전자는 최첨단 공정에서 TSMC를 많이 따라잡은 상태다. 현재 7나노미터 이하 반도체 제품을 만들 수 있는 업체는 삼성전자와 TSMC뿐이다. 나노 수가 작을수록 반도체 크기가 줄어들고 성능과 전력 효율은 향상된다. 이런 기술력을 앞세워 삼성전자는 엔디비아의 차세대 그래픽처리장치(GPU)인 ‘지포스 RTX30’와 IBM의 차세대 서버용 중앙처리장치(CPU)인 ‘파워10’을 수주했다. 지난 2월에는 퀄컴의 차세대 이동통신 모뎀칩인 ‘X60’의 생산 계약을 따내기도 했다. 하지만 TSMC는 최근 2나노 공정을 기반으로 공장의 건설 계획을 밝히며 한 발짝 다시 앞서갔다. 삼성전자는 2나노에 대해선 아직 밝힌 적이 없다. 파운드리에서도 기술 초격차를 일궈야지만 역전의 기회가 생길 것이란 지적이 나온다. ③머니게임에서 승리 TSMC는 삼성전자와의 격차를 벌리기 위해 대규모 투자금을 쏟아붓고 있다. 최근 이사회를 열고 약 6조원 규모의 투자를 승인했다. 올해 투자 지출 목표는 총 20조원이다. 지난 5월에는 미국 애리조나에 5나노 파운드리 공장을 짓는다고 밝혔다. 또한 임직원이 5만 1000여명인 TSMC는 올해 안에 8000명을 채용할 계획이다. 삼성전자도 막대한 자금을 반도체에 투입하지만 메모리 쪽 비중이 더 큰 게 현실이다. 황철성 서울대 재료공학부 교수는 “삼성이 시스템 반도체에 10년간 133조원을 투자하기로 했는데 이것은 연간 13조원으로 TSMC보다 적은 편”이라고 지적했다. 업계 관계자는 “삼성전자가 TSMC를 따라잡으려면 대규모 투자로 생산성을 높여야 하는데 이런 결정은 총수인 이 부회장만 가능하다”면서 “사법 리스크로 결정이 늦어지면 경쟁사만 이득을 볼 것”이라고 말했다. 한재희 기자 jh@seoul.co.kr

삼성전자는 요즘 TSMC와 ‘파운드리(반도체 위탁생산) 전쟁’을 벌이고 있다. 지난해 4월 이재용 삼성전자 부회장이 2030년까지 시스템 반도체 1위 달성을 목표로 내걸면서 경쟁이 격화됐다. 시스템 반도체에서 1위가 되려면 파운드리에서 점유율을 끌어올려야 한다. 생산시설이 없는 ‘펩리스 업체’가 시스템 반도체를 설계해 오면 파운드리 업체가 이를 생산해 내는 구조인데 삼성은 아직 도전자 입장이다. 파운드리 시장에서 삼성전자는 10% 후반대 점유율로 2위에 머문 반면 대만의 TSMC가 약 50%의 점유율로 압도적 1위다. 메모리 반도체보다 시장 규모가 2배나 큰 시스템 반도체는 삼성으로선 놓칠 수 없는 시장이다. TSMC와의 좁혀지지 않는 ‘30%의 벽’을 깨기 위해 이 부회장이 향후 10년 동안 해결해야 할 과제 세 가지를 3일 꼽아 봤다. 고객사와의 경쟁 금지 삼성전자 파운드리 사업의 아킬레스건은 ‘큰손’을 놓치고 있다는 점이다. 펩리스 업체 ‘톱5’가 모두 TSMC의 단골이다. 펩리스 업체 입장에서는 반도체의 설계부터 생산까지 모두 하는 종합반도체기업(IDM)에 위탁을 맡기는 것은 적에게 기술력을 낱낱이 공개하는 꼴이라고 여길 수 있다. 더군다나 애플 같은 기업은 스마트폰 시장에서 삼성전자와 치열하게 싸우고 있는데 경쟁사에 모바일용 애플리케이션 프로세서(AP)의 생산을 선뜻 맡기기가 어려운 상황이다. 반면 파운드리 사업만 하고 있는 TSMC는 ‘고객과 경쟁하지 않는다’를 슬로건으로 내걸고 30여년간 신뢰 관계를 쌓았다. 삼성의 파운드리 사업부가 별도 법인으로 나와야 TSMC를 뛰어넘을 수 있단 지적이 꾸준한 것도 이 때문이다.파운드리 기술 초격차 삼성전자가 ‘TSMC 단골’의 마음을 돌리려면 압도적 기술력으로 승부하는 것이 정공법이다. 삼성전자는 최첨단 공정에서 TSMC를 많이 따라잡은 상태다. 현재 7나노미터 이하 반도체 제품을 만들 수 있는 업체는 삼성전자와 TSMC뿐이다. 나노 수가 작을수록 반도체 크기가 줄어들고 성능과 전력 효율은 향상된다. 이런 기술력을 앞세워 삼성전자는 엔디비아의 차세대 그래픽처리장치(GPU)인 ‘지포스 RTX30’와 IBM의 차세대 서버용 중앙처리장치(CPU)인 ‘파워10’을 수주했다. 지난 2월에는 퀄컴의 차세대 이동통신 모뎀칩인 ‘X60’의 생산 계약을 따내기도 했다. 하지만 TSMC는 최근 2나노 공정을 기반으로 공장의 건설 계획을 밝히며 한 발짝 다시 앞서갔다. 삼성전자는 2나노에 대해선 아직 밝힌 적이 없다. 파운드리에서도 기술 초격차를 일궈야지만 역전의 기회가 생길 것이란 지적이 나온다. 머니게임에서 승리 TSMC는 삼성전자와의 격차를 벌리기 위해 대규모 투자금을 쏟아붓고 있다. 최근 이사회를 열고 약 6조원 규모의 투자를 승인했다. 올해 투자 지출 목표는 총 20조원이다. 지난 5월에는 미국 애리조나에 5나노 파운드리 공장을 짓는다고 밝혔다. 또한 임직원이 5만 1000여명인 TSMC는 올해 안에 8000명을 채용할 계획이다. 삼성전자도 막대한 자금을 반도체에 투입하지만 메모리 쪽 비중이 더 큰 게 현실이다. 황철성 서울대 재료공학부 교수는 “삼성이 시스템 반도체에 10년간 133조원을 투자하기로 했는데 이것은 연간 13조원으로 TSMC보다 적은 편”이라고 지적했다. 업계 관계자는 “삼성전자가 TSMC를 따라잡으려면 대규모 투자로 생산성을 높여야 하는데 이런 결정은 총수인 이 부회장만 가능하다”면서 “사법 리스크로 결정이 늦어지면 경쟁사만 이득을 볼 것”이라고 말했다. 한재희 기자 jh@seoul.co.kr

