삼성전자가 최근 외국 해커그룹 랩서스(LAPSUS$)로부터 해킹 공격을 받은 것과 관련해 “임직원과 고객의 개인 정보는 포함돼 있지 않았다”고 밝혔다. 삼성전자는 7일 ‘해킹 이슈와 관련해 임직원 여러분께 알려드립니다’라는 사내 공지를 통해 “우리 회사는 최근 외부의 정보 탈취 시도를 인지해 즉시 전사 정보보호센터와 MX사업부 시큐리티팀이 보안시스템을 강화하는 등 대응 체제를 가동했다”고 밝혔다. 삼성전자는 “현재까지 확인된 유출 자료에는 갤럭시 구동에 필요한 일부 소스코드가 포함돼 있으나 임직원과 고객의 개인 정보는 포함돼 있지 않았다”면서 “우리 회사 비즈니스와 고객에 미치는 영향은 없는 것으로 파악되고 있다”고 밝혔다. 이어 “회사는 추가적 정보 유출을 차단하고 임직원과 고객을 보호하기 위해 할 수 있는 모든 조치를 강구 중”이라고 덧붙였다. 앞서 랩서스는 지난 5일 자신들이 삼성전자 서버를 해킹했다면서 190GB 용량의 해킹 파일을 공유 프로그램 토렌트를 통해 공개했다. 지난 1일엔 미국 반도체기업 엔비디아의 서버에서 그래픽처리장치(GPU) 회로도를 포함해 중요한 데이터를 빼냈다고 주장하기도 했다. 당시 엔비디아도 해킹 공격을 받은 사실을 시인했다.

지난 몇 년간 인텔은 AMD의 거센 추격과 ARM 기반 서버 칩의 등장, 인공지능 시장에서 엔비디아의 독주로 인해 업계 1위의 위상이 흔들렸습니다. 이 위기를 극복하기 위해 1년 전 취임한 팻 겔싱어 인텔 CEO는 여러 가지 미래 전략과 로드맵을 발표했습니다. 그중 하나는 거대한 반도체 칩을 한 번에 제조하는 대신 여러 개의 칩을 고속 인터페이스로 연결해 하나의 큰 반도체 칩처럼 만드는 기술입니다.  작년에 세부 내용을 공개한 인텔의 사파이어 래피즈(Sapphire Rapids) 제온 스케일러블 CPU는 최대 400㎟ 크기의 다이 4개를 인텔의 고속 인터페이스인 EBIM로 연결하고 여기에 추가로 초고속 메모리인 HBM2E 메모리까지 하나의 패키지에 넣을 수 있습니다. 차세대 GPU인 폰테 베키오 (Xe HPC)는 무려 47개의 타일을 하나로 묶어 트랜지스터 집적도를 1000억개까지 끌어올렸습니다.  한 번에 너무 큰 칩을 제조할 경우 수율이 급격히 낮아지는데다 첨단 미세 공정으로 갈수록 가격이 매우 높아지기 때문에 이렇게 여러 개의 칩을 하나로 묶는 기술이 업계의 새로운 트랜드가 되고 있습니다. 또 반드시 최신 미세 공정을 사용하지 않아도 되는 부분은 구형 공정을 이용해 가격도 절감할 수 있다는 점이 큰 장점입니다.  그런데 CPU나 GPU 모두 여러 개의 타일을 묶어서 만든다면 CPU + GPU 프로세서 역시 제조가 쉬워집니다. 인텔이 새로 공개한 팔콘 쇼어스 (Falcon Shores) XPU는 이런 맥락에서 당연히 등장할 수밖에 없는 제품이라고 할 수 있습니다.  팔콘 쇼어스는 인텔의 x86 CPU와 Xe GPU를 하나로 합친 고성능 및 슈퍼컴퓨팅 프로세서입니다. 물론 현재 판매 중인 인텔 12세대 코어 프로세서 (앨더 레이크) 역시 대부분 내장 GPU를 지니고 있기 때문에 x86 CPU와 Xe GPU의 통합 구조라고 할 수 있으나 팔콘 쇼어스는 서버 및 슈퍼 컴퓨팅 부분에서 처음 도입하는 CPU/GPU 통합 프로세서라는 차이점이 있습니다.  그래 봐야 제온 스케일러블 CPU와 Xe HPC GPU를 하나로 통합한 것에 지나지 않느냐고 반문할 수 있지만, 사실 이 통합이 핵심입니다. 고성능 서버 CPU와 고성능 연산용 GPU는 막대한 양의 데이터를 서로 주고받기 때문에 데이터 및 메모리 병목 현상이 발생하기 쉽습니다.이를 극복할 수 있는 대안 중 하나는 아예 하나의 패키지 안에 CPU, GPU, 메모리를 통합하는 것입니다. 인텔은 팔콘 쇼어스를 통해 전력 대비 성능과 메모리 대역폭을 5배 이상 끌어올릴 수 있다고 보고 있습니다. 물론 이 제품은 목적상 고성능 슈퍼컴퓨팅 및 인공지능 연산용으로 기존의 제온 서버 프로세서를 대체하는 것은 아닙니다.  서버급 CPU와 GPU를 통합하면서 기대할 수 있는 두 번째 이점은 공간 절약입니다. 거대한 서버 CPU와 제법 큰 공간을 차지하는 GPU를 서버용 메인보드에 여러 개 끼워 넣으면 당연히 서버의 부피는 커질 수밖에 없습니다. 아예 메모리까지 하나로 통합한 팔콘 쇼어스 XPU는 기존의 전통적인 CPU + GPU 서버 보다 5배 정도 시스템 밀도를 높일 수 있습니다. 데이터 센터의 크기가 자꾸만 커지는 상황에서 크기가 작은 서버의 등장은 반가운 일입니다. 결국 비용 절감으로 이어지기 때문입니다.  하지만 팔콘 쇼어스는 올해가 아닌 2024년 이후 등장할 예정입니다. 인텔은 최신 20A 이후 공정을 팔콘 쇼어스에 도입할 계획입니다. 인텔은 서버 CPU에서 AMD에 시장을 내주고 있고 엔비디아가 장악한 고성능 GPU 시장에는 진입조차 못하고 있습니다. 다만 전례 없는 수준의 연구와 투자를 병행하고 의욕적인 제품 로드맵을 공개하고 있어 몇 년 후에는 업계 판도가 바뀔 수도 있는 상황입니다. 과연 인텔의 변신이 성공할지 미래가 궁금합니다. 

2017년 라이젠을 내놓으면서 반전의 기회를 마련하기 전까지 AMD는 여러 번 위기를 겪었습니다. 기본적으로 인텔 CPU의 호환칩이 제조가 주력이었는데, 10년 전 내놓은 회심의 대작이었던 불도저 아키텍처 CPU들의 낮은 성능 때문에 시장에서 퇴출당할 위기까지 몰렸습니다. 2006년 인수한 ATI의 라데온 역시 업계 1위인 엔비디아에 밀려 힘을 쓰지 못하는 상황에서 AMD의 미래는 매우 어두워 보였습니다. 하지만 2017년 라이젠 아키텍처를 선보인 이후 성능을 매년 착실하게 올려 결국 인텔을 성능에서 따라잡는 기적 같은 일이 일어났고 GPU 부분 역시 가상화폐 채굴 붐으로 인해 그래픽 카드 가격이 고공행진을 거듭하면서 천덕꾸러기가 아닌 캐시 카우로 거듭났습니다. 여기에 마이크로소프트와 소니의 차세대 콘솔 게임기에 독점적으로 칩을 공급하면서 안정적인 수입을 얻었습니다. 2015년 매출이 전년 대비 28%나 감소한 39억 9100만 달러를 기록했던 AMD는 2018년에는 다시 64억 7500만 달러로 매출을 회복했고 2019년에는 67억 달러, 2020년에는 98억 달러, 2021년에는 164억 달러로 폭풍성장을 기록했습니다. 영업 이익 역시 2019년엔 6억3100만 달러였지만, 2021년에는 36억 달러로 매출보다 더 큰 성장세를 기록했습니다. 인텔이 2019년 720억 달러, 2020년 779억 달러, 2021년 790억 달러를 기록하면서 성장이 거의 정체되었던 것과 상당히 대조적입니다. 이 시기 x86 CPU 수요가 서버와 소비자 제품군 모두 증가했다는 점을 생각하면 AMD가 커진 시장의 대부분을 가져갔다는 점을 알 수 있는 결과입니다. AMD는 올해 사상 최초로 200억 달러 매출을 돌파하면서 성장세를 이어갈 수 있다고 자신하고 있습니다.  최근 AMD의 성장세가 놀랍긴 하지만, 올해는 경쟁사의 강력한 반격과 우호적이지 않은 시장 상황이 변수로 작용할 가능성이 높습니다. 상처 입은 반도체 공룡인 인텔은 작년 취임한 팻 겔싱어 CEO의 지휘 아래 대대적인 체질 개선을 시도하면서 회심의 대작인 12세대 코어 프로세서 (앨더 레이크)를 출시했습니다. 시장의 반응은 매우 호의적입니다.  AMD는 3D V 캐시 메모리를 탑재한 신제품을 올해 1분기에 출시하고 올해 하반기에 Zen 4 기반의 신제품을 내놓는다는 계획이지만, 인텔이 지난 몇 년간 그랬던 것처럼 시장을 호락호락 내주지 않을 것이라는 점은 분명합니다. 오랜 세월 사용한 14nm 공정을 벗어나 새로운 미세 공정으로 이전했을 뿐 아니라 아키텍처도 완전히 바꿔 과거처럼 무력하게 당할 이유가 없기 때문입니다. 인텔 역시 올해 하반기에 12세대 코어 프로세서를 개량한 13세대 제품을 투입해 AMD와 치열한 경쟁을 예고하고 있습니다.  그래픽 카드 시장에서는 채굴 붐이 가라앉으면서 가격이 떨어지고 있다는 점이 새로운 변수가 되고 있습니다. 채굴 수요가 한창일 때는 엔비디아 같은 강력한 경쟁자가 있어도 얼마든지 비싼 가격에 팔 수 있지만, 가격이 내려가면 상황이 달라집니다. 여기에 엔비디아는 올해 새로운 그래픽 카드를 투입할 가능성이 높습니다. AMD가 제때 신제품을 내놓으면서 대응하지 못하면 그래픽 카드 시장 매출은 후퇴할 가능성도 있습니다. 설상가상으로 올해 상반기에는 인텔도 그래픽 카드 시장에 새롭게 출사표를 던질 예정입니다. 공교롭게도 선봉장은 과거 라데온 GPU의 개발 책임이었던 라자 코두리입니다. 그래픽 카드 가격이 천정부지로 치솟은 상황에서 인텔이 준수한 성능의 그래픽 카드를 내놓는다면 시장의 반응은 폭발적일 것으로 생각됩니다. 비정상적인 가격 때문에 업그레이드 대기 수요가 엄청나기 때문입니다. 물론 AMD 입장에서는 설상가상인 상황이고 소비자 입장에서는 기대가 되는 상황입니다.  이런 변수에도 불구하고 AMD의 사정이 몰라보게 좋아진 것은 부인할 수 없는 사실입니다. 특히 매출과 영업이익이 많이 증가한 만큼 신기술 개발을 위한 인력과 자금 역시 넉넉할 것입니다. 올해 시장 상황을 낙관할 순 없지만, AMD의 미래가 어둡지 않다고 보는 이유입니다.

