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

오바마 행정부 시절 미국 정부는 슈퍼컴퓨터 부분에서 미국을 위협할 정도로 성장한 중국에 대응하고 IT와 과학 기술 분야에서 미국의 주도권을 유지하기 위해 국가 주도 슈퍼컴퓨터 산업 육성 계획인 국가 전략 컴퓨팅 구상(National Strategic Computing Initiative, NSCI)을 발표했습니다. 이미 미국 내 쟁쟁한 IT 기업이 있고 기반 기술력이 충분한 만큼 국가에서 지원만 해주면 미국의 슈퍼컴퓨터 세계 1위 탈환은 시간 문제로 생각됐습니다. 그리고 실제로 2018년 슈퍼컴퓨터 서밋(Summit)을 통해 세계 1위를 탈환했습니다. 하지만 미국은 여기서 멈추지 않고 2021년까지 서밋보다 훨씬 빠른 엑사스케일 슈퍼컴퓨터를 개발하기 위해 적극적인 투자에 나서고 있습니다. 참고로 서밋은 이론적으로 200페타플롭스급의 성능을 지니고 있는데, 엑사스케일 슈퍼컴퓨터는 이론적으로 이보다 5배는 빨라야 합니다. 서밋 개발 후 3년 안에 한 차원 빠른 엑사스케일 슈퍼컴퓨터를 만들기 위해 미국 정부는 인텔, AMD, 엔비디아, IBM 같은 주요 IT 기업에 슈퍼컴퓨터 개발 및 구매 사업을 발주했습니다. 이 가운데 인텔은 2021년까지 오로라(Aurora)라는 명칭의 엑사스케일 슈퍼컴퓨터를 개발할 예정입니다. AMD에서 오랜 세월 라데온 GPU를 개발하다 인텔로 이적한 라자 코두리와 인텔 핵심 관계자들은 인텔 엑사스케일 컴퓨터에 들어갈 사파이어 라피즈(Sapphire Rapids) CPU와 폰테 베키오(Ponte Vecchio) GPU를 공개했습니다. 사파이어 라피즈는 2020년 출시 예정인 아이스 레이크 및 코퍼 레이크 기반 제온 CPU의 후계자로 2세대 10nm 공정과 새로운 아키텍처를 사용합니다. 구체적인 스펙에 대해서는 공개하지 않았지만, 오로라 슈퍼컴퓨터 노드(node)는 2개의 사피이어 라피즈 CPU와 6개의 폰테 베키오 GPU로 구성된다는 점은 분명히 밝혔습니다. (사진) 폰테 베키오는 베키오 다리라는 뜻으로 이탈리아 피렌체에 있는 아르노 강에 있는 중세 다리입니다. 참고로 푸치니의 오페라 잔니 스키키 중 ‘오 사랑하는 나의 아버지 (O mio babbino caro)’에서 언급한 다리이기도 합니다. 아마도 우연의 일치는 아닐 것 같고 여기서 이름을 따온 것으로 보입니다. 인텔의 차세대 GPU인 Xe는 모바일 기기, PC, 게이밍, 워크스테이션, 서버, 고성능 컴퓨팅과 인공지능 (AI) 등 모든 요구를 충족시키기 위해서 다양한 형태의 제품으로 개발되고 있습니다. 폰테 베키오는 이 가운데 강력한 연산 능력에 초점을 맞춘 것으로 7nm 미세 공정과 3차원 적층 반도체 기술인 포베로스(Foveros)를 적용했습니다. 포베로스는 프로세서, 메모리, 스토리지 등 서로 다른 반도체를 주상복합 아파트처럼 수직으로 연결해 크기는 줄이고 데이터 전송 속도는 높인 것으로 인텔이 적극 밀고 있는 차세대 패키징 기술입니다. 아마도 폰테 베키오 GPU와 HBM 같은 고성능 메모리를 하나의 패키지에 넣어 성능을 높였을 가능성이 큽니다. 사파이어 라피즈 CPU와 폰테 베키오 GPU가 아무리 강력한 성능을 지녔더라도 이들이 힘을 합쳐 제 성능을 내기 위해서는 서로 데이터를 원활하게 주고받아야 합니다. 인텔은 오로라 슈퍼컴퓨터에서 현재 개발 중인 차세대 고속 인터페이스인 컴퓨터 익스프레스 링크 Compute eXpress Link (CXL)를 적용할 계획입니다. CXL은 PCIe 5.0 기반으로 현재 사용되는 PCIe 3.0/4.0 인터페이스에 비해 대역폭을 획기적으로 높일 수 있습니다. 이번 발표는 인텔의 차세대 고성능 CPU와 GPU에 대한 정보를 좀 더 보여주긴 했지만, 개발 중인 프로토타입을 시연하거나 구체적인 성능을 공개한 건 아니라서 아쉬움이 남습니다. 아직은 개발 중인 제품이기 때문일 것입니다. 하지만 기본의 컴퓨터를 뛰어넘는 엑사스케일 슈퍼컴퓨터 개발은 착실히 진행 중이며 몇 년 안에 그 성과가 나올 것은 분명합니다. 몇 년에 걸쳐 힘들게 개발한 기술을 슈퍼컴퓨터에 한 번 쓰고 버릴 기업은 없기 때문에 사파이어 라피즈나 폰테 베키오에 사용된 기술은 결국 CPU 및 GPU의 전반적인 성능을 높일 밑거름이 될 것입니다. 슈퍼컴퓨터 자체는 평범한 소비자와 거리가 멀지만, 여기에 사용된 기술은 우리 생활 전반을 편리하게 만드는 기술 혁신의 기초가 되고 경제를 발전시키는 원동력이 될 것입니다. 미국 정부가 당장에 큰 이익이 될 수 없는 슈퍼컴퓨터 개발에 막대한 예산을 투입하는 것이 단지 중국의 추격을 따돌리기 위한 것만이 아닌 이유가 여기 있습니다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

고성능 소비자 CPU 시장 장악할까? AMD가 16코어 CPU인 라이젠 9 3950X와 24/32코어 3세대 라이젠 스레드리퍼(이하 스레드리퍼)를 발표했습니다. 본래 9월에 출시하기로 했던 라이젠 9 3950X는 예정보다 두 달은 늦은 11월에 정식 출시됐는데, 예상보다 높은 3세대 라이젠 수요와 상대적으로 부족한 TSMC의 7nm 공정 생산능력이 원인으로 보입니다. TSMC의 7nm 공정은 애플처럼 큰 고객사는 물론 여러 팹리스 반도체 회사가 주문을 넣고 있어 AMD의 공급량만 갑자기 늘리기 어려운 상황입니다. 따라서 공급이 충분치 않을 때는 크고 복잡한 제품일수록 출시를 뒤로 미루는 것이 가장 합리적인 대책입니다. AMD는 3세대 라이젠과 스레드리퍼, 그리고 2세대 에픽 CPU를 개발하면서 I/O 부분은 14nm 공정으로 양산하고 CPU 코어는 8개씩 캐쉬 메모리와 묶어 7nm 공정으로 생산했습니다. 덕분에 같은 반도체를 이용해 다양한 제품을 만들 수 있어 수요 및 공급 상황에 따른 유연한 대응이 가능합니다. 라이젠 9 3950X의 경우 I/O 한 개와 8코어 다이 두 개를 사용하며 16코어/32스레드, 72MB L2/L3 캐쉬 메모리를 지원합니다. 가격은 749달러로 일반 소비자보다는 CPU에 많은 부하를 주는 작업을 하는 소비자에게 적합한 제품이라고 할 수 있습니다. 아직은 비싼 몸값을 자랑하지만, 일반 소비자를 위한 저렴한 메인보드에 장착이 가능하고 16코어 제품 가운데서는 가장 저렴한 가격이기 때문에 10코어 이상의 고성능 CPU 보급에 물꼬를 튼 제품이라고 할 수 있습니다. 더구나 비슷한 성능의 인텔 CPU와 비교하면 가격 대 성능비에서 상당히 우수해 고급형/전문가용 CPU 시장에서 인기를 끌 것으로 예상됩니다. 사실 세간의 이목이 집중된 제품은 이미 세부 스펙이 발표되고 출시 시기만 뒤로 미룬 라이젠 9 3950X이 아니라 아직 스펙이 공개되지 않았던 3세대 스레드리퍼입니다. 48코어 혹은 64코어가 나오지 않을까 하는 기대와는 달리 AMD는 32코어 TR 3970X와 24코어 TR 3960X를 각각 1999달러와 1399달러에 발표했습니다. 다소 실망스러운 발표 같지만, AMD는 제품 명칭에서 여운을 남겼습니다. 본래 2세대 스레드리퍼의 경우 최상위 모델이 32코어 제품이 TR 2990WX, 24코어 제품이 TR 2970WX입니다. 그 아래 12/16코어 제품은 TR 2920X/TR 2950X입니다. 즉 이름으로만 보면 TR 3970X/TR 3960X 하위 라인업이며 TR 3990WX가 등장할 수 있는 여지가 남아 있는 것입니다. 다만 현재 7nm 웨이퍼 공급이 충분치 않은 상황이라면 AMD기 24/32코어 제품만 먼저 내놓은 것 역시 충분히 이해할 수 있는 반응입니다. 아직도 14nm 공정에 묶인 인텔이 당장 대항마를 내놓을 수 없기 때문입니다. 스레드리퍼 48/64코어 제품 추가는 어렵지 않겠지만, 시장 상황에 따라 출시 시점은 유동적일 것으로 생각됩니다. 현재 가격이라면 사실 3세대 스레드리퍼는 2세대에 비해 큰 메리트가 있다고 보기는 어렵습니다. 그래도 몇 가지 개선점은 존재합니다. 우선 PCIe 4.0을 도입해 고속 데이터 전송이 가능합니다. 새로운 TRX40 칩셋 탑재 메인보드에서 최대 72레인 (lane)의 PCIe 4.0 인터페이스가 지원되어 다수의 GPU나 NVMe PCIe SSD 사용이 가능합니다. 예를 들어 최대 4개의 USB 3.2나 NVMe 고속 SSD를 사용하거나 8개의 그래픽 카드를 지원하는 메인보드가 가능합니다. 그런 만큼 딥러닝처럼 다수의 GPU를 활용하거나 많은 데이터를 다뤄야 하는 작업에서 유리할 것으로 예상됩니다. 3세대 스레드리퍼는 인터페이스 개선은 물론 전체적인 성능도 향상됐습니다. Zen2 아키텍처 적용과 높아진 작동 클럭, 그리고 두 배 늘어난 거대한 캐쉬 메모리 덕분입니다. 당연히 같은 값이면 TR 3970X이 TR 2990WX보다 유리하지만 AMD는 TR 2990WX은 1799달러 TR 3970X는 1999달러에 출시해 균형을 맞췄습니다. TR 2970WX 역시 1299달러인데 TR 3960X은 1399달러인 것도 같은 맥락에서 이해할 수 있습니다. AMD는 경쟁이 없는 제품군에서 가격을 높인 것입니다. 사실 기업 간 경쟁은 선과 악의 대립이 아니라 서로 더 많은 수익을 거두기 위한 것입니다. 경쟁이 없는 시장에서 기업의 가격 정책은 가능한 최대 수익을 낼 수 있는 수준으로 정해지는 것이 일반적입니다. 과거 인텔이 라이젠이 나오기 전까지 8코어 이상의 CPU 가격을 높게 유지하고 지금 AMD가 24코어 이상 CPU 가격을 높게 유지하는 건 당연합니다. 다만 인텔도 10nm 공정 이전을 서두르고 있고 아키텍처를 개선하고 있기 때문에 고성능 CPU 시장에서 독점은 오래 가지 못할 것입니다. 마지막으로 AMD는 49달러짜리 보급형 제품인 애슬론 3000G를 공개했습니다. 12nm Zen+ 기반의 피카소 (Picasso) APU 제품군으로 2코어 4스레드 CPU와 베가 3 GPU를 탑재했습니다. 출시 가격 55달러였던 애슬론 GE 200보다 더 저렴한 출시 가격에 CPU 클럭은 300MHz 높이고 GPU 클럭도 100MHz 높였습니다. 고성능 CPU도 중요하지만, 더 많은 소비자가 부담 없이 사용할 수 있는 저가형 제품의 성능을 계속해서 높이는 것 역시 중요합니다. AMD는 올해 한 해 계속해서 신제품을 내놓으면서 CPU 시장의 변화를 이끌었습니다. 결국 AMD의 수익도 늘고 소비자들도 선택의 폭의 넓어졌습니다. 동시에 고성능 CPU 보급이 빨라지면서 IT 생태계 전반에 긍정적인 변화를 이끌었습니다. AMD의 도약은 과거에도 그랬듯이 인텔의 성장을 위한 좋은 자극이 될 것입니다. 결국 이런 과정을 거쳐 CPU 기술이 더 발전할 것입니다. 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　