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

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

세종대학교(총장 배덕효)는 코로나19로 인해 취소된 졸업식을 대신해 이색 졸업식 ‘GPU(Graduation Photo Using) LED SCREEN’을 진행한다고 20일 밝혔다. GPU LED SCREEN은 세종대의 메인 건물인 광개토관의 잔디밭을 이벤트 장소로 지정해 대형 실물 SNS 프레임과 대형 LED 전광판에 송출되는 다양한 트릭아트 콘텐츠 등을 활용해 졸업 축하 사진을 이색적으로 찍을 수 있는 졸업 축하 이벤트다. LED 스크린에서는 배덕효 총장의 영상 메시지, 마호웅 총동문회장의 졸업 축하 인사, 후기 졸업생 명단, 기본 졸업 축하 현수막 디자인부터 핫한 콘셉트의 모션 영상까지 다양한 영상이 오전 8시부터 저녁 8시까지 쉼 없이 송출되며 졸업생들은 각자 원하는 시간에 이곳에 들러 언제든지 사진을 촬영할 수 있다. 졸업 축하 사연을 사전에 신청하면 제작한 영상을 원하는 시간에 LED 스크린에 송출해주는 ‘LED 다방’ 이벤트도 한다. 서울비즈 biz@seoul.co.kr

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

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

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

광주 북구 오룡·대촌동과 전남 장성군 남면 일대 등 ‘광주 첨단3지구’에 인공지능 중심 산업융합 집적단지(AI 집적단지) 조성 계획이 확정됐다. 19일 광주시에 따르면 과학기술정보통신부는 전날 제33차 연구개발특구위원회에서 광주 연구개발특구 미개발지인 첨단 3지구에 인공지능 기반 과학기술 창업 단지 중심의 연구산업복합단지 조성 계획을 심의·의결했다. 개발 계획이 확정된 AI 집적단지는 광주 연구개발특구 첨단 3지구 4만6200㎡에 3939억원을 들여 2024년까지 조성된다. 예산 항목별로 건축 974억5000여만원, 데이터센터 900억4000여만원, 실증 장비 127억8000여만원, 창업지원 543억2000여만원, 인력양성 308억7000여만원, 연구개발(R&D) 508억4000여만원 등이 책정됐다. 이 사업은 인공지능과 광주 주력산업을 융합해 AI 산업 생태계를 조성하는 것이 핵심 과제다. 데이터·기술·인력 등 자원, 데이터센터·실증 시설 등 인프라를 집약해 생태계를 조성하고 자동차·에너지·헬스케어 등 지역 주력 산업을 AI 데이터를 기반으로 육성하는 것이다. 핵심 시설은 AI 특화 데이터센터, AI 제품·서비스 실증동, 창업·교육동 등이다. 특히 연내 착공 예정인 데이터센터는 그래픽처리장치(GPU) 연산량 88.5페타플롭스, 저장 용량 107페타바이트 규모로 설계됐다. 국내 최고인 한국과학기술정보연구원의 슈퍼컴퓨터 5호기 누리온(25.7페타플롭스) 보다 뛰어나 세계 10위권 성능이다.집적단지는 자동차·에너지·헬스케어 등 모두 77종의 장비를 구축해 AI 제품과 서비스 실증을 지원한다.올해 안에 관련 기관, 전문가가 참여하는 AI 인력양성 기획위원회를 구성해 추진계획을 수립한 뒤 2021년부터 인력 양성 사업도 본격적으로 추진한다. 이용섭 시장은 “슈퍼 컴퓨팅 시스템을 갖춘 데이터 센터, 연구소 등이 집적화되면 이를 활용하기 위한 기업들이 몰려올 것”이라며 “이에 대비해 젊은층 인력 양성에 행정력을 모으겠다”고 말했다. 광주 최치봉 기자 cbchoi@seoul.co.kr

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

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