얼마 전 곧 중학교에 올라가는 우리 집 큰아이가 최신 게임을 할 수 있는 컴퓨터를 갖고 싶다고 했다. 그래서 오래간만에 조립 컴퓨터 시장을 들여다봤는데, 필자가 중고등학교를 다니던 1990년대와 많이 달라진 시장을 보고 조금 놀랐다. 대표적인 예가 CPU다. 당시만 해도 인텔이 시장 점유율을 90% 이상 차지할 때이다 보니 인텔 인사이드 스티커를 붙이지 않으면 무언가 제대로 된 컴퓨터를 산 것이 아니라는 생각이 들기도 했다. 하지만 현재 시장을 들여다보니 마이크로칩의 성능이 2년마다 두 배로 증가한다는 ‘무어의 법칙’으로 유명했던 인텔이 더이상 그 당시의 아성을 지키고 있다고 생각하기 어려웠다. 이는 시장 점유율의 변화로도 확인할 수 있다. 몇 년 전까지 전체 CPU 시장 점유율 80% 이상을 차지하던 인텔은 최근 들어 60% 선을 위협받고 있다. 이게 데스크톱 CPU 시장으로 가면 작년부터 경쟁자인 AMD과 1, 2위가 엎치락뒤치락하는 수준이 됐다. 4차 산업혁명 시대에 가장 중요한 서버 시장에서도 인텔은 절대적인 점유율을 점차 잃어 가고 있다. 이마저도 X86 아키텍처 내에서의 경쟁이지 작년부터 등장한 애플의 ARM 기반 M1 칩을 고려하면 CPU 시장의 변화는 앞으로 더 가팔라질 것이다. 여기에 GPU 시장의 선두주자 엔비디아 역시 최근 ARM 기반 서버용 CPU인 그레이스를 내놓은 상황이다. 그리고 전 세계 데이터 센터의 양대 산맥인 MS와 아마존 역시 자체 서버용 CPU를 개발하고 있는 점을 고려하면 기존 시장의 절대 강자였던 인텔의 고뇌는 깊어질 수밖에 없다. ARK 인베스트의 분석에 따르면 현재 비중이 미미한 ARM 기반 CPU의 비중은 2030년에 이르러 PC 부분에서 82%, 데이터 센터에서 71%가량 차지할 것이라고 한다. X86 기반의 CPU 절대강자인 인텔의 아성이 점점 더 흔들릴 수밖에 없는 이유다. 이런 시장의 흐름을 단적으로 보여 주고 있는 것은 각 회사의 주가 흐름이다. 현재 인텔의 시가총액은 246조원가량이다. 이는 애플(약 2856조원)이나 MS(약 2513조원)의 10%도 안 되는 수준이다. 과거 전 세계 최고의 반도체 기업이었던 인텔은 이제 대만의 TSMC(약 631조원), 미국의 엔비디아(약 561조원)는 물론 삼성전자(460조원)보다도 낮은 기업 가치를 보여 주고 있다. 20여년 전 인텔은 현재 전 세계 시가총액 1위를 달리고 있는 애플과 비교할 수 없는 수준의 절대 강자였다. 20여년 전 애플은 회사 존폐의 위기 속에 현재의 200분의1도 안 되는 시가총액을 보였다. 엔비디아는 당시 막 상장을 한 때라 현재의 100분의1도 안 되던 시가총액이었다. 하지만 그 길지 않은 시간 동안 시장의 승자는 판이하게 바뀌게 됐다. 언더독의 반란이라 하지 않을 수 없다. 사회 전체적인 관점에서 이렇게 시장의 승자가 계속해서 변화하며 경쟁이 지속되는 현상은 매우 바람직하다고 볼 수 있다. 이렇게 치열한 경쟁 속에서 언더독들이 승리할 수 있었던 이유는 더 싸고 성능이 좋은 제품을 만들어 시장 점유율을 높여 갔기 때문이다. 덕분에 소비자는 25년 전 인텔 펜티엄 3가 탑재된 진돗개 1호를 200만원에 구매할 수 있었지만, 현재 그보다 월등히 성능이 앞선 인텔 코어 i7은 물론 그래픽카드까지 탑재된 조립식 컴퓨터를 100만원 수준에 구매할 수 있다. 언더독의 반란, 그렇다면 우리나라의 경우는 어떠할까. 현재 코스닥 시가총액 상위 5개 기업을 본다면 기존 대기업군으로 분류될 수 있는 회사는 없다. 20년 전에는 존재하지도 않았거나 이제 막 시작한 셀트리온헬스케어, 에코프로비엠, 펄어비스, 엘앤에프, 카카오게임즈와 같은 기업들의 면면이 보인다. 여기에 코스피 상위 종목인 네이버, 카카오, 셀트리온, 크래프톤과 같은 회사들을 보면 변화의 흐름을 뚜렷이 감지할 수 있다. 승자가 계속해서 변화해 나가는 세상, 그리고 그 과정에서 기술혁신과 비용 절감이라는 두 마리 토끼를 잡아 가는 세상, 그것이 우리가 추구해야 할 세상이지 않을까 싶다. 우리 사회에도 그런 기존 레거시 시스템을 창조적으로 파괴해 나가는 언더독들의 반란이 이어질 수 있기를 기대한다.

KT는 클라우드 기반 GPU(그래픽처리장치) 인프라 제공 서비스 ‘하이퍼스케일 AI(인공지능) 컴퓨팅’을 출시했다고 10일 밝혔다.하이퍼스케일 AI 컴퓨팅은 GPU 인프라를 동적 할당 방식으로 제공하는 사용량 기반 종량제 서비스다. AI 서비스 전문기업이나 AI 개발자 등은 원하는 시점에 원하는 만큼만 GPU 자원을 할당받아 사용한 후 반납하면 된다. 이 서비스는 한 개의 서버에서 구동할 수 있는 GPU 수량 이상을 클러스터링해 연산 활용에 제공한다. 대규모의 GPU 자원이 필요할 경우 요청을 자동으로 대기시키고 순차적으로 처리하는 방식으로 서비스 안정성을 높였다. KT는 2022년 ‘초대규모 GPU팜’을 구축하고 2023년에는 전용 AI 반도체 칩을 제작해 GPU 기술 국산화를 추진할 계획이다. KT Cloud/IDC사업추진실장 윤동식 부사장은 “앞으로도 AI 전문 기업들과의 협력을 강화해 대한민국 AI 개발자들이 활발하게 활동할 수 있는 생태계를 구현하기 위해 노력하겠다”고 말했다.