SK하이닉스가 업계 최고 속도를 지원하는 고대역폭 메모리(HBM)인 ‘HBM2E D램’ 개발에 성공했다고 12일 밝혔다. 대용량 데이터 처리에 특화된 HBM2E는 HBM2의 차세대 규격 제품이다. 2013년에 HBM D램이 처음 나왔고, HBM2는 지난해 개발됐다. 1년 만에 한 단계 발전한 HBM2E가 출시된 것이다. 본격적인 양산은 2020년부터 시작된다. SK하이닉스가 개발한 HBM2E는 업계 최고 속도를 구현했다. 핀당 3.6기가비트(Gbit/s) 속도를 지원할 수 있다. 총 1024개 정보출입구(IO)를 통한 전체 데이터 처리 속도는 초당 460기가바이트(GByte)다. 풀HD 영화(3.7GB 용량) 124편 분량을 단 1초에 처리할 수 있는 수준이다. HBM2보다 속도를 50% 높였다. 용량은 단일 제품 기준으로 16Gb 칩 8개를 TSV 기술로 수직 연결해 16GB를 구현했다. TSV를 활용하면 기존 패키징 방식보다 크기는 30% 이상, 전력 소모는 50% 이상 줄일 수 있다. HBM은 짧은 시간에 대용량 데이터를 처리하는 특성 때문에 그동안 그래픽카드(GPU) 등 고성능 그래픽 처리 분야에 활용됐다. 향후 자율주행차뿐만 아니라 인공지능(AI), 슈퍼컴퓨터 등에서 대용량 그래픽 데이터 처리가 필수인 만큼 HBM에 대한 수요 확대가 예상된다. 한재희 기자 jh@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

AMD가 올해 하반기를 겨냥해 내놓은 신형 라이젠 CPU와 라데온 GPU의 구체적인 성능이 공개됐습니다. 결론적으로 말하면 3세대 라이젠(라이젠 7 3700X, 라이젠 9 3900X)은 기대한 만큼 성능을 보여줬고 차세대 GPU 아키텍처인 RNDA가 적용된 라데온 RX 5700/5700XT는 출시 직전 가격을 인하해 예상보다 좋은 가격 대 성능비를 보여줬습니다. 7nm 공정과 Zen 2 아키텍처가 적용된 3세대 라이젠은 1/2세대 라이젠과 이전 불도저 아키텍처 기반 CPU의 최대 약점으로 꼽히는 게임 성능을 크게 개선했습니다. 작동 클럭을 높이고, 캐쉬 메모리는 두 배 늘린 데다 아키텍처까지 개선한 덕에 경쟁사인 인텔 9세대 코어 프로세서의 게임 성능을 거의 따라잡았습니다. 이는 지난 10여 년 간 AMD가 거둔 가장 큰 성과입니다. 2006년 인텔이 CPU 아키텍처를 대폭 개선한 이후 AMD CPU는 게임 성능에서 인텔 CPU보다 항상 한 발 이상 뒤처진 상태였습니다. 따라서 신제품을 내놓아도 항상 인텔 CPU보다 저렴한 가격을 매길 수밖에 없었습니다. 하지만 1/2세대 라이젠에서 그 격차를 상당히 줄였고 3세대 라이젠에서 거의 대등한 위치까지 따라붙어 가격대 성능뿐 아니라 게임 성능을 중시하는 소비자에게도 좋은 반응이 예상됩니다. 다만 인텔의 14nm 공정보다 더 앞선 7nm 공정을 적용했어도 라이젠 3세대의 최고 작동 클럭이나 오버클럭 폭이 상대적으로 낮은 것이 한 가지 아쉬움으로 남습니다. 또 다른 아쉬움은 12코어 제품인 3900X가 전력 소모량이나 발열이 적지 않다는 것인데, 아무리 최신 공정을 도입해도 코어 숫자가 12개나 되면 어쩔 수 없는 부분이 있는 것 같습니다. 하지만 사실 12코어 스레드리퍼 프로세서와 비교하면 라이젠 9 3900X는 가격, 성능, 발열 모두 매우 만족스러우며 16코어 3950X 역시 그럴 것으로 생각됩니다. 모든 소비자에게 필요한 물건은 아니지만, 12-16코어 CPU가 필요한 경우 3세대 라이젠이 현시점에서 가장 합리적인 선택입니다. 비록 인텔 역시 10nm 아이스레이크로 반격을 준비하고 있지만, 올해 하반기에서 2020년까지 단계적으로 투입할 예정이라 데스크톱 시장에서 대항마를 내놓기까지는 시간이 걸릴 것으로 보입니다. 한동안 3세대 라이젠의 강세가 예상되는 이유입니다. 라데온 RX 5700XT/5700는 출시 직전 가격을 갑자기 399달러와 349달러로 낮추면서 지포스 RTX 2060/2070 슈퍼에 대비했습니다. 벤치마크 결과는 적절한 대응이었다는 사실을 보여줬습니다. 같은 가격대인 지포스 RTX 2060이나 2060 슈퍼 대비 가성비가 대략 10% 정도 높아졌기 때문입니다. 메인스트림 시장에서 경쟁자를 압도할 정도는 아니지만, 위협할 만한 상황은 만들 수 있습니다. 여기에는 아키텍처를 개선한 덕도 있지만, 엔비디아가 아직 12nm 공정에서 더 미세 공정으로 이전을 하지 않은 것도 중요한 이유입니다. 엔비디아는 고성능 GPU 제조업체로는 이례적으로 최신 공정 도입에 미온적인 반응을 보이고 있는데, 12nm 공정만으로도 시장을 장악하는 데 어려움이 없고 7nm 공정이 비싸기 때문입니다. 시장에서 존재감이 점점 없어지는 2인자인 라데온이 7nm 공정 도입에 적극적으로 나선 것은 정확히 반대 이유로 설명할 수 있습니다. 라데온 RX 5700XT/5700의 등장으로 엔비디아 역시 7nm 이하 미세 공정 이전을 서두를 것으로 예상됩니다. 여기서 한 가지 더 흥미로운 관전 포인트는 새로운 아키텍처가 보여준 가능성입니다. AMD는 차세대 콘솔 게임기와 모바일 GPU에 이 기술을 적용할 것입니다. 기대보다 잘 나온 결과 덕분에 PS4와 XBOX One 이후 차세대 콘솔과 삼성의 차세대 엑시노스 AP에 더 많이 기대해도 될 것 같습니다. AMD의 신제품 벤치마크 결과는 믿고 기다린 소비자에게 어느 정도 만족스러운 결과일 것입니다. 경쟁사인 인텔과 엔비디아가 적극 대응해서 더 좋은 제품을 빠르게 출시한다면 소비자의 만족도는 더 커질 것입니다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

삼성전자가 세계적인 그래픽처리장치(GPU) 제조사 어드밴스드마이크로디바이시스(AMD) 기술을 자사 모바일 애플리케이션프로세서(AP)에 탑재한다. AP는 스마트폰이나 자율주행차 등 모바일 기기에 들어가는 핵심 반도체로, 중앙처리장치(CPU)와 GPU, 보안칩, 통신모뎀 등 다양한 기능을 하나의 칩에 통합한 제품이다. 삼성전자는 AMD와 초저전력·고성능 그래픽 설계자산(IP)에 관한 전략적 파트너십을 맺었다고 3일 밝혔다. 1969년 미국에서 설립된 AMD는 CPU, GPU, 그래픽카드, 파운드리 등 다양한 반도체 사업을 벌이고 있으며, 특히 그래픽 분야에선 엔비디아와 최고를 놓고 경쟁하는 업체다. 이번 파트너십 체결로 AMD는 자사 최신 GPU 기술인 ‘RDNA’(라데온 DNA) 기반의 모바일, 응용제품 맞춤형 IP를 제공하고, 삼성전자는 라이선스 비용과 로열티를 지불할 예정이다. 삼성전자의 AP 브랜드인 ‘엑시노스’ 차세대 제품에 AMD의 브랜드인 ‘라데온’의 최신 기술이 들어가게 되는 셈이다. 삼성전자는 AMD와의 라이선스 체결을 통해 그래픽 기술 역량을 강화함으로써 스마트폰을 포함한 모바일 시장 전반에 혁신을 이끌어 나갈 계획이다. AP가 비메모리 반도체에 해당하는만큼 이번 파트너십 체결은 ‘2030년 시스템 반도체 분야 세계 1등’ 목표를 달성하기 위한 포석의 하나다. 강인엽 삼성전자 시스템LSI 사업부장(사장)은 “차세대 모바일 시장에서 혁신을 가져올 획기적인 그래픽 제품과 솔루션에 대한 파트너십을 맺게 됐다”며 “AMD와 함께 새로운 차원의 컴퓨팅 환경을 선도할 모바일 그래픽 기술의 혁신을 가속화하겠다”고 말했다. 김민석 기자 shiho@seoul.co.kr