최근 CPU 업계의 한 가지 트랜드는 한 번에 큰 칩을 만드는 대신 여러 개의 작은 다이(Die, 집적회로 칩)를 서로 연결해 하나의 큰 칩처럼 만드는 것입니다. 제조사들은 프로세서의 성능을 높이기 위해 점점 더 복잡한 구조를 지닌 CPU를 개발하고 있습니다. 여기에 GPU나 각종 컨트롤러 및 인터페이스를 통합한 결과 프로세서의 크기는 최신 미세 공정으로도 감당하기가 부담스러울 정도로 커지고 있습니다. 최신 미세 공정을 사용할수록 가격이 천정부지로 치솟는 점 역시 제조사들에게 부담입니다. AMD는 7nm 공정 CPU부터 아예 CPU 코어 부분을 별도의 작은 칩렛(Chiplet)으로 분리시키고 여기에 14nm 공정으로 만든 I/O 다이를 붙여 CPU를 제조했습니다. 이렇게 하면 패키징 방식이 복잡해지는 단점이 있지만, 대신 꼭 최신 미세 공정을 적용하지 않아도 되는 부분에 저렴한 공정을 사용하고 칩렛을 여러 개 붙이는 방식으로 코어 숫자를 늘릴 수 있다는 장점이 있습니다. 인텔 역시 AMD의 칩렛 방식에 대응해 타일 방식의 멀티 다이 패키징 방식을 개발했습니다. 인텔은 고성능 GPU에서 이 방식을 먼저 적용한 후 소비자용 CPU인 메테오 레이크에 적용할 계획입니다. 그런데 사실 여러 개의 작은 다이를 하나로 합쳐 큰 프로세서를 만드는 방식은 CPU보다 거대한 GPU에 더 적합한 방식입니다. AMD는 최근 발표한 인스팅트 (Instinct) IM200 시리즈에서 두 개의 다이를 고속 인터페이스로 연결해 하나의 GPU처럼 만드는 방식을 도입했습니다.CPU와 마찬가지로 여러 개의 GPU를 사용해서 성능을 높이는 방식은 사실 오래전부터 사용되어 왔습니다. 엔비디아의 SLI, AMD 크로스파이어 기술이 대표적입니다. 하지만 이 방식은 두 개 이상의 GPU가 서로 데이터를 주고받는 과정에서 상당한 성능 손실이 발생합니다. 두 개의 그래픽 카드를 연결하면 성능이 두 배가 되는 것이 아니라 1.7배가 되는 식입니다. 이 단점을 극복하기 위해 그래픽 카드가 아니라 여러 개의 GPU 다이 사이를 직접 연결하는 방식이 필요했습니다. AMD의 인스팅트 IM200 가속기는 290억 개의 트랜지스터를 집적한 GCD 다이 두 개를 고속 인터페이스로 연결해 580억 개의 트랜지스터를 지닌 하나의 거대한 GPU처럼 작동하게 만들었습니다. (참고로 제조 공정은 TSMC의 N6) 덕분에 47.9TFLOPS의 FP32/64 벡터 역산 성능과 95.7TFLOPS의 FP32/64 메트릭스 연산 능력을 지니고 있습니다. 일반 연산 능력에 있어서는 542억 개의 트랜지스터를 하나의 거대한 다이에 집적한 엔비디아의 A100 가속기를 최대 4.9배 넘어선 것입니다. AMD는 인공지능 연산에 중요한 INT8 메트릭스 연산능력도 383TOPS로 경쟁사보다 좀 더 빠르다고 주장했습니다.IM200 시리즈는 8개의 HBM2E 메모리를 128GB를 탑재했으며 최대 3.2TB/s의 엄청난 대역폭을 자랑합니다. AMD는 OAM이라는 새로운 폼팩터를 도입해 4개에서 8개의 IM200 GPU를 1개 혹은 2개의 에픽 CPU와 조합해 사용할 수 있게 만들었습니다. 각각의 GPU는 560W의 전력을 소모하기 때문에 큰 벽돌 같은 대형 쿨러가 필요합니다. IM200 시리즈는 주로 게임을 구동하기 위한 일반적인 GPU가 아니라 2022년 공개할 엑사스케일 슈퍼컴퓨터에 들어갈 고성능 연산용 GPU입니다. 하지만 여기서 개발한 멀티 다이 패키징 기술은 앞으로 차세대 GPU에도 적용될 수 있습니다. 다이 사이를 연결하는 기술의 발전으로 여러 개를 연결해도 하나처럼 사용할 수 있다면 큰 다이를 만들 이유가 줄어들기 때문입니다. 한 번에 큰 칩을 제조할 경우 실패할 가능성도 높아져 수율은 떨어지고 가격은 올라갑니다. 앞으로 여러 개의 다이를 연결한 CPU나 GPU를 보게 될 가능성이 높아지는 이유입니다. AMD 인스팅트 IM 200 시리즈 자체는 일반 소비자가 사용할 일이 없는 서버, 슈퍼컴퓨터, 인공지능 연산 GPU이지만, 앞으로 소비자용 GPU의 발전 방향을 가늠하게 한다는 점에서 주목됩니다. 인텔과 AMD가 고성능 GPU에서 여러 개의 다이를 연결하는 방식을 이미 선보인 만큼 엔비디아의 대응 역시 주목됩니다.　

CPU나 GPU를 이용하는 현재의 인공지능은 실제 뉴런이 아니라 컴퓨터가 계산한 가상의 인공 뉴런을 이용해 지능을 구현합니다. 물론 인공지능 연산을 위한 전용 하드웨어를 사용하는 경우가 늘어나고 있지만, 이것 역시 물리적인 뉴런을 사용하는 것이 아니라 신경망 연산 등에 특화된 회로를 지닌 프로세서로 뉴런 대신 트랜지스터를 집적하고 있습니다. 하지만 이런 방식으로는 진짜 뇌 같은 사고 능력을 지닌 인공지능을 만들기 힘들다고 생각한 연구자들도 있습니다. 이들은 일반적인 트랜지스터가 아니라 전자 회로로 만든 인공 뉴런을 사용한 프로세서인 뉴로모픽(Neuromorphic) 칩을 연구했습니다. 알고리즘으로 가상 뉴런을 만드는 게 아니라 진짜 전자 뉴런을 지닌 프로세서를 만드는 것입니다. 물론 뉴로모픽 프로세서는 현재 인공지능의 주류라고 보기는 어렵습니다. 하지만 IBM이나 인텔 등 여러 컴퓨터 관련 기업들이 많은 관심을 보이면서 관련 연구가 활발합니다. 인텔은 지난 2017년 1세대 뉴로모픽 칩인 로이히(Loihi)를 공개한 바 있습니다. 흥미롭게도 로이히 2는 인텔 최초의 EUV 공정인 인텔 4(과거 7nm 공정) 공정을 이용해 제조했습니다. 14nm 공정을 적용한 1세대 칩보다 훨씬 미세한 인텔 4 공정을 적용한 로이히 2 칩은 1세대 칩 절반인 31㎟ 크기 다이에 8배나 많은 100만 개의 뉴런을 집적할 수 있습니다. 덕분에 속도도 10배나 빨라지고 여러 개의 칩을 연결해 성능을 높이기도 쉬워졌습니다. 최근 발전 속도가 느려진 CPU나 GPU보다 훨씬 빠른 성능 향상입니다. 앞으로 뉴로모픽 칩의 발전이 기대되는 이유입니다.사실 인텔은 차세대 반도체 제조 기술인 EUV 리소그래피 적용에서 삼성이나 TSMC보다 뒤처진 상황입니다. 그러나 이미 많은 연구와 투자를 진행한 덕분에 초기 단계에 제품을 지닌 것으로 보입니다. 현재 인텔이 공개한 것은 전생산(pre-production) 단계 제품으로 양산 전 엔지니어링 샘플 수준이지만, 현재 개발 중인 최신 미세공정을 적용한 것을 보면 인텔의 기대를 짐작할 수 있습니다. 참고로 올해 말 인텔 7 기반 제품인 앨더레이크가 출시되고 인텔 4 제품이 본격 출하되는 것은 내후년이 될 것으로 예상됩니다. 그런데 하드웨어 발전 이상으로 중요한 부분은 소프트웨어 지원입니다. 뉴로모픽 프로세서가 아무리 똑똑해도 개발자들이 사용할 수 없다면 무용지물입니다. 현재 GPU나 전용 가속 프로세서가 인공지능에서 표준이 된 것도 개발자들이 편리하게 사용할 수 있는 여러 가지 개발 도구와 라이브러리, 그리고 생태계가 존재하기 때문입니다. 인텔은 로이히 기반 시스템을 개발자들이 쉽게 사용할 수 있도록 지원하기 위해 라바 소프트웨어 프레임워크(Lava Software Framework)를 같이 개발했습니다. 하드웨어 단계에서 다른 방식을 사용하는 만큼 인공지능 개발자에게 인기가 높은 텐서플로나 파이토치 라이브러리는 로이히 프로세서에서는 사용할 수 없습니다. 라바 소프트웨어 프레임워크는 파이썬 기반의 개발 환경을 제공해 개발자들이 뉴로모픽 프로세서에 최적화된 프로그램을 개발하는 데 도움을 주고 서로의 라이브러리를 사용할 수 있도록 지원합니다.로이히 2는 전용 하드웨어를 갖추지 못한 개발자나 제조사를 위해 클라우드 형식으로 서비스되거나 혹은 서버 시스템에 통합할 수 있는 인공지능 가속기 형태로 제공될 예정입니다. 구체적인 가격과 출시 일정은 잡히지 않았지만, 인텔 4 공정의 양산 일정을 생각하면 실제 출시는 1~2년 후가 될 것으로 예상됩니다. 현재 인공지능 가속기 분야에서 인텔은 엔비디아에 많이 늦은 상황입니다. 현재 출시를 앞둔 고성능 GPU를 통해 반전의 기회를 노리고 있지만, 앞서가는 엔비디아를 한 번에 따라잡기는 무리일 것이라는 시각이 많습니다. 이미 경쟁자가 앞선 분야가 아니라 아예 새로운 분야를 개척하는 것도 돌파구가 될 수 있습니다. 로이히 2가 뉴로모픽 프로세서 시대를 활짝 열어줄지 미래가 궁금합니다.　

장광호 스마트치안지능센터장 인터뷰현실판 ‘마이너리티 리포트’ 구현 노력올해 안 전화사기 대응 플랫폼 구현될 듯현장 경찰 지원 ‘치안 비서’ 현실될 것 범죄 발생은 불규칙적이다. 인간이 범죄를 저지를 과정이 결코 합리적일 수 없어서다. 그렇기에 영화 ‘마이너리티 리포트’처럼 범죄 발생을 예측하고 막아내는 건 현실세계에선 불가능에 가깝다. 영화의 배경이었던 2054년 역시 범죄를 예측해낸 건 3명의 예지자였다. 첨단기술은 그저 그들의 뇌파를 분석해 영상으로 보여줄 뿐이었다. 그럼에도 경찰에 있어 범죄를 예측하고 이를 예방하는 건 매우 중요하다. 범죄가 발생하고 나면 그 피해는 되돌릴 수 없기 때문이다. 김창룡 경찰청장 역시 취임 이후부터 선제·예방적 경찰활동을 줄곧 강조해 왔다. 서울신문은 지난 17일 충남 아산의 경찰대학 치안정책연구소에서 장광호 스마트치안지능센터장을 만났다. 2018년 7월 설립된 스마트치안지능센터는 범죄를 예방하고 일선 수사관들에게 범인 찾는 기술을 제공하기 위해 여러 데이터들을 분석하고 도구를 만들고 있다. 지난해부터 ▲전화사기 키워드-계좌-전화번호 분석 ▲차량번호 식별 기술 등을 개발해 제공하고 있으며 올해 안에는 ‘전화사기 대응 플랫폼’도 개발이 완료될 것으로 보인다. 장 센터장은 “수사구조개혁을 통해 수사 주체는 경찰이 된 만큼 수사역량을 높이는 기술력을 갖춰야 한다”며 “앞으로 범죄는 ‘스마트폰에서 시작해서 비트코인으로 끝날 것’이라는 말도 나오는 만큼 사이버공간에서 위험에 대응할 수 있는 기술을 만들어 현장에 지원해주고 싶다”고 말했다.아래는 일문일답. -스마트치안지능센터는 어떤 일을 하는 곳인가. 2018년 7월에 만들어졌다. 경찰과 민간, 공공의 데이터들을 모아서 분석하고 프로그램을 개발한다. 112신고데이터, 경찰수사데이터 등을 인구, 소득, 도시 환경, 인터넷 데이터와 결합해서 분석한다. 범죄를 예방하고, 범인을 찾는 기술을 개발하기 위함이다. 현직 경찰관 6명 등 약 30명의 동료와 같이 일한다. 이 조직이 경찰청이 아닌 연구소에 있어서 갖는 장점도 있다. 경찰청은 데이터를 가진 부서나 의사결정자들과 가깝지만, 업무 호흡이 급하고, 직원들이 거의 1년마다 이동한다. 분석과 개발은 몇 달 동안 데이터를 모으고, 장비와 소프트웨어를 시험하며, 전문가들을 모아 협력하는 과정을 거쳐야 한다. 며칠 뚝딱 나오는 게 아니다. 우리 연구소는 뛰어난 동료들과 협업 파트너들과 길게 호흡을 맞출 수 있다. -경찰 데이터 분석이라는 게 구체적으로 어떤 일인가? 영화 마이너리티 리포트 같이 범죄를 미리 예측하나. 마이너리티 리포트는 이 분야의 설명을 쉽게 하도록 해줬지만, 불안감도 주는 애증의 영화다. 아무리 데이터 기술이 발전하더라도 현실이 되기 어렵다고 생각한다. 인간이 범죄를 저지르는 과정이 합리적이고 평균적인 일이 아니기 때문이다. 일종의 비정규적 이벤트이다. 실제 영화에서도 데이터 분석으로 범죄를 예측하는 것이 아니라, 예지력을 가진 초인들이 꿈처럼 예언한다. 기술로서 범죄발생 확률이나 용의자 유형 분석을 할 수 있겠지만, 인간의 판단과 증거를 모아서 경찰 활동에 나서게 하는 일은 사람의 영역이다.-어떤 분석을 하는지 예를 들어 설명해 달라. 112신고 데이터를 많이 활용한다. 어느 지역에서 주로 신고가 일어나고 언제 늘어나는지, 거기에 영향을 미치는 요인이 무엇인지 찾는다. 순찰차가 미리 대기하고 있으면 좋을 지도를 만들거나, 순찰 인력을 지원해줘야 할 시간대의 그래프를 만들어주기도 한다. 수사 데이터를 분석해서 범인이 사용한 전화번호나 계좌번호, 사기 수법으로 예전 저지른 범죄목록을 찾는 분석도 한다. 예전 범행에 대한 처벌을 받도록 자료를 찾아주는 의미도 있다. 최근에는 영상 데이터 분석 기술도 연마하고 있다. 인공지능으로 차량번호판 영상을 분석하는 기술을 이용해 CCTV에 흐릿하게 찍힌 차량 번호를 찾아주는 일도 하고 있다. -경찰청 내 다른 부서에서도 비슷한 업무를 하고 있다. 차이는 뭔가. 세 가지 측면에서 차이점이 있다. 첫째 우리는 핵심 영역에 대해 직접 분석·개발한다. 경찰청 다른 부서는 주로 외주 업체에 분석?개발을 의뢰한다. 그 방식으로는 앞으로 빅데이터?인공지능 역량을 쌓을 수 없다. 둘째, 기술력의 차이다. 최신 기술은 어제와 오늘이 다르다. 우리는 기술을 연구하는 부서다. 최신 기술을 스스로 공부하고 실험해보면서 높은 성능의 프로그램을 개발하고 있다. 셋째, 통합이다. 경찰청 각각의 부서는 각자 분야의 전문성이 높지만, 서로의 데이터를 연결하는 건 부족하다. 우리 연구소는 경찰 각 부서는 물론 다른 기관의 데이터도 결합해 분석하고 개발하고 있다. -현재 주력으로 개발하는 기술이 있다면 소개해달라. 전화사기 대응기술이 대표적이다. 우리 부서는 전화사기에 대한 112신고 및 수사 데이터 등을 결합해서 분석하고 있다. 범죄 발생 지역을 예측해서 경고하고, 전화사기범의 계좌번호나 전화번호, ID를 찾아내 수사 단서를 찾을 수 있는 시스템을 만들고 있다. 아울러 실제 재난 문자처럼 전화사기가 빈발하는 지역을 알려주고, 실시간 전화사기 피해를 인근 경찰관에게 알려줘 출동을 지원하는 시스템을 만들고 있다. 스마트치안빅데이터 플랫폼도 있는데, 경찰과 지방자치단체, 민간기업의 치안에 대한 데이터를 모아서 공개하는 플랫폼이다. 이 플랫폼 안에서 데이터를 유통하고 있다. 지자체의 범죄통계와 인구·소득·위험지역을 한 눈에 볼 수 있도록 지도 서비스를 만들고자 한다.-경찰의 수사 데이터를 협조받기가 어려웠을 것 같다. 힘든 점은 무엇인가. (경찰 내) 데이터를 자유롭게 활용할 수 있다면 비약적으로 발전했을 것이다. 그러나 데이터의 공개 범위, 개발을 위한 활용 등에 대해 아직 합의된 규정이 없어 동의받는 것은 쉽지 않다. 경찰 내부에 데이터 분석 개발 전문 부서를 만든 건 전향적으로 분석·연구 해보라는 취지였다. 이런 취지와 효과가 조금씩 알려지는 것 같다. 앞으로 스마트치안이 현실화되려면 자원이 절실하다. 인공지능(AI)을 이용한 범죄 분석·연구는 슈퍼컴퓨터라 불리는 GPU 서버들이 수백 대가 필요하다. 그래서 경찰청에는 데이터를 얻으러 과학기술과 예산을 다루는 부처에는 자원을 구하고자 돌아다니고 있다. -현재 상상할 수 있는 스마트치안의 최대치는 어디까지인가? 영화 마이너리티 리포트처럼 어디에서 어떤 범죄가 일어날 것이라는 기술적 예측은 가능할 거다. 그리고 출동하는 경찰관들에게 지금 일어난 범죄가 어떤 유형이고, 어떻게 대응해야 하는지 법규와 매뉴얼, 현장 대응 방법을 가르쳐 주는 ‘치안 비서’같은 상상도 현실이 될 거다. 물론 최고로 발전한 기술 단계는 아주 편안하고 안락해서 이게 특별한 기술인가처럼 느껴지지도 않을 것이다. 현장에서 순찰을 돌고 범인을 쫓는 동료 경찰들이 반복적인 일을 덜 할 수 있도록 경찰 행정사무들이 자동화되고, 국민과 경찰관들이 불행한 사고를 겪지 않도록 미리 정보와 장비를 대비할 수 있게끔 하는 게 궁극적 목표다. 스마트치안은 기술이 열쇠가 아니라, 협력이 열쇠다. 노고를 함께 하는 우리 부서 동료들과 데이터를 지원해주는 부서들, 협업을 함께 해주는 전문가들에게 감사하다.