현재 슈퍼컴퓨터 분야는 주도권을 놓지 않으려는 미국과 여기에 도전장을 내민 중국이 한 치의 양보도 없이 치열한 경쟁을 벌이고 있습니다. 한때 세계 최고 슈퍼컴퓨터의 타이틀을 중국에 내준 미국은 IBM, 엔비디아, 인텔, 크레이, AMD 등 주요 IT 업체에 막대한 자금과 연구비를 지원하면서 다시 세계 1위의 타이틀을 되찾아왔습니다. 이는 이전 오바마 행정부 시절 구상한 국가 전략 컴퓨터 구상 (National Strategic Computing Initiative, NSCI)의 결과물이었습니다. 하지만 중국 역시 막대한 자금과 인력을 투자해 기존의 슈퍼컴퓨터보다 더 빠른 엑사플롭스(Exaflops) 슈퍼컴퓨터 개발에 나서고 있어 계속해서 우위를 유지하기 위해서는 새로운 슈퍼컴퓨터가 필요합니다. 참고로 엑사는 100경이라는 의미로 엑사플롭스 컴퓨터는 1초에 100경번 이상 연산이 가능한 슈퍼컴퓨터를 의미합니다. 최근 AMD와 슈퍼컴퓨터 전문 제조사인 크레이는 미 에너지부(DOE)의 지원을 받아 2021년까지 1.5 엑사플롭스 연산 능력을 지닌 슈퍼컴퓨터인 프론티어(Frontier)를 제작할 것이라고 발표했습니다. 프론티어는 앞서 발표된 인텔과 크레이의 오로라와 비슷한 시기에 도입될 예정이지만, 연산 능력은 1.5배 정도 더 빠릅니다. 만약 예정대로 된다면 AMD의 슈퍼컴퓨터가 인텔을 누르고 세계 최고 슈퍼컴퓨터가 될 가능성이 있어 결과가 주목됩니다. 프론티어에는 AMD의 서버용 프로세서인 에픽(EPYC)과 고성능 GPU인 라데온 Instinct가 사용됩니다. CPU 한 개에 GPU 4개가 AMD의 고속 인터페이스인 인피니티 패브릭 (Infinity Fabric)으로 연결되어 하나의 노드(Node)를 구성하며 이런 노드가 여러 개 모여 슈퍼컴퓨터를 구성하게 됩니다. 정확한 노드의 숫자는 아직 공개되지 않았지만, 30MW급 슈퍼컴퓨터라는 점을 감안하면 역대 가장 많은 노드를 지닌 슈퍼컴퓨터가 될 것으로 예상됩니다. 다만 그런 만큼 가격도 비싸 프론티어 시스템 도입 비용만 5억 달러이며 추가로 연구 개발비도 1억 달러가 지원됩니다. 이는 회사 규모가 경쟁사에 비해 작은 AMD에 큰 호재로 예상됩니다. 적지 않은 매출과 더불어 연구비 지원도 받을 수 있기 때문입니다. 물론 세계 최고 슈퍼컴퓨터에 사용된 시스템이라는 것만으로도 상당한 홍보 효과가 있어 앞으로 슈퍼컴퓨터 시장에서 AMD의 입지도 강화될 것입니다. 참고로 AMD는 프론티어 시스템의 구체적인 스펙을 공개하지는 않았지만, CPU는 시기적으로 Zen 3 혹은 Zen 4가 될 것으로 예상됩니다. 7nm 공정으로 제조된 Zen 2 기반 에픽 CPU는 최대 64코어를 지니고 있으며 올해 3분기 경 출시 예정입니다. 2020년에는 7nm+ 공정으로 제조된 Zen 3 코어가 나올 예정인데, 루머에 의하면 5nm 공정의 Zen 4 코어가 2021년경 등장할 가능성이 있습니다. 이 경우 트랜지스터 집적 밀도가 크게 높아져 64코어 이상의 고밀도 CPU도 가능할 것입니다.GPU의 경우에는 더 알려진 것이 없지만, 역시 시기적으로 나비 (Navi) 아키텍처 GPU의 다음 세대 GPU가 사용될 것으로 보입니다. 일단 AMD는 이 GPU가 HBM 메모리를 사용하며 고성능 컴퓨팅 및 딥러닝을 포함한 인공지능에 최적화되어 있다고 설명했습니다. 현재 인공지능 분야에서 AMD의 입지는 경쟁자인 엔비디아에 비해 매우 좁은 상태입니다. 하지만 미국 정부에서 막대한 자금을 지원받아 차세대 GPU를 개발하면 열세를 만회하고 고성능 컴퓨팅 시장 및 인공지능 시장을 노릴 수 있게 될 것입니다. 물론 미국 정부의 의도는 AMD 한 업체를 키우려는 게 아니라 여러 업체가 서로 경쟁하는 구도를 만들어 서로 더 좋은 CPU와 GPU를 만들게 유도하는 것입니다. 이를 위해 중복 투자처럼 보이지만, 정부 연구 기관에서 여러 대의 슈퍼컴퓨터를 도입하는 것입니다. 물론 하나가 실패할 경우 다른 대안이 있어야 하기 때문이기도 합니다. 막대한 돈을 투입해서라도 슈퍼컴퓨터 시장에서 우위를 지키기 위한 미국 정부의 의지가 엿보이는 대목입니다. 프론티어는 AMD가 고성능 컴퓨팅 및 인공지능 시장에서 우위를 점한 엔비디아나 인텔과 맞서 어떤 해답을 내놓을지 보여줄 무대가 될 것입니다. 그리고 이렇게 개발한 기술은 결국 서버와 워크스테이션, 일반 컴퓨터까지 모두 적용될 것입니다. 따라서 슈퍼컴퓨터가 전체 컴퓨터 산업의 발전을 촉진하는 것이죠. 이것이 미국과 중국이 매년 슈퍼컴퓨터에 막대한 돈을 투자하는 이유 중 하나일 것입니다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

1969년 5월 1일, 제리 샌더스를 비롯한 엔지니어들은 페어차일드 반도체에서 나와 자신만의 반도체 회사를 세웠습니다. 이후 50년 동안 '어드밴스드 마이크로 디바이스' (Advanced Micro Devices, 이하 AMD)사는 프로세서 업계에서 큰 영향력을 지닌 회사로 성장했습니다. 아직도 컴퓨터에 관심이 적은 일반 대중에겐 친숙하지 않은 회사지만, 지금의 PC 시장을 만든 장본인 중 하나이기에 간단히 그 역사를 짚어 봅니다. - 인텔과의 인연 AMD라고 하면 인텔 x86 CPU의 호환칩을 만드는 회사로 가장 잘 알려져 있기 때문에 초창기부터 인텔 호환칩을 만들었다고 생각하기 쉽지만, 사실 인텔 역시 1968년 7월 18일에 설립된 회사로 프로세서 시장에서 두각을 나타낸 것은 약간 뒤의 일이었습니다. AMD의 첫 제품 역시 인텔의 클론칩이 아니라 Am9300이라는 시프트 레지스터라는 반도체 제품이었습니다. 1971년에는 Am3101라는 초창기 메모리를 제조하기도 했습니다. 이후 70년대 중반까지 AMD는 매우 다양한 반도체 제품을 생산하는 제조사로 입지를 굳혔습니다. AMD가 인텔 프로세서를 역설계해서 CPU를 제조할 생각을 했던 것도 이 시기였습니다. 인텔은 1974년 8비트 프로세서인 인텔 8080을 출시했습니다. 이 CPU가 시장에서 성공을 거두자 많은 초창기 반도체 제조사들이 이를 역설계 해서 비슷한 제품을 내놓았습니다. AMD 역시 1975년에 Am9080라는 인텔 8080의 클론칩을 출시했는데, 시장에서 성공을 거두긴 했지만 사실 정식 라이선스 제품이 아니었습니다. 당연히 인텔은 이런 짝퉁 제품들에 대해서 소송을 걸려고 했지만, 인텔의 창업주 중 한 명인 밥 노이스는 좀 더 평화로운 해결책을 제시했습니다. 어차피 인텔의 생산량이 수요를 못 따라가는 만큼 차라리 정식 라이선스를 주고 수익을 얻자는 것이었습니다.당시에는 모두가 이득을 볼 수 있는 합리적인 해결책처럼 보였지만, x86 라이선스를 AMD와 다른 호환칩 제조업체에 제공한 것은 결국 인텔에게 부메랑으로 되돌아오게 됩니다. 훗날 인텔은 소송과 다양한 방법으로 경쟁자를 제거하려 했고 실제로 대부분의 경쟁자들이 사라지지만, AMD는 꿋꿋이 살아남아 결국 인텔의 가장 큰 라이벌이 되었기 때문입니다. 물론 소비자와 IT 업계 전체로 보면 인텔의 독점을 막아준 매우 다행한 일이었습니다. - 호환칩에서 독자 CPU 제조사로 1980년대 AMD에게 큰 기회가 된 사건은 IBM PC에 x86 CPU가 사용된 일이었습니다. 당시 IBM은 원활한 CPU 공급을 위해서 반드시 복수의 제조사를 둘 것을 요구했는데, 덕분에 AMD는 IBM 호환 PC에 널리 사용되게 됩니다. 내키지는 않았겠지만, 인텔은 1981년에 10년간 AMD와 라이선스를 맺어 다양한 x86 CPU를 제조할 수 있는 길을 내주게 됩니다. AMD는 1991년에는 386 프로세서의 클론인 Am386을 출시하고 1993년에는 486의 클론인 Am486을 출시하면서 주요 CPU 제조사로 자리매김했지만, 결국 486 이후 프로세서에 대해서는 마이크로코드 접근 권한을 박탈당하게 됩니다. 인텔은 486 다음 세대인 펜티엄 프로세서를 내놓으면서 시장 장악력을 높여갔습니다. 이에 대응하기 위해 AMD는 486 기반이지만 클럭을 높인 Am5x86을 출시하는 한편 1996년 최초의 자체 개발 CPU인 K5를 선보였습니다. K는 슈퍼맨에 나오는 크립토나이트 (Kryptonite)에서 이름을 따왔는데, 이는 시장을 지배한 인텔에 대응할 수 있는 유일한 칩이라는 의미가 있었습니다. 하지만 솔직히 K5는 물론 이후 등장한 K6 시리즈 CPU들은 인텔 펜티엄/펜티엄 MMX/펜티엄 2의 적수가 되기 힘들었습니다. AMD의 전성기를 만든 것은 K7 애슬론(Athlon) 프로세서였습니다. AMD의 설립자인 제리 샌더스는 인텔을 따라잡기 위해서 DEC에서 알파칩을 개발하던 더크 메이어와 그의 팀을 스카우트했습니다. 애슬론 개발팀에는 역시 DEC 출신의 엔지니어이자 현존 최고의 CPU 엔지니어인 짐 켈러도 포함되어 있었습니다. AMD로서는 드림팀을 데려와 새 CPU를 만든 것이었는데, 그 성과는 예상을 뛰어넘는 것이었습니다. 1999년 출시된 애슬론 프로세서는 같은 클럭의 인텔 펜티엄 III 프로세서보다 더 빠를 뿐 아니라 사실 클럭 상승 속도도 더 빨라 1999년 6월 23일 최초의 1GHz 프로세서의 명예를 얻었습니다. 이에 놀란 인텔은 클럭을 대폭 끌어올린 펜티엄 4 프로세서로 대응하게 됩니다. 이에 대한 AMD의 반격은 최초의 64비트 x86 프로세서였습니다. 2003년 등장한 K8 애슬론 64 프로세서는 당시 AMD에서 자리를 옮긴 짐 켈러의 작품으로 펜티엄 4 프로세서의 강력한 적수가 됐습니다. 이 등장한 최초의 데스크톱 듀얼 코어 프로세서인 애슬론 64 X2 역시 마찬가지입니다. - 시련을 이기고 다시 일어서다 하지만 순조로웠던 AMD 앞에 새로운 시련이 닥치게 됩니다. 인텔이 펜티엄 4에 사용된 넷버스트 아키텍처를 버리고 새로운 코어 마이크로 아키텍처를 도입해 AMD를 크게 앞서간 것입니다. AMD는 2006년 ATI를 합병해 회사 규모를 키우지만, CPU와 GPU 모두에서 2인자 자리를 벗어나지 못하면서 어려움을 겪게 됩니다. CPU에서는 인텔에 밀리고 GPU에서는 엔비디아에 치이는 일이 반복되면서 매출도 줄어들고 만성적인 적자에 시달리게 됩니다. 이 위기를 타개하기 위해서 AMD는 반도체 제조 부분을 글로벌 파운드리로 넘기고 팹리스 반도체 회사가 됩니다. 본래 반도체 생산 회사라는 점을 생각하면 아이러니한 일이지만, 반도체 산업 자체가 몇 개의 대형 제조사만 남기고 나머지는 사라지는 추세라 어쩔 수 없이 직접 반도체를 제조하지 않고 위탁 생산하는 팹리스 회사가 된 것입니다. 하지만 그 이후에도 어려움은 계속됩니다. 결정적인 사건은 2011년 회사의 어려움을 타개하기 위해 등장한 불도저 아키텍처 기반의 CPU가 예상외의 낮은 성능과 높은 발열로 인해 시장의 외면을 받은 것입니다. 이후 노트북 및 서버 시장은 거의 인텔 CPU 독점 체제로 변하게 되고 데스크톱 시장에서도 AMD의 시장 점유율은 크게 감소했습니다. 이런 AMD를 기사회생시킨 것은 다시 재영입한 짐 켈러였습니다. 짐 켈러가 설계한 Zen 아키텍처 기반의 CPU는 애슬론처럼 인텔 CPU를 넘어서지는 못했지만, 많이 따라잡았다는 평가를 받았습니다. 라이젠과 스레드리퍼 CPU는 저렴한 가격에 많은 코어를 제공해 시장에서 큰 인기를 끌었습니다. 여기에 2018년 이후에는 인텔 CPU 공급이 부족해지면서 AMD의 시장 점유율이 오르게 됩니다. - 1인자만큼 중요한 2인자 그래도 AMD가 항상 2등이라는 점은 변함이 없습니다. 회사 규모나 전체 프로세서 시장 점유율에서 아직 인텔의 적수가 될 수 없다는 점 역시 마찬가지입니다. 하지만 AMD가 없었다면 소비자는 물론 IT 업계 전반이 지금보다 훨씬 암울했을 것입니다. 인텔이 새로운 아키텍처를 개발하게 자극하고 CPU 동작 클럭과 코어 수를 늘리게 압박했던 회사는 지난 수십 년간 사실 AMD가 유일했다고 봐도 무방할 것입니다. 앞으로 두 회사의 경쟁 구도가 얼마나 지속될지는 모르지만, 지난 수십 년간 프로세서 발전과 소비자들을 위해 큰 기여를 해온 만큼 앞으로도 계속해서 지속되기를 기대합니다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com　