올해 가을에도 변함없이 새 아이폰은 화제의 중심에 서 있습니다. 몇 세대 동안 크게 변하지 않은 외형과 기능 때문에 혁신이 없다고 말하는 이들도 있지만, 애플은 이번에도 여러 가지 신기술을 담았다고 주장했습니다. 아이폰13에서 특별히 강조한 부분은 영상입니다. 사람을 강조하는 인물사진 모드처럼 새로 추가된 시네마틱 모드는 초점을 바꿔가며 영화처럼 영상을 촬영할 수 있습니다. 더 커진 이미지 센서와 A15 바이오닉 칩 덕분에 아이폰13 사용자들은 이전 세대보다 더 뛰어난 사진과 영상을 얻을 수 있습니다. 물론 최신 스마트폰 가운데 아이폰 카메라만 좋아지는 건 아니지만, 애플은 시네마틱 모드가 남다른 사용자 경험을 줄 것이라고 자신하고 있습니다. 하지만 애플이 강조하고자 했던 장점 외에 말하고 싶지 않은 단점도 눈에 보입니다. 바로 A15 바이오닉 칩입니다. 애플은 A15 바이오닉에 대해서 매우 제한적인 정보만 제공했지만, 트랜지스터 집적도가 150억 개에 이른다는 점 하나만으로도 최첨단 반도체 기술의 성취를 보여줬다고 해도 과언이 아닙니다. 목적이 다른 만큼 1:1 비교는 불가능하지만, 다른 프로세서와 비교해보면 얼마나 놀라운 숫자인지 알 수 있습니다. 예를 들어 CPU 프로세서 중 8코어 1세대 라이젠 프로세서의 경우 트랜지스터 숫자가 48억 개 정도였습니다. 그리고 16코어 라이젠 3세대 프로세서의 경우 100억 개 정도로 알려져 있습니다. 최근 공개한 IBM의 서버 프로세서인 Power10의 경우 180억 개, 애플의 전작인 A14 바이오닉이 118억 개, 애플 M1 프로세서가 160억 개 정도입니다. A15 바이오닉의 150억 개는 5nm 공정으로는 스마트폰 AP에 구현 가능한 최대치라고 봐도 무방한 수준입니다. 하지만 트랜지스터 숫자 증가와 달리 성능 향상 폭은 크지 않습니다. 이번 발표에서 가장 재미있는 부분은 과거처럼 전 세대 제품이 아니라 경쟁사 대비 CPU가 최대 30%, GPU가 최대 50% 빠르다고 한 점입니다. 그런데 사실 전 세대인 A14 바이오닉도 스냅드래곤 888보다 더 빨랐습니다. 자세한 수치는 벤치마크 결과가 나와봐야 알겠지만, 이 이야기를 종합할 때 A15와 A14의 CPU/GPU 성능 차이는 크지 않은 것을 알 수 있습니다. A14 바이오닉 벤치마크 결과를 참고하면 경쟁사 대비 CPU가 30% 빠르다는 것은 A15 바이오닉의 성능 향상 폭이 10% 이내라는 점을 시사합니다. GPU 역시 5코어 기준으로 경쟁사 대비 50%가 빠르다는 것은 A14 바이오닉보다 30% 이상 빠르지 않다는 이야기로 4코어 기준으로는 A14와 A15의 성능 차이가 별로 크지 않을 것으로 추정할 수 있습니다. A13 바이오닉 때처럼 20%만 빨랐어도 굳이 설명을 빼놓지 않았을 가능성이 높습니다.애플이 자신 있게 밝힌 부분은 16코어 뉴럴 엔진의 성능입니다. 전작의 11TOPs에서 15.8TOPs로 44% 정도 빨라졌습니다. 덕분에 이미지의 인공지능 처리도 빨라져 4K 영상도 다양한 효과를 추가할 수 있게 된 것으로 보입니다. 디스플레이 엔진과, 비디오 인코더/디코더 역시 성능이 향상되어 120Hz 디스플레이와 4K HDR 60프레임 영상처리가 더 부드러워졌습니다. 물론 애플이 밝힌 것처럼 아직 경쟁자가 A14 바이오닉을 따라잡지도 못한 상태에서 이보다 더 성능이 좋은 A15 바이오닉을 탑재했으니 역대 최강 성능이라는 점은 의심할 필요가 없습니다. 다만 32억 개나 늘어난 트랜지스터가 어디로 갔는지는 궁금해지는 부분입니다. 아마도 그 대답은 44% 정도 좋아진 AI 처리 성능과 디스플레이, 영상, 이미지 처리 능력에 있을 것입니다. 그리고 더 많은 데이터를 빠르게 처리하기 위해 프로세서에 탑재한 캐시 메모리인 시스템 캐시 메모리가 2배(아마도 32MB)로 늘어난 것도 트랜지스터 증가에 크게 기여한 것으로 보입니다.따라서 애플이 A15 바이오닉에서 추구한 목표는 이미 업계 최고인 CPU/GPU 성능보다 사진, 영상, 디스플레이 처리 능력 개선이라고 할 수 있습니다. 스티브 잡스 시절부터 하드웨어 스펙보다 사용자 경험을 더 중시하는 애플의 철학이 반영된 디자인임과 동시에 최근 프로세서 성능을 과거처럼 빠르게 높이기 힘들어진 업계의 사정을 반영한 결과입니다. 사실 CPU 업계의 경우 이미 한 세대 당 성능 향상 폭이 10% 이내인 경우가 비일비재합니다. 프로세서 클럭은 5GHz 선에서 이제 더 높이기 힘들어진 상황이고 코어 숫자를 늘리는 것 역시 공정 미세화가 점점 어려워지면서 벽에 부딪히고 있습니다. 아키텍처를 개선해 성능을 높이는 건 10-20% 정도면 최선을 다한 결과이고 그나마 같은 공정에서는 전력 소모도 함께 늘어납니다. GPU 업계는 이보다 사정이 낫긴 하지만, 과거처럼 빠르게 성능을 높이기 힘들어진 사정은 비슷합니다. 따라서 인공지능을 이용한 이미지 품질 향상이나 실시간 레이트레이싱 지원 같은 새로운 기능을 추가해 사용자들이 체감할 수 있는 변화를 끌어내고 있습니다. 애플의 시네마틱 모드 같은 새로운 기능 추가도 비슷한 관점에서 볼 수 있습니다. 그렇다고 해서 이제 프로세서 성능 향상이 멈췄다는 이야기가 아닙니다. 과거처럼 1년 만에 50%, 100% 성능이 높아지긴 어렵다는 이야기입니다. 사실 매년 10%만 높아져도 몇 세대가 지나면 복리처럼 누적되어 상당히 큰 변화가 나타나게 됩니다. 데스크톱처럼 모바일 CPU와 GPU의 성능 역시 그렇게 진보할 것입니다. 다만 이미 CPU나 GPU 성능이 이미 상당히 높아져 10-20%로는 체감할 수 있는 변화를 주기 힘들어진 상황에서 사용자 경험에 집중하는 애플의 전략은 매우 타당해 보입니다.

서울과학기술대학교(총장 이동훈)는 엔비디아(NVIDIA)와 인공지능(AI) 분야 전문가 양성을 위한 협약을 체결했다고 15일 밝혔다. 이 협약으로 서울과기대 인공지능응용학과 학생들은 엔비디아의 첨단 GPU(Graphic Processing Unit) 클라우드 서버를 활용한 ‘엔비디아 딥 러닝 인스티튜트(Deep Learning Institute) 앰배서더 프로그램’을 통해 딥러닝 개발의 기초에서 심화 과정에 이르는 실제적인 교육을 받게 된다. 서울과기대는 엔비디아 및 OpenACC(Open Accelerators) 기관과 협업해 오는 12월 20·21일 양일간 ‘AI for Science’ GPU 부트 캠프를 온라인으로 진행할 계획이다.

현재 우리가 사용하는 대부분의 모바일 AP나 데스크톱, 노트북 CPU는 다이(die)라고 부르는 하나의 집적회로 칩으로 구성되어 있습니다. 물론 두 개 이상의 다이를 사용하는 경우도 있는데, CPU + GPU나 CPU + 캐시 메모리, 혹은 두 개 이상의 CPU 다이를 붙여 만든 멀티 칩 패키징 (MCM) 방식의 프로세서들이 있습니다. 과거에는 한 번에 모든 부분을 제조하기 힘들었기 때문에 캐시 메모리나 보조 프로세서를 별도의 다이에 배치한 경우도 있었습니다. 하지만 반도체 제조 공정이 눈부시게 발전하면서 수십억 개의 트랜지스터를 하나의 다이에 집적할 수 있게 됐고, 덕분에 CPU나 GPU는 물론이고 과거에는 칩셋에 있던 부분까지 하나로 모은 SoC(System on a chip)가 새로운 대세가 됐습니다. 그런데 최근에는 반도체 미세 공정의 발전보다 프로세서가 커지는 속도가 빨라 하나의 다이로 된 모노리식(monolithic) 프로세서의 제조가 매우 어려워지고 있습니다. 여기에 10nm 이하의 최신 미세 공정 웨이퍼의 가격이 비싸지는 것도 부담입니다. 따라서 CPU 제조사들은 여러 개의 다이를 결합한 디자인으로 다시 회귀하고 있습니다. AMD의 경우 8코어 CPU를 모은 CPU 칩렛과 I/O 다이를 별도로 만든 후 이를 조합해 다양한 프로세서를 만들고 있습니다. 오랜 세월 거대한 서버 프로세서에도 모노리식 디자인을 고집했던 인텔 역시 최근 과감한 변화를 시도하고 있습니다. 인텔은 내년 정식으로 출시할 제온 프로세서인 사파이어 래피즈(Sapphire Rapids)에 여러 개의 다이를 인텔의 고속 인터페이스인 EMIB 방식으로 연결한 멀티 타일 구조를 도입했다고 발표했습니다.인텔 7 공정(과거 10nm ESF)으로 제조되는 사파이어 래피즈는 최대 400㎟의 SoC 다이 (타일) 네 개를 연결해 최대 1600㎟ 크기의 CPU를 만들 수 있습니다. 현재 제조 기술로 만들 수 있는 가장 큰 모노리식 다이는 700-800㎟ 정도 크기입니다. 최신 미세 공정과 거대한 크기 덕분에 사파이어 래피즈는 최근 인텔의 최대 약점으로 꼽힌 코어 숫자의 열세를 쉽게 극복할 수 있을 것으로 예상됩니다. AMD는 최대 8개의 칩렛을 붙이는 방식으로 64코어 프로세서를 만든 반면 인텔의 아이스레이크 제온의 경우 최대 38코어에 불과했습니다. 모노리식 다이 구조이다 보니 여러 개의 다이를 결합한 구조를 이기기 힘들었던 것입니다. 인텔은 사파이어 래피즈의 코어 숫자에 대해 언급하지 않았지만, 1600㎟의 거대한 크기를 생각하면 코어 숫자가 대폭 늘어났다고 볼 수밖에 없습니다. 그런데 이렇게 멀티 타일 구조를 선택할 경우 가장 큰 문제점은 타일 간 데이터 전송입니다. 만약에 여기서 병목현상이 생기면 속도는 현저히 느려질 것입니다. 인텔은 EMIB 방식을 통해 이 문제를 최대한 극복했습니다. 다만 얼마나 극복했는지는 실제 프로세서가 나와야 검증이 가능한 부분입니다. 사파이어 래피즈의 가장 큰 변화는 멀티 타일 구조의 채택이지만, 그 밖에도 성능을 높이기 위해 여러 가지 변화를 시도했습니다. 코어의 경우 소비자용 CPU인 앨더 레이크(12세대 코어 프로세서)에 사용된 골든 코브(Gold Cove) 코어를 사용해 성능을 최대 19% 높였습니다(동일 클럭 기준). 그리고 서버용 콜든 코브 코어는 높은 성능을 위해 소비자용에는 없는 몇 가지 추가 기능과 함께 더 많은 L2 캐시를 탑재했습니다. DDR5 메모리 적용과 PCIe 5.0 같은 최신 인터페이스도 적용되어 더 고속으로 데이터를 처리할 수 있습니다. 그러나 이보다 더 눈에 띄는 변화는 차세대 고속 메모리인 HBM2E 메모리 적용입니다.HBM은 비싸지만, 속도가 매우 빠른 메모리로 지금까지는 주로 고가의 GPU에만 탑재되었습니다. 서버칩에 탑재되는 것은 사파이어 래피즈가 처음입니다. HBM2E 메모리 적용 모델의 경우 타일 하나당 HMB2E가 하나씩 붙어 다이가 4+4가 됩니다. HBM2E 메모리를 고속으로 연결하는 역할 역시 EMIB이 담당합니다. HBM2E 메모리는 캐시로 사용할 수도 있고 D램처럼 같이 사용할 수도 있습니다. 본래 인텔은 서버 시장에서 독점적 위치에 있었으나 최근 AMD 에픽이 급성장하고 아마존 같은 대형 고객사가 ARM 기반의 자체 서버 프로세서를 만들면서 최대 위기에 처했다는 평가를 받고 있습니다. 사파이어 래피즈의 파격적인 변화는 더 이상 서버 시장에서 밀리지 않겠다는 의지를 반영한 것으로 풀이됩니다. 과연 인텔이 AMD와 ARM 진영이 거센 도전을 물리치고 서버 시장 1위 자리를 지킬 수 있을지 궁금합니다.

세계 최대 파운드리(반도체 위탁생산) 업체인 대만의 TSMC가 기존 예상보다 1년 빠른 내년 여름에 삼성전자를 제치고 세계 최초로 3㎚(나노미터·1㎚=10억분의 1ｍ) 반도체 양산에 들어간다고 대만 연합보가 10일 현지 공급망 소식통을 인용해 보도했다. 보도에 따르면 TSMC는 인텔의 주문을 받아 3㎚ 공정이 적용된 서버용 중앙처리장치(CPU)와 그래픽처리장치(GPU) 생산을 준비 중이다. 내년 2월부터 대만에서 3㎚ 공정 생산라인을 가동해 7월부터 인텔이 주문한 CPU와 GPU를 양산할 계획이라는 것이다. 계획이 차질없이 진행되면 TSMC는 파운드리 경쟁사인 삼성전자를 제치고 세계 최초로 현존 최고의 초미세공정에 해당하는 3㎚ 반도체 제품을 양산하는 기업이 된다. 이는 기존 시장의 예측을 1년 이상 앞당긴 것이라고 연합보는 설명했다. 현재 TSMC와 삼성전자는 모두 5㎚ 공정이 적용된 시스템 반도체 제품을 양산 중인 가운데 차세대 미세공정 기술 연구·개발 경쟁도 치열하다. 연합보는 이번 주문 계약에 대해 “인텔이 3㎚ 공정 기술에서 TSMC가 삼성보다 앞선다는 점을 인정한 것으로서 (TSMC의) 선도 지위를 더욱 강화하게 될 것”이라고 의미를 부여했다. 또 TSMC가 내년 6월부터는 애플의 주문을 받아 3㎚ 애플리케이션 프로세서(AP)를 주문받아 생산하게 될 것으로 내다보면서 현지 협력업체들은 내년 하반기 TSMC의 3㎚ 공정 반도체 생산량 증가 속도가 상당히 빨라질 것으로 내다보고 있다고 전했다.

최근 파운드리 시장은 어느 때 보다 뜨거운 관심을 받고 있습니다. 일부 자동차 공장을 멈추게 만든 반도체 수급 대란이나 중국의 반도체 굴기, 미국의 자국 내 반도체 산업 육성, 그리고 국내 반도체 업계의 투자 등 여러 가지 이슈가 겹치면서 과거에는 생소했던 파운드리(반도체 위탁생산)가 이제는 익숙한 용어가 됐습니다. 반도체 생산 공정은 나노미터 단위로 점점 작아질수록 기술적 난이도와 팹(fab) 건설 비용이 천정부지로 치솟는 특징이 있습니다. 그런 만큼 초미세 공정이 가능한 파운드리 업체의 숫자는 이제 TSMC와 삼성전자 단 두 곳에 지나지 않는 상황입니다. TSMC는 최신 미세 공정부터 여전히 수요가 많은 구형 공정까지 다양한 팹을 지니고 있으며 오랜 세월 파운드리 사업에서 잔뼈가 굵은 업체이기 때문에 이 분야에 누구보다도 많은 노하우를 지니고 있습니다. 하지만 과거 파운드리에서 존재가 미미했던 삼성이 엔비디아 같은 오랜 단골을 뺏어갈 정도로 영향력이 커졌고 인텔도 본격적인 투자를 진행하면 어떤 결과가 나올지 모르는 상황이기 때문에 TSMC 역시 경쟁자들을 물리치기 위한 비장의 무기들을 개발하고 있습니다. 그중 하나가 2021년 VLSI 심포지엄에서 발표한 직접 수랭(Direct Water Cooling, DWC) 기술입니다. 열이 많이 나는 고성능 프로세서의 경우 워터 펌프와 라디에이터로 열을 식히는 수랭 방식이 드물지 않기 때문에 수랭 기술이 뭐가 특별하냐고 생각할 수 있지만, 직접 반도체를 식한다는 점이 차이점입니다. 직접 수랭 기술은 반도체 바로 위에 물이 흐르는 미세관을 만들어 반도체를 직접 식힌다는 의미입니다. 첨단 과학기술력의 결정체인 최신 미세 공정 반도체는 사실 매우 약한 존재입니다. 따라서 최신 프로세서들은 반도체를 보호하는 튼튼한 금속판인 히트 스프레더(Heat spreader)로 덮여 있습니다. 그 사이 공간은 열전도율이 높은 물질인 서멀 그리스(Thermal Grease)로 채워 넣습니다. 수랭이든 공랭이든 쿨러는 모두 히트 스프레더 위에 다시 서멀 그리스를 바른 후 장착합니다. 따라서 사실 수백W의 전력을 소모하는 CPU와 GPU는 상당한 많은 단계를 거쳐야 공기나 물과 접촉할 수 있는 것입니다. 당연히 냉각 효율은 떨어집니다. 직접 수랭 기술은 이 문제를 해결하기 위해 몇 년 전부터 선보인 기술입니다. 칩의 위에 아주 작은 미세관이 있는 실리콘 층을 하나 더 쌓아 열을 제거하는 것입니다. 최신 반도체는 아파트처럼 여러 층으로 올리는 경우가 드물지 않기 때문에 사실 한 층을 더 넣는 건 그렇게 큰 문제가 되지 않습니다. 문제는 작은 미세관에 누수 없이 많은 물을 흘려보내 프로세서를 안정적으로 냉각시키는 것입니다. 조금이라도 누수가 발생하면 많은 전류가 흐르는 반도체가 바로 손상되면서 고가의 시스템이 완전히 망가집니다. 이런 문제 때문에 직접 수랭 기술은 이론적으로는 훌륭하지만, 상용화는 어려운 기술로 여겨졌습니다.이런 문제점에도 불구하고 TSMC가 직접 수랭 기술에 도전하는 데는 그럴 만한 이유가 있습니다. 최신 CPU와 GPU의 트랜지스터 집적도는 이미 수백억 개를 돌파했지만, 더 고성능의 프로세서를 만들기 위해서는 더 많은 트랜지스터가 필요합니다. 그런데 더 많은 트랜지스터는 더 많은 발열을 의미합니다. 과거에는 공정 미세화로 이 문제를 극복했지만, 이제는 점점 공정 미세화가 어려워지고 있습니다. 그런데 직접 수랭 방식을 적용하면 500㎟ 이상 크기의 대형 칩에서 200W가 아니라 2000W의 발열도 감당할 수 있다는 게 TSMC의 설명입니다. 이런 일이 실제로 가능하다면 대형 CPU나 GPU도 메모리처럼 여러 층으로 쌓아 집적 밀도를 높일 수 있을 것입니다. 평면으로 더 작게 못 만든다면 아파트처럼 여러 층으로 쌓는 것이 현실적인 대안입니다. TSMC는 여러 가지 반도체를 수직으로 올리는 3D 칩 적층 기술을 적극 도입하려 하지만, 메모리보다 훨씬 큰 발열 문제가 발목을 잡고 있습니다. 직접 수랭 기술은 발열 문제를 타개할 비장의 카드인 셈입니다. 물론 이번에 발표한 내용을 보면 당장 상용화할 수준은 아니고 프로토타입 제품을 만들어 가능성을 검증한 정도입니다. 서버에서 사용할 수 있을 정도로 신뢰성 높은 제품을 개발한다면 새로운 게임 체인저가 될 수 있겠지만 사실 쉬운 일은 아닐 것입니다. 과연 TSMC가 성공할 수 있을지 궁금합니다.