연구개발 73조·생산시설 60조원 투자 설계 업체들에 인터페이스 IP 등 지원 불량 분석 툴·소프트웨어 등 나눠 ‘상생’ 소량제품 생산·디자인하우스와 협력 “향후 화성캠퍼스 신규 EUV 라인 활용한 생산량 증대·신규 라인 투자도 지속 추진” 삼성 관련 반도체 클러스터 구체화 주목 업계들 “매출액 기준 현실성 있다” 진단 2030년까지 시스템(비메모리) 반도체 연구개발·생산시설 확충에 133조원을 투자하는 내용을 담아 ‘반도체 비전 2030’을 24일 발표하며 삼성전자는 명확한 목표를 제시했다. D램·낸드플래시 같은 메모리 반도체뿐 아니라 시스템 반도체 분야에서도 2030년까지 글로벌 1위를 달성하는 것이다. 가능할까. 반도체 업계에선 셈을 어떻게 하느냐에 따라 현실성 있는 목표라고 진단했다. “비메모리 반도체 산업은 팹리스(반도체 설계)와 파운드리(위탁생산)로 구분된다. 삼성전자는 팹리스와 파운드리를 모두 한다. 팹리스·파운드리 양쪽을 더한 매출액 기준으로 삼성전자가 1위에 오르지 못할 이유가 없다”는 것이 안기현 한국반도체산업협회 상무의 설명이다. 팹리스로부터 설계 도면을 받아 반도체를 위탁생산하는 파운드리는 삼성전자의 비메모리 시장 석권 여정 초반의 디딤돌이 돼 줄 것으로 기대된다. 지난해 글로벌 파운드리 시장은 70조원 규모로, 대만의 TSMC가 1인자이지만 삼성전자가 치열하게 기술경쟁을 하는 중이다. 트렌드포스는 올 1분기 파운드리 시장 점유율을 TSMC 48.1%, 삼성전자 19.1%, 글로벌파운드리 8.4%, UMC 7.2%, SMIC 4.5% 순으로 집계했다. 삼성전자의 점유율이 여전히 TSMC의 절반에도 미치지 못하고 있지만, 몇 년 전까지 50% 이상을 넘었던 TSMC의 점유율 벽을 삼성전자가 공략하는 중이다. 특히 삼성전자는 7~5나노 미세공정 기술에서 빠른 속도로 성과를 내 왔다. 과거에는 팹리스와 파운드리 사업을 함께 하는 것이 비메모리 반도체 시장에서 삼성전자의 약점이 될 것이란 짐작이 있었다. 애플이 아이폰에 탑재하는 비메모리 반도체인 AP(스마트폰의 CPU) 생산을 경쟁 스마트폰 기업인 삼성전자에 선뜻 맡기긴 쉽지 않다고 보는 시각에서였다. 하지만 실제로 애플은 삼성의 반도체, 삼성의 OLED(올레드·유기발광다이오드) 디스플레이 등 부품을 채택해 왔는데 이는 독보적 기술력을 보유하는 한 파운드리가 반드시 팹리스의 ‘을’(乙)이 되지 않는다는 것을 방증한다. 비메모리 반도체가 실제 기기 안에서 고장 없이 순조롭게 가동되려면 설계역량뿐 아니라 구현능력, 즉 파운드리 기술력이 중요하기 때문이다. 삼성전자는 2017년 파운드리사업부를 설계사업(LSI 사업부)과 분리해 사업 전문성을 강화하고, 지난해부터 화성사업장에 극자외선(EUV) 라인을 건설하는 등 파운드리 사업 경쟁력 강화에 의지를 보여 왔다. 이날 발표 중 팹리스 육성 비전은 특히 삼성전자의 체질 변화 가능성을 점치게 한다. ▲국내 팹리스 업체 지원 ▲중소 팹리스에 삼성전자 개발 인터페이스IP(지적재산권), 아날로그IP, 시큐리티IP 호혜적 지원 ▲삼성전자가 개발한 설계/불량 분석 툴과 소프트웨어 지원 ▲반도체 위탁생산 물량 기준 완화로 국내 중소 팹리스 업체의 소량제품 생산 지원 ▲디자인하우스(설계 서비스 기업)와의 외주협력 확대 등 상생 생태계 조성에 대한 구상이 담겨 있기 때문이다. 비메모리 반도체 산업이 문재인 정부가 꼽은 육성 산업과 일치하는 가운데 현 정부의 상생 기조를 적극 반영해 전략을 세운 삼성전자의 정치적 고려가 엿보이는 대목이지만, 비메모리 반도체 산업의 특성상 필연적인 선택으로도 평가된다. 업계 표준 제품을 빨리 대량생산해 가격 경쟁력을 갖춰서 잘 파는 기업이 시장 점유율을 늘리는 메모리 반도체 시장과 다르게 제품, 기기별로 특화된 칩을 생산해 내는 비메모리 반도체 시장은 다품종 소량생산 체제로 운영된다. 비메모리 반도체의 ‘비’(非) 자체가 저장 자치인 메모리 반도체를 뺀 모든 반도체를 의미하고, 그만큼 반도체의 종류가 다양한 것이다. 스마트폰, 5G, 인공지능(AI), 사물인터넷(IoT), 자동차부품, 그래픽처리장치(GPU), 전력 부품, 이미지 센서 등 다양한 기술 분야마다 적합한 비메모리 반도체가 있고 브랜드와 제품 별로도 탑재되는 반도체가 다르다. 따라서 다품종 반도체 설계부터 양산까지 다수 기업이 제휴하고 경쟁할 수 있는 생태계 조성이 비메모리 반도체 산업 성장의 필수 요소로 꼽힌다. ‘반도체 비전 2030’은 고용, 지역개발 측면에서도 직간접적인 효과를 낼 것으로 점쳐진다. 삼성전자는 이날 “향후 화성캠퍼스 신규 EUV 라인을 활용해 생산량을 증대하고, 국내 신규 라인 투자도 지속 추진할 계획”이라고 밝혔는데, 신규 라인을 기존 캠퍼스 부지에 증설할지 새로운 부지를 물색할지 등에 대해선 미정이라며 여지를 남겼다. 수도권 공장총량 규제 완화로 SK하이닉스 주도의 용인 반도체 특화 클러스터 조성이 확실시된 가운데 삼성 관련 반도체 클러스터 구상도 구체화될지 주목된다. 삼성전자가 밝힌 “1만 5000명 직접고용, 42만명 간접고용 유발”의 영향력도 관심을 모은다. 삼성전자 관계자는 “시스템 반도체 연구개발(R&D) 및 제조 전문인력을 포함해 1만 5000명”이라면서 “R&D 인력은 석·박사 전문인력으로 구성될 가능성이 높고, 제조 인력 역시 숙련이 요구된다”고 설명했다. 메모리 반도체 육성 시절 고졸 생산직원이 대규모 고용됐던 것과 다른 형태의 인력 수급이 진행될 것이란 뜻이다. 홍희경 기자 saloo@seoul.co.kr

작년에 공개한 서밋(Summit)을 통해 세계에서 가장 빠른 슈퍼컴퓨터 타이틀을 되찾은 미국이 이보다 5배 빠른 차세대 슈퍼컴퓨터 도입 계획을 발표했습니다. 미국 에너지부 산하의 아르곤 국립 연구소에 도입될 오로라(Aurora)는 1엑사플롭스(Exaflops, 1000페타플롭스) 연산 능력을 지녀 역대 가장 강력한 컴퓨터가 될 예정입니다. 이번 발표에서 눈길을 끄는 부분은 오로라가 인텔 프로세서와 메모리를 사용한 슈퍼컴퓨터라는 사실입니다. 오로라는 차세대 인텔 제온 스케일러블 프로세서(Xeon Scalable processor)와 Xe 컴퓨트 아키텍처(Xe compute architecture), 그리고 인텔 옵테인 DC 퍼시스턴트 메모리(Optane DC Persistent Memory)를 탑재해 서밋의 200페타플롭스보다 5배 빠른 1엑사플롭스의 성능을 갖게 됩니다. 이 세 가지는 인텔의 미래를 책임질 차세대 제품군이기 때문에 관심이 쏠리고 있습니다. 차세대 제온 인텔은 올해 차세대 아키텍처인 서니 코브(Sunny Cove)를 선보일 계획입니다. 초기에는 일반 PC용 제품으로 등장하겠지만, 어떻게 보더라도 서니 코브 기반 제온 CPU가 등장하는 것은 단지 시간문제일 뿐입니다. 인텔이 오로라에서 언급한 차세대 제온 스케일러블 프로세서가 서니 코브 기반 제온인지는 알 수 없지만, 2021년이라는 시기를 감안할 때 최소한 서니 코브 혹은 그 이후 아키텍처 기반 제온 프로세서로 보입니다. 인텔은 차세대 제온 프로세서의 미세공정 역시 밝히지 않았지만, 올해 10nm 공정 프로세서의 대량 생산에 들어가고 현재 7nm EUV 기반 팹을 건설하는 점을 생각하면 아마도 7nm나 그 이하 공정이 될 가능성이 큽니다. 따라서 코어 집적도와 성능 역시 현재 제온 프로세서에 비해 획기적으로 향상될 것으로 생각됩니다. 인텔은 슈퍼컴퓨팅 2018 콘퍼런스에서 멀티 칩 패키징 (MCP) 방식의 48코어 캐스케이드 레이크 AP(Cascade Lake-AP)를 공개한 바 있습니다. 14nm 공정으로 만든 캐스케이드 레이크 AP에 비해 훨씬 미세한 공정을 사용하는 차세대 제온 스케일러블 프로레서는 더 많은 코어를 집적할 수 있을 것으로 생각됩니다. 물론 이렇게 만든 강력한 제온 프로세서는 슈퍼컴퓨터에만 들어가는 것이 아니라 일반 서버 제품군으로도 출시되어 전반적인 서버 성능을 높일 것으로 생각됩니다. 최근 64코어 2세대 에픽 프로세서를 공개하면서 고성능 서버는 물론 슈퍼컴퓨터 시장으로의 복귀를 준비 중인 AMD의 도전을 생각하면 당연한 대응입니다. Xe 컴퓨트 아키텍처 인텔은 내년에 Xe 아키텍처 기반의 그래픽 카드 및 데이터 센터 제품군을 선보일 예정입니다. 인텔이 다시 고성능 그래픽 카드 시장에 도전한다는 소식도 흥미롭지만, 더 흥미로운 부분은 슈퍼컴퓨터 시장에 Xe 제품군을 투입한다는 것입니다. 이는 사실상 엔비디아의 GPU와 거의 같은 제품군을 만들겠다는 의미입니다. 엔비디아는 게이밍 GPU를 시작으로 GPGPU라는 고성능 병렬 연산을 위한 제품군을 선보였고 최근에는 인공지능(AI) 부분에 집중하고 있습니다. Xe가 게임용 그래픽 카드는 물론 고성능 데이터 센터 및 슈퍼컴퓨터 부분에도 투입된다면 엔비디아의 GPU와 치열한 경쟁은 불가피한 상황입니다. Xe의 성능은 베일에 가려있지만, 엑사스케일 컴퓨터에 탑재된다면 서밋에 탑재된 볼타(Volta)보다 훨씬 강력한 성능을 지녔다고 보는 것이 타당합니다. 물론 이 시기에는 엔비디아 역시 더 강력한 GPU를 선보이면서 Xe와 치열한 경쟁을 벌이게 될 것입니다. 인텔의 도전이 성공할지 아니면 현재 챔피언인 엔비디아가 타이틀을 유지할지가 흥미로운 관전 포인트입니다. Xe가 시장에 진입하는 데 성공한다면 인텔은 CPU 시장은 물론 GPU/슈퍼컴퓨터/인공지능 시장에서 강력한 영향력을 행사할 수 있어 미래 시장 지배력이 커질 것으로 예상됩니다. 옵테인 DC 퍼시스턴트 메모리 인텔은 작년에 128/256/512GB 용량의 옵테인 DC 퍼시스턴트 메모리 제품군을 공개했습니다. 옵테인은 차세대 비휘발성 메모리인 3D XPoint 기반 제품으로 DRAM보다 약간 느리지만 비슷한 성능과 낸드 플래시 메모리처럼 전원을 꺼도 데이터가 유지되는 데이터 저장 능력을 지니고 있습니다. 이런 차세대 비휘발성 메모리의 목표는 SSD 같은 데이터 저장 장치와 DRAM 같은 메인 메모리를 하나로 만들어 컴퓨터를 더 빠르고 효율적으로 만드는 것입니다. 데이터의 크기가 커질수록 저장 장치에서 메인 메모리로 데이터를 옮겨 처리하고 다시 이를 저장 장치에 기록하는 방식이 느리고 비효율적이기 때문입니다. 오로라는 옵테인 DC 퍼시스턴트 메모리를 사용해서 대규모의 데이터를 빠르게 처리하고 바로 저장할 수 있을 것으로 기대됩니다. 다만 오로라가 순수하게 옵테인 메모리만 사용했는지 아니면 별도의 DRAM을 지녔는지는 아직 알려지지 않았습니다. 옵테인이 낸드 플래시 메모리보다는 빠르지만, 아직 고성능 GPU에서 필요한 대역폭을 모두 제공하기에는 느리기 때문에 아마도 후자의 가능성이 높을 것으로 예상됩니다. 설령 그렇다 하더라도 옵테인 메모리를 대량으로 사용해 데이터 처리 및 저장 속도를 높였다면 그것만으로도 상당한 성과라고 할 수 있습니다. 2년 후 모습을 드러낼 인텔의 3종 무기 사실 오로라에 사용될 새로운 하드웨어 가운데 그 구체적인 스펙이 공개된 것은 없습니다. 오로라에 탑재될 차세대 제온 및 옵테인 DC 퍼시스턴트 메모리는 현재 나와 있는 제품보다 훨씬 성능이 향상된 다음 세대 제품이고 Xe는 아예 한 번도 등장한 적이 없는 제품입니다. 그래도 미 정부 기관이 막대한 예산을 들여 도입 계획을 발표했다는 것은 인텔의 신기술에 어느 정도 믿을 만한 구석이 있다는 이야기입니다. 과연 얼마나 성능을 높였을지 업계의 이목이 쏠리는 건 당연합니다. 물론 다른 경쟁자도 놀고 있지는 않습니다. 엔비디아 역시 엑사스케일 컴퓨터를 위해 볼타 다음 세대(Volta-Next) GPU를 개발하고 있으며 미 에너지부 산하 기관이 이를 도입할 계획을 가지고 있습니다. 미 정부는 적어도 두 개 이상의 사업자를 지원해 서로 경쟁을 통해 성능을 높인다는 계획입니다. 흥미로운 사실은 엔비디아의 차세대 GPU가 AMD의 차세대 에픽 CPU와 함께 들어갈 것이라는 사실입니다. 펄뮤터(Perlmutter)로 알려진 이 슈퍼컴퓨터에 대해서도 아직 알려진 내용이 별로 없지만, 적어도 서밋보다 훨씬 강력한 슈퍼컴퓨터가 될 것은 분명합니다. 여기에 최근에는 비교적 조용했지만, 자체 개발 CPU로 세계 최고 성능 슈퍼컴퓨터를 만들어 세상을 놀라게 한 중국 역시 차기 제품을 준비하고 있습니다. 이 경쟁에서 이기기 위해 인텔과 그 경쟁자들은 계속해서 연구 개발을 멈추지 않을 것입니다. 그리고 이를 통해서 컴퓨터 기술은 한 단계 더 발전하게 될 것입니다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com　

인텔은 CPU 제조업체로 가장 잘 알려졌지만, 사실 매우 다양한 반도체 제품을 제조하는 대기업입니다. 과거에는 메모리는 물론 ARM 기반 CPU도 생산한 적이 있었습니다. 하지만 한때 그래픽 프로세서를 제조했다는 사실은 잘 모르는 경우가 많습니다. 인텔은 록히드 마틴과 협력해 1998년 독립 그래픽 카드인 인텔 740 혹은 i740을 출시했습니다. i740은 350㎚ 공정으로 제조한 그래픽 카드로 별도의 3D 가속기 없이 3D 그래픽 처리가 가능한 통합 프로세서였습니다. 하지만 비슷한 시기에 이미 엔비디아의 리바 128와 리바 TNT 등 통합 그래픽 카드가 시장에 등장해 i740은 저가형 그래픽 카드 시장을 차지하는데 만족해야 했습니다. 이후 후계자인 i752를 시장에 내놓으려 했지만, 이미 경쟁자가 더 강력한 제품을 내놓았기 때문에 출시 전에 취소됩니다. 대신 인텔은 Intel i810 칩셋에 내장 그래픽으로 이를 집어넣었습니다. 인텔 내장 그래픽은 비록 그래픽 감속기라는 이야기를 들을 만큼 성능이 낮았지만, 추가로 그래픽 카드를 구매할 필요가 없다는 점 때문에 널리 사용됐습니다. 물론 인텔도 내장 그래픽 성능을 계속해서 높이긴 했지만, 같은 시기 엔비디아나 AMD의 그래픽 성능이 훨씬 빠르게 향상됐기 때문에 주로 게임이나 그래픽 작업을 하지 않는 데스크톱이나 노트북에 사용됐습니다. 물론 이 수요도 무시할 수 없기 때문에 인텔은 extreme graphics (2001~2003년), GMA (2004년 이후) HD graphics (2010년 이후) 내장 그래픽 시리즈를 내놓았습니다. 하지만 그렇다고 인텔이 독립 그래픽 카드에 완전히 미련을 버린 것은 아니었습니다. 2000년대 들어 인텔은 다시 그래픽 카드 시장에 도전하기 위해 라라비(Larrabee) 프로젝트를 진행했습니다. 하지만 이 프로젝트는 2010년쯤 취소됩니다. 그래픽을 처리하는 전용 프로세서인 GPU 시장이 CPU만큼 큰 시장도 아닌 데다 GPU를 제조하는데 드는 비용은 CPU보다 높지만, 경쟁이 심해 비싸게 팔 수 없다는 점이 큰 영향을 미쳤을 것입니다. 대신 인텔은 라라비의 경험을 살려 엔비디아의 GPGPU와 비슷한 목적의 고성능 병렬 프로세스인 제온 파이(Xeon Phi)를 만듭니다. 슈퍼컴퓨터 시장 역시 협소하지만, 대신 매우 비싼 가격에 판매할 수 있었기 때문이죠. 이렇게 인텔의 GPU 시장 도전은 마무리되는 듯했지만, 새로운 변수가 생깁니다. 인공지능, 특히 인공 신경망을 이용한 머신러닝(기계학습) 분야에서 GPU가 주역으로 등장한 것입니다. 엔비디아의 GPU 연산 기술은 처음에는 고성능 병렬연산을 위해 등장했으나 2010년대 들어 신경망 처리에 탁월한 성능을 발휘한다는 사실이 알려지면서 더 주목받게 됩니다. 물론 기본적으로 인공지능 관련 연산은 대부분 CPU로 처리할 수 있지만, GPU를 이용하면 속도가 비교할 수 없이 빨라지기 때문에 딥러닝 분야에서는 거의 필수적인 장비로 등장한 것입니다. 인공지능 분야에서 GPU의 인기와 경쟁사보다 낮은 성능의 내장 그래픽, 그리고 제온 파이의 부진은 인텔이 다시 GPU 시장에 도전장을 내밀게 만든 중요한 원인이었을 것입니다. 2017년, 오랜 세월 AMD에서 라데온 그래픽 부분을 이끈 라자 코두리를 비롯해 관련 전문 인력을 영입한 인텔은 AMD에 견줄 만한 강력한 내장 그래픽인 Gen11을 올해 출시할 뿐 아니라 2020년에는 Xe라는 새로운 독립 그래픽 카드를 내놓겠다고 선언했습니다. Xe는 10㎚ 공정으로 출시될 예정이며 데이터 센터 및 인공지능에 최적화된 고성능 버전과 일반 소비자를 위한 중급 및 보급형 버전 등 다양한 제품이 등장할 예정입니다. 구체적인 목표 성능에 대해서는 말을 아끼고 있지만, 현재 그래픽 카드를 만드는 엔비디아와 AMD에 견줄 수 있는 성능을 목표로 하는 건 분명합니다. 최근 들리는 루머에 의하면 새로 개발된 3D 칩 적층 기술을 사용해 성능은 높이고 크기는 줄일 수 있다고 하지만, 아직 확인된 바는 없습니다. 물론 아무리 업계에서 잔뼈가 굵은 라자 코두리를 영입했다고 해도 GPU 시장의 절대 강자인 엔비디아를 견제할 수 있을지 회의적인 시각도 있습니다. 하지만 인텔은 초기 제품에서 상당한 손실을 보더라도 얼마든지 감당할 수 있는 넉넉한 자금이 있고 최근 미세 공정에서 문제가 있기는 해도 여전히 세계 최대의 반도체 제조사 가운데 하나로 생산 능력 역시 막강합니다. 아무것도 안 해보고 인공지능 분야에서 쓰임새가 날로 커지는 GPU 시장에서 엔비디아의 지배력을 인정하는 것보다 한 번은 도전해보는 것이 합리적인 결론입니다. 잘되면 현재 인텔의 영향력이 약한 그래픽 및 인공지능 분야에서 대반전의 기회를 노릴 수 있고 안되더라도 회사가 망할 정도로 큰 손실을 볼 가능성은 희박합니다. 소비자들 역시 당장에는 크게 기대하지 않더라도 앞으로 엔비디아의 독주를 막을 대항마로 인텔의 등장을 반길 것입니다. 최근 GPU 시장은 엔비디아의 독점 구조가 심해지고 신제품이 나올 때마다 가격이 올라가고 있습니다. 새로운 대항마가 등장한다면 엔비디아 역시 더 공격적인 가격 정책을 들고나올 수밖에 없을 것입니다. 인텔의 새로운 그래픽 팀의 첫 작품인 Gen11부터 다음 해 등장할 Xe에 관심이 쏠리는 이유입니다. 과연 20년 동안 지속한 엔비디아 vs AMD 구도가 깨지고 GPU 삼국지가 열릴지 1, 2년 후가 주목됩니다. 사진=Xe 그래픽 카드 로드맵.(출처=인텔) 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