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

우리가 아침부터 저녁까지 접속하는 모든 인터넷 서비스와 웹 사이트는 서버를 통해 이뤄집니다. 서버에도 여러 가지 형태가 있지만, 현재 가장 일반적으로 사용되는 서버는 인텔의 x86 프로세서(제온 CPU)와 대용량의 메모리, 스토리지(SSD, HDD 등)를 탑재한 것입니다. 운영체제로는 각 회사에 최적화된 리눅스 기반 OS가 주로 사용됐습니다. 그런데 최근 서버 시장에는 큰 변화가 있었습니다. 본래 한 자릿수 점유율도 버거워 보였던 AMD가 서버 시장에서 급성장하면서 이미 두 자릿수 점유율을 확보해 인텔을 크게 위협하고 있습니다. 그런가 하면 본래 인텔의 주요 고객이었던 아마존은 AWS에 사용되는 클라우드 서비스 전용 ARM 서버칩인 그라비톤(Graviton) 시리즈를 개발했습니다. 아마존에 의하면 최신 그라비톤 2 프로세서의 성능은 인텔과 AMD의 최신 서버 CPU를 능가합니다. AMD의 급성장과 더불어 서버 시장의 큰 손들이 자체 프로세서를 개발하고 있다는 소식은 인텔에 큰 악재입니다. 그런데 최근 이 대열에 구글도 참여했습니다. 엄밀히 말해 CPU는 아니지만, CPU 의존도를 낮춰주는 비디오 코딩 유닛(video (trans)coding unit, VCU) 프로세서를 개발했기 때문입니다. 현재 유튜브에는 분당 500시간 이상의 영상이 업로드되고 있습니다. 그런데 이 영상들의 포맷은 모두 제각각입니다. 이를 다양한 서비스 해상도에 맞춰 압축 효율이 높은 동영상 포맷인 H.264, VP9, AV1으로 바꿔줘야 안정적인 동영상 서비스가 가능합니다. 지금까지 이 작업은 인텔 CPU와 그래픽 카드를 통해 이뤄졌습니다. 그런데 최신 CPU와 GPU의 성능으로도 현재 작업량을 해결하기 위해서는 막대한 자원이 필요합니다. 구글이 자체 주문 제작형 반도체인 아르고스 VCU (Argos VCU) 개발에 나서게 된 이유입니다. 아르고스 VCU 칩은 10개의 인코더 코어(Encoder core)와 몇 개의 디코더 코어(Decoder core), 자체 CPU와 메모리 컨트롤러, PCIe 유닛 등으로 이뤄져 있습니다. 구글이 공개한 반도체 다이 (die) 이미지를 보면 사실상 인코더 코어만 무식하게 밀어 넣은 프로세서라는 사실을 알 수 있습니다. 동영상 인코딩만이 이 프로세서의 유일한 목적인 셈입니다. 바로 이런 점 때문에 아르고스 VCU는 CPU나 GPU보다 인코딩 성능이 훨씬 우수할 수밖에 없습니다.CPU는 여러 가지 명령을 수행할 수 있지만, 대신 그래픽 처리 같은 특수 임무를 빠르게 수행하지 못합니다. 따라서 빠른 그래픽 연산 처리를 위해 GPU의 도움을 받습니다. 그러나 그래픽 처리에 특화된 GPU 역시 동영상 인코딩과 관련이 없는 3D 그래픽 처리 관련 로직이 너무 많아 인코딩에 효율적인 구조는 아닙니다. 아르고스 VCU가 왜 동영상 인코딩 성능에 뛰어난지 쉽게 유추할 수 있는 대목입니다. 물론 아르고스 VCU 자체로 컴퓨터를 구성할 순 없기 때문에 구글은 PCIe 인터페이스 기반 인코딩 가속 카드로 개발했습니다. 카드 하나에 2개의 아르고스 VCU가 있고 2소켓 서버에 최대 10개의 카드를 탑재할 수 있습니다. 따라서 서버 한 개에 최대 20개의 아르고스 VCU가 들어가는 것입니다. 구글에 의하면 아르고스 VCU 서버는 스카이레이크 CPU 기반 서버보다 H.264 인코딩 성능이 7배 뛰어나고 VP9 인코딩 성능은 33.3배나 뛰어납니다. 구글은 아르고스 VCU 같은 주문 제작형 반도체를 통해 수백만 개의 인텔 CPU를 대체할 수 있을 것으로 기대했습니다. 사실 이 정도 수요가 없다면 자체 프로세서를 개발하고 생산하는 비용을 회수하긴 힘들 것입니다. 구글은 이미 1세대 아르고스 VCU를 자체 데이터 센터에 보급했으며 2세대 아르고스 VCU 개발에 들어간 상태입니다. 물론 아무리 구글이라도 해도 모든 서비스를 자체 프로세서로 해결할 순 없으며 사실 유튜브 역시 인텔 CPU가 탑재된 막대한 수의 서버를 통해 운영되고 있습니다. 하지만 이렇게 자체 서비스 효율화와 에너지 절약을 위해 주문 제작형 프로세서를 제조하는 IT 기업이 늘어날수록 인텔의 입지도 좁아지는 것이 사실입니다. 다만 인텔도 반격의 카드는 있습니다. 우선 인텔의 제품군을 CPU에서 GPU나 다른 주문 설계 반도체로 확장하는 것입니다. 이는 현재 적극적으로 시도하고 있으며 이미 GPU에서는 하나씩 성과가 나오고 있습니다. 또 파운드리를 통해 아예 다른 회사의 프로세서를 제조하고 수익을 얻는 방법도 있습니다. 그런데 이 두 가지 모두 인텔의 근본적인 변화를 가져올 것입니다. 주요 고객인 구글, 애플, 마이크로소프트, 아마존 등 거대 IT 회사가 큰 변화를 시도하는 만큼 인텔 역시 그에 맞는 변화를 이룩해야 생존할 수 있습니다. 앞으로 자체 주문 프로세서 확산과 함께 서버 생태계가 어떻게 변할지 주목됩니다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

전 세계적으로 인터넷 서비스에 대한 수요가 폭증하면서 IT 기업들은 막대한 데이터를 실시간으로 처리할 수 있는 데이터 센터 구축에 열을 올리고 있습니다. 하지만 이 과정에서 뜨거워진 서버를 식히는 일이 새로운 과제로 떠오르고 있습니다. 최첨단 기술이 집약된 CPU, GPU, 메모리, SSD, HDD 등 각종 서버 부품들은 많은 전력을 소모하고 이를 열에너지의 형태로 배출하기 때문입니다. 수많은 서버가 밀집한 대형 데이터 센터는 필연적으로 엄청난 열기를 내뿜게 되어 있습니다. 하지만 반도체를 포함해서 대부분의 전자 제품은 높은 열에 취약합니다. 결국 정상적인 작동을 보장하기 위해서는 열을 빠르게 식혀줘야 합니다. 서버를 가동할 때는 물론이고 서버를 냉각하는 과정에서도 막대한 양의 전력이 소모됩니다. 데이터 센터에 들어가는 전력은 운용하는 기업 입장에서는 모두 비용입니다. 그리고 아직 전기 생산의 상당 부분이 화석 연료에 의존하고 있기 때문에 환경에도 좋지 않습니다. 하지만 그렇다고 서버에 들어가는 전력을 줄일 순 없습니다. 결국 냉각에 들어가는 에너지를 줄여야 한다는 결론이 나옵니다. 이를 위해 IT 기업들은 여러 가지 신기술을 개발하고 있습니다. 그 중 하나로 마이크로소프트는 차가운 바다에 서버를 담그는 프로젝트 나틱 (Natick)을 진행하고 있습니다. 강철 실린더 내부에 서버를 탑재한 후 바다에 넣으면 차가운 물에 의해 서버를 쉽게 식힐 수 있다는 아이디어입니다. 그러나 높은 수압과 부식을 견딜 수 있는 특수 컨테이너를 제작해야 하는 데다 수리가 까다롭다는 문제점이 있습니다. 바닷속에 서버를 넣는 것 자체는 기술적으로 가능하겠지만, 과연 비용을 절감도 가능할지는 의문입니다. 그런데 마이크로소프트는 여기서 한술 더 떠서 아예 끓는 액체에 서버를 담그는 프로젝트를 진행하고 있습니다. 서버를 끓는 점이 섭씨 50도인 특수 용액에 담가 그 온도 이상으로 오르지 않게 냉각하는 것입니다. 액체는 기체보다 열을 전달하는 능력이 우수하고 CPU나 GPU처럼 특정 부품이 아니라 서버 전체를 골고루 냉각할 수 있다는 점에서 일반적인 공랭식 냉각 시스템보다 더 우수한 효과를 기대할 수 있습니다. (사진) 이 방법은 상당히 혁신적이고 새로운 기술처럼 보이지만, 사실은 생각보다 오래전부터 사용된 기술입니다. 전자제품을 절연성 액체에 넣어 냉각시키는 기술을 침지 냉각 (immersion cooling) 혹은 액침 냉각 (liquid immersion cooling)이라고 부르는데, 이미 고성능 컴퓨터 냉각에 오래전부터 사용되고 있었습니다. 다만 일반적인 냉각 시스템에 비해 관리가 쉽지 않고 가격이 비싸 널리 상용화되지 않았을 뿐입니다. 그런데 최근 데이터 센터에서 열관리가 새로운 과제로 떠오르자 액침 냉각 기술이 다시 주목받고 있습니다. 이미 3M은 불소 소재를 이용한 절연성 냉각액인 노벡 엔지니어드 플루이드를 출시한 바 있습니다. 이 제품은 기가바이트나 후지쯔에서 개발한 액침 냉각 서버에 일부 사용됐지만, 아직 대규모 클라우드 서비스 기업에서 사용된 적은 없었습니다.마이크로소프트가 공개한 테스트 서버 역시 3M 제품을 사용합니다. 만약 마이크로소프트가 본격 도입된다면 주요 클라우드 서비스 기업 가운데 첫 번째로 액침 냉각 서버를 사용한 사례가 될 것입니다. 좀 더 기술적으로 깊이 들어가면 마이크로소프트의 액침 냉각 서버는 2상 액침 냉각 (two-phase liquid immersion cooling) 방식을 사용합니다. 서버가 작동하면 주요 부품의 온도가 섭씨 50도는 쉽게 넘기기 때문에 냉각액은 바로 펄펄 끓으면서 기체가 됩니다. 기화된 냉각액은 밀폐된 서버 상부의 냉각 코일에서 다시 액체로 변해 아래로 떨어지게 됩니다. 서버 안에서 기화와 응결의 두 과정(2상)을 거치는 것입니다. 이 방식을 통해 에너지를 5-15% 정도 절감하고 서버를 더 효과적으로 냉각해 안정적인 작동을 보장하는 것입니다. 참고로 3M 냉각액은 전자 제품에 손상을 주지 않으며 서버 역시 액체에 넣는 것을 고려해 제작되었기 때문에 장기간 작동을 보장합니다. 다만 이 방법은 기존의 냉각 방식보다 가격이 비싸고 상대적으로 관리가 까다롭습니다. 따라서 추가 비용보다 절감할 수 있는 에너지 비용이 많다는 점과 장애 없는 안정적인 서버 유지가 가능하다는 점을 입증해야 합니다. 이 과정은 몇 년 정도 걸릴 것입니다. 계속해서 서버를 액체 속에 담그는 마이크로소프트의 시도가 어떤 결실을 맺게 될지 궁금합니다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