화무십일홍, 권불십년… 지금 잘나가도 세상에는 영원한 권력도 강자도 없다는 진리를 일깨워주는 단어들입니다. 하지만 영원하지는 않아도 오랜 세월 시장에서 강자의 위치를 지켜온 기업은 있습니다. CPU 업계에서는 인텔이 그런 기업입니다. 1980년대에 시장 지배적인 위치로 올라온 이후 수많은 경쟁자를 물리치고 데스크톱, 노트북은 물론 서버 시장까지 세력을 확장해 무너지지 않을 것 같은 ‘제국’을 건설한 기업이 인텔입니다. 하지만 그런 인텔도 안팎으로 위기라는 이야기가 나오고 있습니다. 인텔의 미세 공정이 14nm에서 몇 년째 움직이지 않는 사이 경쟁사들은 이미 7nm 공정 양산에 들어갔고 가장 직접적인 경쟁자인 AMD는 젠(Zen) 아키텍처에서 인텔 CPU를 많이 따라잡아 큰 위협이 되고 있습니다. 이 위협은 내년에 7nm 미세 공정과 차세대 젠 아키텍처로 무장한 CPU가 등장하면 더 커질 것입니다. 이런 위협에 대응할 인텔의 혁신이 시급하다는 것은 누구보다 인텔 스스로가 가장 잘 알고 있습니다. 그리고 인텔은 인텔 아키텍처 데이 2018 (Intel Architecture Day 2018)을 통해 구체적으로 어떻게 혁신을 이뤄낼 것인지를 보여줬습니다. 비록 사람들이 궁금해하는 모든 내용을 속 시원하게 밝히진 않았지만, 많은 궁금증을 풀어줄 내용이 공개됐습니다. 가장 중요한 발표는 역시 차세대 CPU 아키텍처에 관한 것입니다. 현재 사용되는 인텔 CPU는 대부분 몇 년 전 나온 스카이레이크 기반입니다. 더 오래전으로 가면 2011년에 나온 샌디브릿지를 조금씩 개선한 버전이라고 할 수 있습니다. 아무리 뛰어난 아키텍처라도 이제는 변경해야 할 시점이 온 것입니다. 인텔이 몇 년 전부터 새로운 아키텍처를 개발하고 있다는 이야기는 있어왔고 AMD에서 젠 아키텍처를 설계한 짐 켈러를 영입했기 때문에 2020년까지는 새로운 아키텍처가 나올 것이라는 예측이 지배적이었습니다. 그러나 짐 켈러는 예상보다 빠른 2019년에 서니 코브 (Sunny Cove)라는 새 아키텍처 기반 CPU가 나올 것이라고 확답했습니다. 서니 코브는 스카이레이크에 비해 더 크고 복잡한 구조를 지녀 한 번에 더 많은 연산을 할 수 있으며 새로운 명령어를 지원합니다. 따라서 같은 클럭의 기존 CPU 대비 싱글 쓰레드 성능이 향상될 것으로 보입니다. 다만 이렇게 되면 CPU가 커지기 때문에 같은 미세 공정에서는 전력 소모가 증가하고 클럭이 제한될 가능성이 있습니다. 하지만 서니 코브는 10nm 공정 기반으로 등장해 이런 문제를 극복하고 성능을 크게 높일 것으로 기대됩니다. 최근 인텔은 7nm EUV 리소그래피 공정을 개발하고 있다고 말했는데, 이로 인해 10nm 공정은 건너뛰거나 주력으로 사용하지 않을 것이라는 예상도 있었습니다. 하지만 이날 아키텍처 데이에서는 10nm CPU를 보게 될 것이라고 확답했습니다. 인텔은 서니 코브에 이어 2020년에는 서니 코브를 개선한 윌로우 코브(Willow Cove)를 선보이고 다시 2021년에는 골든 코브(Golden Cove)를 내놓을 예정입니다. 윌로우 코브에서는 캐쉬를 다시 디자인하고 보안 성능을 높이며 골든 코브에서는 AI나 5G 등 신기술에도 대응한다는 계획입니다. 다만 구체적인 공정 및 코어 숫자, 작동 클럭 등 여러 가지 세부 사항에 대해서는 말을 아꼈습니다. 아직은 개발 중인 상태로 확정되지 않은 부분들이 많기 때문일 것입니다. 몇 년째 발전이 멈춘 인텔의 GPU 부분 역시 대폭 물갈이를 할 예정입니다. 2019년 서니 코브와 함께 나올 Gen 11 (11세대) 내장 그래픽은 테라플롭스급 연산 능력을 지녀 기존의 내장 그래픽 대비 큰 폭의 성능 향상을 보여줄 것으로 기대됩니다. 하지만 더 흥미로운 사실은 인텔이 독립 그래픽 카드 제품을 준비 중이라는 것입니다. Xe로 명명된 이 GPU가 등장하는 것은 2020년으로 현재 엔비디아가 인텔만큼 시장을 독점한 GPU 시장에 파란을 일으킬 수 있을지 주목됩니다. 이밖에도 인텔은 3차원 적층 방식의 칩 패키징 방식인 FOVEROS 기술과 차세대 아톰 프로세서에 대해서도 언급했습니다. 서로 다른 공정에서 만든 칩이라도 3차원적으로 쌓아 하나의 프로세서로 만들 수 있으며 메모리처럼 완전 다른 종류의 반도체도 통합할 수 있다는 것이 인텔의 설명입니다. 역시 2019년에 첫 제품이 나올 예정입니다. 구체적인 제원과 성능에 대해서는 출시 시점이 가까워질수록 많은 내용이 공개될 것입니다. 이 차세대 아키텍처에 인텔의 운명이 걸린 만큼 총력을 다해 개발을 진행할 것은 분명합니다. 2019년에는 개선된 젠 아키텍처와 7nm 공정으로 무장한 AMD와 와신상담 새 아키텍처를 개발한 인텔의 진검 승부가 예상됩니다. 그리고 그 결과로 일반 소비자용에서 서버용까지 x86 CPU의 성능이 전반적으로 향상될 것으로 기대됩니다. 당연히 그 혜택은 소비자와 IT 산업 전체가 누리게 될 것입니다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

컴퓨터를 구성하는 부품은 여러 가지입니다. 우선 머리에 해당하는 CPU와 CPU를 포함한 다른 부품을 끼우는 메인보드가 있습니다. 여기에 파워서플라이, 메모리, SSD/하드디스크를 포함한 저장장치를 끼워야 컴퓨터가 작동할 수 있습니다. 물론 그래픽 카드나 사운드 카드를 추가로 장착할 수 있고 이 모두를 담을 케이스와 컴퓨터를 식히기 위한 냉각 팬도 필요합니다. 요즘은 활용도가 떨어지지만, DVD나 블루레이 드라이브 역시 케이스에 자리가 있으면 달 수 있습니다. 과거에는 음악을 듣고 싶으면 사운드 카드가 꼭 필요했고 3D 게임을 하고 싶으면 그래픽카드 외에 별도의 3D 가속기를 달아야 했던 시절도 있었습니다. 인터넷을 하기 위해서는 56K 모뎀 같은 별도의 카드 역시 달아야 했습니다. 하지만, 기술의 발전으로 사운드 카드와 모뎀은 메인보드로 통합됐습니다. 사운드 카드는 여전히 판매되지만, 내장 사운드 장치의 성능도 크게 좋아져 일부 소비자만 구매하는 제품이 되었습니다. 내장 그래픽의 성능도 좋아져 화려한 그래픽을 자랑하는 게임을 하는 경우만 아니라면 굳이 별도의 그래픽 카드를 구매할 이유도 사라졌습니다. 그래도 많은 그래픽 카드가 아직도 비싼 가격에 판매되고 있습니다. 최근에는 가상화폐 채굴 붐으로 인해 몸값이 뛰기도 했고 인공지능에 널리 쓰이는 고성능 GPU에 대한 수요도 있긴 하지만, 일반 소비자 입장에서는 게임을 하기 위해 컴퓨터를 구매하는 경우가 많기 때문일 것입니다. 게임용이 아니라면 고가 그래픽 카드는 필수가 아니지만, 게임을 하게 되는 순간 필수품으로 변하게 됩니다. 그런데 하이엔드 그래픽 카드 가격이 지난 몇 년간 꾸준히 오르고 있습니다. 엔비디아가 최근 공개한 지포스 RTX의 경우 RTX 2080 Ti는 999달러, RTX 2080은 699달러, RTX 2070은 499달러로 웬만한 컴퓨터 한 대나 노트북 한 대 값입니다. 여기에 엔비디아에서 따로 내놓는 파운더스 에디션은 100-200달러가 더 비쌉니다. 최신 그래픽 카드 하나 살 돈으로 컴퓨터 하나 더 살 수 있는 것입니다. 물론 하이엔드 그래픽 카드는 항상 비쌌지만, 과거에는 이 정도로 비싸지 않았습니다. 2010년에 등장한 하이엔드 그래픽 카드인 지포스 GTX 480은 499달러, GTX 470은 349달러였습니다. 2년 후 출시한 GTX 680과 GTX 670도 500달러와 400달러 수준이었습니다. 그런데 2015년에 나온 GTX 980Ti/GTX 980/GTX 970은 각각 649/549/329달러에 출시했고 작년 출시한 GTX 1080Ti//GTX 1080/GTX 1070는 699/549/379달러로 최상위 단일 GPU 그래픽 카드 가격이 조금씩 오르더니 이번에는 대폭 인상된 것입니다. 그 배경은 무엇일까요? 첫 번째 이유는 공정 미세화에 따라 제조 단가가 올라가기 때문입니다. 과거 GTX 470/480에 쓰인 GPU의 트랜지스터 집적도가 30억 개인 반면 RTX 2080Ti에 쓰이는 튜링 칩은 186억 개에 달합니다. 이런 큰 프로세서를 제작하기 위해서 제조 공정을 40nm에서 12nm까지 낮췄는데, 미세 공정일수록 같은 크기의 칩이라도 제조 단가가 올라갑니다. 반도체 제조사들은 더 큰 웨이퍼를 사용하거나 생산량을 늘려 이에 대응하지만, 그래픽 카드에 쓰이는 대형 GPU는 워낙 크기가 커서 생산 단가를 낮추기 어렵습니다. 하지만 CPU나 스마트폰에 사용되는 프로세서와 비교해서 특히 그래픽 카드 가격이 더 오른 것은 이것만으로 설명하기 어려울 수 있습니다. 제조사인 엔비디아의 매출과 수익이 눈에 띄게 좋아졌기 때문이죠. 엔비디아는 지난 분기에 작년 같은 기간 대비 매출은 40%, 순이익은 무려 89% 증가했습나다. (매출 31.2억 달러, 순이익 11억 달러) 따라서 그래픽카드 가격 인상의 다른 중요한 요인은 고성능 그래픽 카드 시장의 독점입니다. 독립 그래픽 카드 시장은 엔비디아와 AMD 두 회사가 나눠 가지는 독과점 구조였는데, 본래 엔비디아가 다소 우세하긴 했지만 지난 몇 년간은 거의 일방적으로 경쟁자를 누르고 CPU 시장처럼 독점 구조를 형성하고 있습니다. 세계 최대의 게임 다운로드 서비스인 스팀 (Steam) 통계에 의하면 엔비디아 그래픽 카드를 사용하는 게임 유저의 비율은 2016년 6월에는 56.7%였지만, 2018년 7월에는 76.4%까지 치솟았습니다. 반면 같은 시기 AMD의 점유율은 25.1%에서 13.9%까지 줄어들었습니다. (나머지는 인텔 내장 그래픽) AMD가 경쟁력 있는 제품을 내놓지 못하고 있어 엔비디아 입장에서는 고성능 신형 그래픽 카드 가격을 낮출 이유가 사라진 것입니다. 여기에 채굴이나 인공지능 연구의 목적으로 비싼 가격에도 고성능 그래픽 카드를 구매하는 수요가 많다는 것 역시 가능한 설명입니다. 가상화폐 채굴 붐은 이제 좀 가라앉았지만, 인공지능 관련 수요는 점점 증가할 것으로 예상합니다. 비싸도 기꺼이 구매할 수요층이 자꾸 증가하는 것입니다. 그러면 하이엔드 제품의 가격은 점점 비싸질 것입니다. 결론적으로 말하면 비싸지는 건 다 이유가 있지만, 그게 옳다고 말할 순 없을 것입니다. 만약 이 시장에서도 경쟁이 치열하다면 쉽게 가격을 올려 받기 힘들기 때문이죠. 현재 CPU 시장에서 일어나는 일을 생각하면 더 그렇습니다. 그렇다고 많은 연구와 투자를 통해 이 분야에서 강력한 경쟁력을 확보한 엔비디아를 비난할 순 없습니다. 반대로 칭찬할 일이죠. 다만 게임뿐 아니라 인공지능, 고성능 병렬 연산, 전문적인 그래픽 작업에서 널리 쓰이는 그래픽 카드 시장의 경쟁 유도를 위해 경쟁사에 대한 지원이 필요할지 모릅니다. 이 부분에서 AMD와 인텔의 역할이 중요한 이유입니다. 시장 경제의 가장 큰 적이 공산주의가 아니라 독점이라는 점을 생각하면 연구 보조금 지급 같은 정부의 시장 간섭도 필요하지 않을까 생각합니다. 당분간은 하이엔드 그래픽 카드 가격이 높은 수준으로 유지될 것으로 보입니다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com 　

인텔이 공개한 2018년 2분기 실적은 어닝 서프라이즈까지는 아니지만, 이 회사가 계속 성장하고 있다는 것을 보여줬습니다. 작년 같은 기간과 비교해서 1년 사이 매출은 148억 달러에서 170억 달러로 증가했고 영업 이익은 38억 달러에서 53억 달러로, 순이익은 28억 달러에서 50억 달러로 큰 폭으로 증가했습니다. 실적을 견인한 것은 서버 및 기업 부분인 데이터 센터 그룹이지만, 매출의 절반을 차지하는 클라이언트 컴퓨팅 그룹 (일반 컴퓨터용 CPU 및 칩셋 등) 역시 PC 시장 위축에도 불구하고 매출이 소폭 증가했습니다. 인텔은 2018년 전체로는 작년 대비 11% 증가한 695억 달러의 매출을 기대하고 있으며 현재까지 상황을 보면 달성 가능성이 큽니다. 이렇게 보면 인텔이 흔들리고 있다는 제목은 어딘가 잘못되어 보입니다. 칩질라(반도체를 의미하는 칩과 고질라의 합성어)라는 별명을 지닌 인텔은 반도체 업계 1위를 삼성에 내주긴 했지만, 여전히 자신의 영역인 CPU와 관련 제품군에서 막강한 영향력을 지니고 있어 인텔 CPU가 없는 세상은 생각하기도 어려울 정도입니다. 우리가 매일 쓰는 컴퓨터와 매일 같이 접속하는 인터넷 서비스를 처리하는 서버에 인텔의 CPU가 주로 사용되고 있습니다. 따라서 지금 인텔이 위기라고 말하기는 어렵지만, 그래도 문제가 없다고 말하기도 어렵습니다. 왜냐하면, 몇 가지 심각한 이상 징후가 보이는데 이를 해결할 리더쉽이 보이지 않기 때문입니다. 최근 몇 년간 인텔이 보여준 가장 의외의 모습은 바로 미세공정 지연입니다. 그동안 인텔은 반도체 미세 공정에서 가장 강력한 경쟁력을 보여줬습니다. ‘무어의 법칙’의 원조답게 불과 몇 년 만에 트랜지스터 집적도와 성능을 몇 배씩 올리며 승승장구해왔던 것입니다. 하지만 이런 인텔도 반도체 공정이 극도로 미세화되자 한계에 부딪히게 됩니다. 반도체 공정을 조금 더 미세하게 만들기 위해서는 천문학적인 비용이 들지만, 공정 미세화에 따른 이득이 과거보다 작아지면서 프로세서 성능 향상이 눈에 띄게 느려진 것입니다. 사실 이는 인텔만의 문제가 아니라 반도체 업계 전체의 고민입니다. 과거처럼 1-2년 만에 성능이 두 배 높아진 프로세서를 만든다는 것은 이제는 매우 어려운 일입니다. 다른 제조사들이 꾸준히 미세 공정을 도입하는데 인텔만 14nm 공정에서 몇 년간 이동하지 못하는 것은 지금까지 반도체 제조 공정의 혁신을 이끌었던 인텔을 생각하면 놀라운 일입니다. 인텔이 최초의 14nm 공정 CPU인 코어 M 프로세서 (브로드웰 Y)를 공개한 건 2014년이었습니다. 사실 14nm 공정도 연기된 것이었지만, 10nm 공정 연기는 상상을 초월해서 인텔은 2019년에야 주력 제품을 10nm 공정으로 이전할 것이라고 밝혔습니다. 인텔의 10nm 공정은 트랜지스터 밀도에서는 1mm x 1mm 면적에 1억 개라는 신기록을 세웠지만, 성능은 기존의 14nm++ 공정에 미치지 못해 일부 예외를 제외하고 (소량 생산이 되긴 하고 있습니다) 양산이 이뤄지지 않는 것으로 알려졌습니다. 원인이 무엇이든 간에 경쟁사들이 따라잡을 기회를 제공했으니 심각한 위기입니다. 인텔의 설명대로 14nm 공정에서 상당한 성능 향상을 이뤘다고 해도 경쟁자는 그보다 더 빨리 인텔을 따라잡고 있습니다. CPU 시장에서 가장 직접적인 경쟁자인 AMD는 최근 컨퍼런스 콜에서 이미 7nm 공정의 차기 프로세서의 샘플링에 들어갔다고 밝혔습니다. AMD는 3세대 젠(Zen)으로 알려진 7nm 공정 CPU를 데스크톱, 노트북, 서버 시장에 적극 투입할 계획이지만, 이에 대응할 인텔의 계획은 불분명한 상태입니다. 내년 서버 시장에 투입할 제온 역시 14nm 공정으로 제조할 것으로 알려져 있습니다. 인텔이 경쟁사보다 제조 공정에서 뒤지는 경우는 지금까지 거의 생각하기 어려웠지만, 내년에는 현실이 될 가능성이 커졌습니다. 당장에 문제가 된 10nm 공정은 물론 이미 로드맵보다 심각하게 연기된 7nm, 5nm 공정에 대한 계획 역시 오리무중입니다. (사진 참조) 사실 이 문제가 최근 불거진 보안 오류 이슈보다 더 심각한 문제라고 할 수 있습니다. 이런 상황이면 실적과 관련 없이 내부적으로는 비상이 걸리고 최고 경영자가 문제를 수습하기 위해 백방으로 뛰어다녀야 할 것입니다. 그런데 인텔호의 선장이었던 브라이언 크르자니크는 불미스러운 사내 관계로 인해 사임해 현재 이 상황을 수습하고 있는 것은 최고 재무 책임자 (CFO)인 로버트 스완입니다. 이사회는 인텔호를 다시 제자리로 돌려놓을 신임 CEO를 최대한 빨리 물색해야 하는 형편입니다. 새로운 CEO는 인텔을 반도체 업계를 선도하는 기업으로 다시 이끌어야 할 뿐만이 아니라 전임 CEO가 이루지 못한 과제인 신성장 동력을 발굴할 수 있는 인물이어야 합니다. 하지만 몇 가지 악재에도 인텔이 전례 없이 심각한 위기에 처한 것은 아닙니다. 그리고 인텔이라는 기업 자체가 다른 기업들과 마찬가지로 꽃길만 걸어온 기업은 아닙니다. 인텔의 창업부터 거대 독점 기업이 되기까지의 역사를 풀어쓴 "인텔 끝나지 않은 도전과 혁신" (마이클 말론 저)에는 인텔이 초창기에 여러 번 심각한 위기를 겪으면서 극복한 이야기가 담겨 있습니다. 과거 인텔을 위기에서 구한 것은 끊임없는 연구와 기술 혁신이었습니다. 이번에도 다르지는 않을 것입니다. 사실 알게 모르게 그 준비는 진행 중입니다. 인텔은 과거 AMD의 핵심 인력인 짐 켈러와 라자 코두리를 영입해 새로운 프로세서를 설계하고 있습니다. 이들의 목표는 보안 이슈를 해결하는 것은 물론 현재의 CPU 아키텍처를 개선해 성능을 한 단계 더 끌어올리는 것입니다. 약점으로 손꼽히는 내장 그래픽 부분 역시 최근에는 눈에 띄게 성능 향상이 없었지만, 라자 코두리를 비롯한 관련 전문가 영입으로 새로운 기회를 엿보고 있습니다. 차세대 비휘발성 메모리인 3D Xpoint 역시 낸드 플래시를 대체할 새로운 기술입니다. 하지만 이런 노력은 차세대 미세 공정에서 경쟁자를 앞서가지 못하면 빛을 볼 수 없습니다. 인텔의 새로운 수장이 누가 되든 공정 지연 문제를 빠르게 수습하고 현재 새로 개발 중인 CPU, GPU, 3D Xpoint, 그리고 기타 여러 제품군이 시너지 효과를 낼 수 있도록 연구 개발에서 마지막 제조 단계까지 조직의 전반적인 혁신을 일으켜야 할 것입니다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

최근 삼성전자는 8Gb LPDDR5 메모리를 공개했습니다. 10나노급 제조 공정을 사용해서 LPDDR4X 대비 50% 더 빠른 6,400Mb/s의 작동 속도로 스마트폰에 주로 사용되는 64bit 메모리 버스에서는 51.2GB/s라는 상당히 넓은 대역폭을 제공합니다. 삼성전자는 1초에 영화 14편을 전송할 수 있는 속도라고 설명했습니다. 사실 이 정도면 우리가 일반적으로 사용하는 컴퓨터 메인 메모리와 비교해도 빠른 것입니다. 하지만 스마트폰에 사용되는 애플리케이션 프로세서(AP)에도 점점 강력한 CPU와 그래픽 처리 장치인 GPU가 들어가고 있고 인공지능처럼 새로운 활용 분야가 생기면서 더 빠르고 용량이 큰 모바일 메모리가 필요합니다. 삼성전자는 구체적으로 어떤 제품에 LPDDR5 메모리가 들어갈지 언급하지 않았지만, 앞으로 출시될 고성능 스마트폰이 가장 가능성 높은 제품일 것입니다. 물 물론 DDR5 메모리는 모바일에만 적용되는 것은 아닙니다. 이미 메모리 제조사들은 일반 컴퓨터와 서버에 쓰이는 DDR5 메모리 제품을 공개했습니다. 사실 메모리 규격의 표준을 정하는 JEDEC에서 DDR5 메모리 표준을 확정하기도 전이지만, 시장을 선점하려는 주요 메모리 제조사들의 경쟁이 그만큼 치열하다는 이야기입니다. 소비자 입장에서 이런 기술 경쟁은 항상 환영할 일이지만, 한 가지 의문이 생깁니다. 그러면 지금 PC용 DDR4 메모리를 사도 괜찮을까요? 쓸데없는 질문 같지만 요즘 메모리 가격이 그렇게 저렴하지 않은데 PC용 DDR4 메모리를 비싼 가격에 사려니 망설여지는 것도 사실입니다. 곧 DDR5로 시장이 빠르게 재편된다면 메모리나 컴퓨터 구매를 조금 미루는 편이 좋겠죠. 하지만 결론부터 말하면 이런 일은 몇 년 후에나 일어날 가능성이 큽니다. 비록 공개는 DDR5가 LPDDR5보다 빨랐지만, LPDDR5 쪽의 수요가 더 급할 뿐 아니라 적용도 더 쉽습니다. 물론 우리가 사용하는 데스크톱 컴퓨터, 노트북, 그리고 서버까지 당연히 빠른 메모리가 더 유리합니다. 하지만 일반 컴퓨터는 스마트폰보다 훨씬 쉽게 메모리 대역폭을 확장할 수 있습니다. 공간이 넉넉하기 때문에 메모리 채널을 2, 4, 6, 8개로 늘리면 되기 때문이죠. 흔히 사용하는 인텔 코어 프로세서나 AMD 라이젠 프로세서는 듀얼 채널로 두 개의 64bit 데이터 채널을 사용합니다. 하이엔드 제품군은 쿼드 채널 메모리를 지원하며 서버에서는 6채널, 8채널도 등장했습니다. 그리고 더 중요한 차이점은 GPU처럼 메모리 대역폭을 많이 차치하는 부품에 별도의 고속 메모리를 탑재할 수 있다는 것이죠. 언뜻 생각하기에는 훨씬 고성능 하드웨어인 PC에서 스마트폰보다 더 느린 메모리를 사용한다는 것이 이해하기 힘들 수 있지만, 사실 그래픽 카드에 이보다 훨씬 빠른 GDDR 메모리가 탑재되어 있으며 최근에는 HBM 메모리 같은 초고속 제품도 도입되고 있습니다. 고성능 GPU를 위해서 별도의 고속 메모리를 할당할 수 있다면 CPU 전용 메모리는 대역폭에 충분한 여유가 생깁니다. 물론 내장 그래픽이 메모리를 공유하는 경우 대역폭이 부족할 수 있지만, 내장 그래픽의 경우 메모리 병목 현상을 고려해 처음부터 고성능 GPU를 넣지 않던가 아예 별도 메모리를 같이 넣기 때문에 역시 큰 문제는 없습니다. 하지만 작은 공간에 들어가야 하는 스마트폰에서 이런 해결책은 불가능합니다. 배터리, 카메라, 디스플레이 등 다른 부품에 자리를 내주기 위해서 하나의 메인 메모리를 모든 장치가 같이 공유해야 합니다. 따라서 지금보다 더 고성능 스마트폰을 원한다면 LPDDR5처럼 더 빠른 메모리가 필요합니다. 늦어도 내년에는 LPDDR5 적용 스마트폰이 나올 것으로 예상되며 2020-2021년 사이에는 중급기까지 적용 범위가 늘어나 스마트폰 메모리의 대세가 될 것으로 예상합니다. 물론 이 시기에는 아마도 LPDDR5 다음 세대 메모리도 같이 선보일 가능성이 큽니다. 반면 PC는 앞서 설명한 이유로 좀 천천히 교체를 진행할 것입니다. PC용 DDR5 메모리는 스마트폰보다 약간 늦은 시기인 2021-2022년 사이 DDR4를 본격적으로 교체할 것으로 보입니다. 구체적인 교체 시기는 삼성전자나 SK 하이닉스 같은 메모리 제조사는 물론 인텔이나 AMD처럼 컴퓨터 플랫폼을 이끄는 회사들이 결정하게 되지만, 아직 급하지 않기 때문에 적어도 1-2년은 DDR4 메모리의 속도를 높이는 방향으로 진행할 것으로 보입니다. 따라서 당연한 결론이지만, 지금 컴퓨터나 메모리가 필요하다면 그냥 사고 아니면 몇 년 기다리면 됩니다. 컴퓨터 하드웨어는 대부분 나중에 사면 더 좋은 걸 사게 되지만, 당장 필요한데 마냥 참고 기다릴 순 없는 일이죠. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

컴퓨터의 가격은 용도에 따라 천차만별입니다. 가벼운 웹 서핑이나 문서 작성용이라면 가격은 수십만 원까지 내려갈 수 있습니다. 게이밍 PC라면 100만 원 정도는 기본이고 여러 개의 그래픽카드를 탑재하고 고성능 CPU까지 포함하면 이보다 더 비싸질 수 있습니다. 그래픽 작업을 비롯한 전문적인 용도로 사용하는 경우 그래픽 카드 가격만 수백만 원 이상을 넘어가게 됩니다. 서버의 경우 용도에 따라 가격 차이가 크지만 수천만 원 이상 나가는 제품도 드물지 않습니다. 엔비디아가 내놓은 DGX-2는 일반 냉장고나 세탁기보다 작은 크기지만, 가격은 39만9000달러(약 4억 2000만원)에 달하는 초고가 컴퓨터입니다. 이런 가격에도 팔릴 것이라고 예상하고 내놓은 데는 그럴 만한 이유가 있습니다. 인공지능 같은 특정 연산 부분에서 대단히 높은 성능을 보여주기 때문입니다. DGX-2는 16개의 볼타 GPU와 인텔 제온 플래티넘 CPU 2개를 하나의 시스템으로 만든 것입니다. 인공지능과 관련된 텐서(Tensor) 연산 능력이 1920TFLOPs에 달하는데, 이는 5년 전 나왔던 GTX 580 SLI 기반의 인공지능 시스템의 500배에 달하는 연산 능력입니다. 엔비디아가 작년에 내놓은 DGX-1과 비교해도 두 배에 달하는 성능입니다. 사실 메모리와 GPU 숫자를 두 배로 늘렸으니 속도가 두 배가 되는 것은 당연하지 않겠냐고 반문할 수 있지만, 세상일이 항상 그렇듯이 말처럼 쉬운 일은 아닙니다. GPU 숫자가 늘어난 만큼 이를 하나로 연결하는 일이 어려워집니다. 더욱이 DGX-2에 사용되는 16개의 볼타 GPU는 각각 32GB의 HBM2 메모리를 지니고 있어 모두 합치면 512GB에 달합니다. 엔비디아는 이들을 하나의 시스템으로 연결할 수 있는 NV스위치 기술을 같이 공개했습니다. 이 새로운 인터페이스 덕분에 모든 GPU가 초당 300GB의 데이터를 주고받을 수 있습니다. 이는 시스템 전체로는 초당 2.4TB의 양방향 인터페이스를 의미합니다. 과거 컴퓨터 내 인터페이스와는 비교가 되지 않을 정도로 빠른 속도입니다. DGX-2의 또 다른 특징은 30TB 용량의 저장 장치를 SSD로만 구성했다는 점입니다. 최대 60TB까지 SSD를 증설할 수 있는데, 데이터의 고속처리를 위해 매우 빠른 SSD로만 대용량 저장장치를 구현한 것입니다. 참고로 DDR4 메모리는 1.5TB까지 지원합니다. 그리고 이 모든 장치에 전력을 공급하기 위해 10kW 혹은 1만W급 파워서플라이를 가지고 있습니다. 일반 PC의 파워서플라이가 대개 500W 이내 수준인 점을 생각하면 20배나 큰 대용량입니다. DGX-2는 여러 대의 서버를 병렬로 연결한 것과 같은 성능을 지니고 있습니다. 딥러닝 관련 연산을 할 때는 여러 개의 서버보다 한 개의 고성능 컴퓨터가 공간은 물론 에너지를 크게 절약할 수 있습니다. 물론 일반인이 구매하거나 사용할 일은 거의 없겠지만, 그 결과물은 모두에게 혜택을 줄 수 있습니다. 이런 딥러닝 전용 슈퍼컴퓨터는 과학 연구 및 빅데이터 분석을 통해 알게 모르게 우리에게 삶을 윤택하게 하거나 질병 치료에 도움을 줄 것입니다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com　

갤럭시S9 ‘엑시노스 9810’ 찍은 사진과 유사 상품 검색 애플 ‘아이폰에 3D 안면인식’ 초당 최대 6000억번 작업 처리 아마존·구글·퀄컴도 개발 올인정보기술(IT) 업계가 올해를 이른바 ‘차세대 칩’으로 불리는 인공지능(AI) 애플리케이션프로세서(AP) 개발 경쟁의 원년으로 보고 있다. 4차 산업혁명과 5세대(5G) 이동통신 상용화로 사물인터넷(IoT) 등 신기술이 AI 칩을 요구하기 때문이다. 진화하는 스마트폰과 자율주행차 등이 인간의 뇌처럼 연산하는 AI 칩을 꼭 필요로 하는 까닭도 가세한다. 15일 업계에 따르면 AI 칩은 그동안 각각 발전했던 중앙처리장치(CPU), 그래픽처리장치(GPU), 메모리 기술이 하나의 칩으로 합쳐진다는 의미다. 기존 기술에서 각각의 칩이 ‘한 번에 하나씩’ 데이터를 처리했다면 이미지 처리, 음성인식 등 다양한 비정형 데이터를 동시에 빠르게 처리하는 기술이 요구되는 것이다. 글로벌 IT 기업들은 물론 중국 업체들까지 이미 시장에 속속 뛰어들고 있다. AI 비서 시장이 불어나는 것도 AI 칩의 미래를 밝게 해 준다. 시장조사 업체 IDC에 따르면 AI 하드웨어, 소프트웨어 시장은 해마다 50%씩 급증할 전망이다. 지난해 80억 달러(약 9조원)이던 세계 AI 시장 규모는 올해 125억 달러로 불어날 것으로 예상됐다. 2022년에는 1000억 달러(약 112조원)가 넘을 전망이다.삼성전자의 새 전략 스마트폰 갤럭시S9 시리즈에 탑재된 ‘엑시노스 9810’ 칩은 AI 칩의 출발선 격이다. 외국어 메뉴를 한국어로 번역해 주고, 사진을 찍으면 비슷한 상품을 쇼핑 검색해 주는 등 “주로 지능형 이미지 처리에 특화됐다”는 게 삼성전자의 설명이다. 신경망을 기반으로 한 딥러닝(심화학습)이 적용됐다는 것이다. 삼성의 음성인식 비서 ‘빅스비 2.0’을 위해선 이 칩 수준을 끌어올려야 한다. IT 전문매체 폰아레나 등 외신에 따르면 삼성전자는 신경망네트워크프로세서(NPU·딥러닝 연산을 처리하는 별도 처리장치) 개발도 임박한 것으로 알려졌다. 지금의 AI 칩은 클라우드를 거쳐 정보를 처리하지만 NPU는 기기 내 데이터만으로 AI 서비스를 이용할 수 있어 실시간 지연이 거의 없다. 애플이 휴대폰 중 최초로 아이폰에 3차원(3D) 안면인식 기술을 넣은 것도 AI 칩 덕분이다. 애플의 자체 프로세서 ‘A11 바이오닉’은 신경망 엔진이 적용된 AI 칩이다. 초당 최대 6000억번까지 작업을 처리할 수 있어 음성 인식, 자연어 처리 등에도 특화됐다. 아마존, 구글, 퀄컴 등 글로벌 IT 강자들도 AI 칩 개발에 올인하고 있다. 구글은 이미 자체 칩을 사용해 스트리트뷰, 사진, 번역 등 서비스를 지원하고 있다. 지난해 텐서프로세싱유닛(TPU)이라는 새 AI 칩을 내놓았다. 아마존은 한발 늦었지만 최근 자사 AI 스피커 ‘에코’에 사용할 AI 칩의 자체 설계에 들어갔다. 반도체 강자 인텔은 지난해 8월 AI 스타트업(신생기업) ‘너바나 시스템스’를 인수하며 AI 칩 확장에 대한 의지를 드러냈다. 퀄컴의 ‘스냅드래곤845’ 칩은 전작인 ‘스냅드래곤835’ 대비 AI 성능이 3배가량 향상돼 AI 비서에 활용할 경우 훨씬 정확하고 빠른 대답이 가능해졌다. AI 칩 개발에 열을 올리고 있는 중국 화웨이는 지난해 가을 세계 최초로 모바일용 NPU ‘기린 970’을 공개하고 최신 스마트폰 ‘메이트10’에 실었다. 업계 관계자는 “AI 칩은 네트워크 환경 제약을 받지 않고 에너지 효율도 높아 활용 범위가 비약적으로 넓어질 것”이라고 내다봤다. 이재연 기자 oscal@seoul.co.kr

삼성전자가 자율주행 시스템, 가상화폐 채굴 등에서 속도를 2배 높일 수 있는 그래픽 D램을 업계 최초로 양산하기 시작했다. PC와 서버, 모바일용 D램에 이어 차세대 프리미엄 D램 시장에서도 독주 체제를 굳히려는 모습이다.삼성전자는 현존 D램 중 세계 최고 속도인 16기가비트(Gb)의 ‘GDDR6(그래픽스 더블 데이터 레이트 6) D램’을 지난달부터 양산하고 있다고 18일 밝혔다. 그래픽 D램은 PC, 서버, 영상기기, 고성능 게임기에서 중앙처리장치(CPU), 그래픽처리장치(GPU)의 명령을 받아 그래픽을 빠르게 처리하는 메모리 제품이다. 삼성전자는 앞서 2014년 세계 최초로 초당 8Gb의 ‘20나노급 GDDR 5 D램’을 양산한 데 이어 이번에 10나노급 공정을 적용, 속도와 용량을 2배 이상 높였다. 저전력 설계로 전력 효율이 35% 이상 좋아졌고 속도도 기존 제품보다 2배 이상 빨라졌다. 풀 고화질(HD)급 영상 48편을 1초 만에 읽고 처리할 수 있는 수준이다. 특히 인공지능(AI)과 가상현실(VR) 등 차세대 시스템에 안성맞춤이라는 설명이다. 실시간 변하는 주행상황을 감지, 위험을 처리해야 하는 자율주행 차량과 블록체인 기술이 적용된 가상화폐 채굴 등에도 적합하다. 삼성전자 관계자는 “가상화폐 채굴에 GPU가 많이 사용되는데 채굴용 GPU를 최고 성능으로 지원하는 역할을 할 수 있다”고 설명했다. 이재연 기자 oscal@seoul.co.kr