인텔과 AMD는 오랜 경쟁자로 매년 x86 CPU 시장에서 한 치의 양보도 없이 치열한 싸움을 벌여왔습니다. 한동안 인텔은 서버, 데스크톱, 노트북, 임베디드 등 모든 시장을 장악하며 경쟁자를 완전히 몰아내는 듯했으나 AMD가 젠(Zen) 아키텍처 기반의 라이젠, 스레드리퍼, 에픽 CPU를 내놓으면서 상황을 반전시켰습니다. 인텔이 14nm 공정과 구형 아키텍처에서 주춤하는 사이 AMD는 젠 아키텍처를 계속 업데이트하고 14nm에서 12nm, 7nm로 미세공정을 빠르게 올려 승기를 잡았습니다. 아키텍처와 미세공정 모두에서 상대를 압도한 AMD는 인텔의 아성이 가장 공고했던 노트북 분야에서도 파란을 일으켰습니다. 최초의 7nm 노트북 CPU인 라이젠 모바일 4000 시리즈는 얇은 노트북에서도 8코어 16쓰레드가 가능하다는 것을 보여주면서 게이밍 노트북은 물론 일반 사용자를 타겟으로 한 노트북에도 널리 채택되었습니다. 물론 노트북은 데스크톱과 달리 저전력 기술이 중요해 이 부분에서 기술을 축적한 인텔에 유리한 분야이지만, AMD 역시 저전력 기술을 개선하고 7nm 공정을 채택해 인텔을 강하게 압박했습니다. 하지만 AMD의 공세는 여기서 끝이 아니었습니다. 2021년 초 AMD는 Zen 3 코어를 넣은 라이젠 모바일 5000 시리즈(코드명 세잔)을 출시해 인텔을 더 거세게 압박하고 있습니다. 인텔의 반격은 10nm 공정과 CPU 및 GPU를 완전히 갈아엎은 11세대 코어 프로세서(코드명 타이거 레이크)입니다. 작년에 등장한 타이거 레이크 CPU는 경량 및 일반 노트북을 위한 TDP(열 설계 전력, 높을수록 전력 소모와 발열량이 많음) 12-28W급 제품과 초경량 노트북 및 태블릿 PC를 위한 TDP 7-15W급이었습니다. 발열량이 낮아 얇고 가벼운 노트북에 적합하지만, 4코어 8쓰레드까지만 지원해 8코어 제품을 들고나온 AMD에 비해 멀티 쓰레드 성능이 떨어졌습니다. 인텔은 최대 8코어 16쓰레드까지 지원하는 H 시리즈를 추가해 이 한계를 극복할 계획입니다. 11세대 인텔 코어 H 시리즈는 최대 5GHz의 부스트 클럭과 8코어/16쓰레드의 CPU 코어, 그리고 아이리스 Xe 내장 그래픽을 탑재하고 올해 1분기 출시됩니다. 구체적인 스펙과 가격까지 모두 공개하지 않았지만, 새로운 아키텍처로 무장한 CPU를 5GHz까지 끌어 올린 만큼 최대 4.8GHz인 라이젠 모바일 5000 시리즈와 박빙의 승부가 예상됩니다. 두 회사가 클럭과 코어 숫자를 비슷하게 끌어올린 만큼 싱글과 멀티 쓰레드 벤치마크에서 어떤 결과가 나올지 주목됩니다. 노트북 시장에서 8코어 제품을 먼저 선점해 상대적으로 여유가 있는 AMD는 5000시리즈를 통해 점유율을 높이기 위해 고성능 라인업인 H 시리즈를 더 세분했습니다. 본래 게이밍 노트북에서 표준인 45W TDP급 H 시리즈와 TDP를 35W로 줄인 HS 시리즈가 있었는데, 더 성능을 높인 HX 라인업을 추가한 것입니다. 최상위 제품인 라이젠 9 5980HX는 베이스 클럭 3.3GHz, 부스트 클럭 4.8GHz으로 데스크톱 버전에 근접한 성능을 보일 것으로 기대됩니다. HS 버전인 라이젠 9 5980도 베이스 클럭만 3.0GHz로 낮췄을 뿐 부스트 클럭은 4.8GHz로 동일해 상당히 높은 성능을 낼 것으로 예상됩니다.리사 수 AMD CEO는 CES 2021 기조 연설을 통해 라이젠 5000 시리즈가 인텔 최상위 프로세서인 코어i9-10980HK보다 더 빠르다고 주장했습니다. 구체적으로는 싱글 쓰레드 기준으로도 시네벤치 R20에서 13% 더 빨랐고 패스마크 기준으로도 35% 성능이 높았습니다. 심지어 35W 버전인 HS 시리즈로도 이런 성능을 냈습니다. (그래프 참조) AMD의 도발에 대해서 인텔은 즉각 대응하지는 않았지만, 타이거 레이크 H 시리즈를 통해 최소한 싱글 쓰레드 왕좌는 되찾겠다고 벼르고 있을 것이 분명합니다. 5GHz의 클럭을 유지하면서 성능이 훨씬 높은 윌로우 코브 코어를 탑재한 만큼 실제로 벤치마크를 해보기 전까지는 누가 이길지 장담하기 어려운 싸움이 될 것입니다. AMD는 모바일 라이젠 3000 시리즈가 70개 제품에 탑재되고 4000 시리즈에서는 100개 제품에 탑재되었지만, 라이젠 5000 시리즈에서는 150개의 모바일 시스템에 탑재될 것이라고 주장했습니다. 이렇게 한 세대가 지날 때마다 점유율을 확대하는 모습은 인텔에게 매우 큰 위협이 아닐 수 없습니다. 최근 ARM 진영과 AMD의 거센 공세에 시달리는 인텔이 오랜 세월 키운 호랑이인 타이거 레이크를 통해 노트북 시장에서 시장 점유율을 지켜낼 수 있을지 궁금합니다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

2020년은 코로나19로 인해 많은 분들이 큰 고통을 겪었던 한 해였습니다. 유래 없는 거리 두기와 봉쇄 조치로 인해 기업 역시 많은 어려움을 겪었습니다. 하지만 언택트 시대 덕분에 호황을 누린 분야도 있습니다. 코로나19 사태 초기 폭락했던 삼성, AMD, 엔비디아, TSMC, SK 하이닉스 등 주요 반도체 관련 기업의 가치는 최근 크게 올라갔습니다. 하지만 예외도 있습니다. 반도체 업계 1위 기업이었던 인텔의 주가는 2020년 초 60~70달러 선에서 연말에는 40~50달러 선으로 주저앉았습니다. 이미 몇 년 전부터 심상치 않다는 이야기가 나오긴 했지만, 2020년 인텔에겐 최악의 한 해 중 하나였을 것입니다. 가장 직접적인 경쟁자인 AMD는 7nm 공정을 사용한 최신 제품으로 인텔을 압박했지만, 인텔은 일부 예외를 제외하고 대부분 오래된 14nm 공정 제품으로 대응했습니다. 그 결과 시장 점유율을 크게 내주면서 2020년 3분기에 매출과 영업이익이 전년 동기 대비 4.6%와 22% 감소했습니다. 반면 같은 시기 AMD는 매출과 영업이익이 56%와 141%나 증가했습니다. 덕분에 2020년 초 40달러 선이던 AMD 주가는 이제 두 배인 90달러 선에서 거래되고 있습니다. 하지만 진짜 인텔의 속을 쓰리게 만든 사건은 따로 있었습니다. 주요 고객사 중 하나인 애플이 x86 플랫폼을 떠난 것입니다. 그런데 이별보다 더 아픈 사실은 애플이 공개한 M1 프로세서의 성능이 인텔 프로세서보다 뛰어나다는 것입니다. 물론 애플의 주장처럼 몇 배나 빠르진 않아도 ARM 기반의 M1의 CPU 성능은 인텔 프로세서를 분명히 앞섰습니다. 그리고 GPU 성능은 인텔 내장 그래픽과 비교가 되지 않을 만큼 뛰어났습니다. 여기에다가 애플은 최신 5nm 공정과 아이폰, 아이패드에서 가다듬은 저전력 기술을 적용해 발열과 전력 소모까지 줄였습니다. 헤어진 것도 가슴 아픈데, 결과를 보니 헤어진 게 맞다는 사실이 확인됐으니 인텔 입장에서는 속이 쓰릴 수밖에 없는 상황입니다. 힘든 한 해를 보낸 인텔에게 더 충격적인 연말 소식은 오랜 동반자였던 마이크로소프트가 자체 ARM 서버 프로세서를 개발하고 있다는 뉴스일 것입니다. 이미 아마존은 자체 ARM 서버 칩인 그래비톤 시리즈를 개발해 사용하고 있으며 다른 대형 IT 기업들 역시 ARM 서버 칩 개발이나 채택을 고려하고 있는 상황입니다. 아직은 인텔의 시장 점유율이 절대적이긴 하지만, 시장 조사기관인 IDC는 2020년 3분기 서버 시장에서 ARM 기반 서버가 전년 대비 430.5%나 증가했다고 발표한 바 있습니다. AMD에 점유율을 빼앗기는 것도 모자라 ARM 서버 칩에도 점유율을 내주게 되면 서버 시장에서 인텔의 입지는 더 줄어들 수밖에 없는 상황입니다. 상황이 이렇게 급박하게 돌아가자 인텔은 비핵심 사업부인 낸드 부분을 SK 하이닉스에 매각하는 등 대책 마련에 부심하고 있습니다. 하지만 이미 뒤처진 미세 공정을 바로 따라잡긴 어렵기 때문에 더 급진적인 충격 요법이 필요하다는 주장이 나오고 있습니다. 경쟁사인 AMD처럼 반도체 제조 부분을 포기하고 팹리스(fabless, 자체 반도체 제조 시설 없어서 다른 파운드리 회사를 통해 반도체를 제조하는 회사) 회사가 돼야 한다는 주장이 그것입니다. 반도체는 미세 공정으로 갈수록 팹 건설 비용이 천정부지로 치솟는 특징이 있습니다. 인텔의 경쟁자인 AMD는 본래 회사 규모가 작아서 이 비용을 감당하기 어려웠습니다. 그래서 2008년 반도체 생산 부분을 분리하고 아부 다비 정부 투자 회사의 자금을 끌어들여 별도의 파운드리 회사인 글로벌 파운드리를 설립하게 됩니다. 하지만 이 글로벌 파운드리조차도 치솟는 미세 공정 건설 비용을 감당하지 못하고 결국 7nm 이하 미세 공정 개발은 포기했습니다. 인텔은 본래 반도체 업계 1위 기업이었기 때문에 12년 전에 팹리스로 전환한 AMD와는 사정이 달랐습니다. AMD가 팹리스로 전환하던 시점만 해도 인텔의 미세 공정은 세계 최고 수준으로 다른 경쟁자들은 이를 따라잡기에 급급했습니다. 그러나 10년이 넘는 세월이 흐른 후 이제 인텔은 삼성이나 TSMC 같은 파운드리 반도체 제조사에 뒤처졌습니다. 몇 년 전까지는 상상하기 어려운 일이었지만, 이제 인텔은 AMD와 같은 길을 가야 하는지 고민해야 하는 상황에 직면한 것입니다.본래 인텔은 2021년 말에 7nm 공정을 내놓고 2022년에는 EUV 기술을 적용한 7+ 공정을 내놓을 계획이었습니다. (로드맵 참조) 하지만 밥 스완 인텔 CEO는 이 로드맵을 내놓은 지 1년도 안 되 컨퍼런스 콜에서 7nm 공정이 6개월 정도 연기될 것이라고 발표했습니다. 사실 2022년이면 경쟁자들은 이미 3nm 공정에 진입할 시기입니다. 이 시기에 7nm 공정에 진입해도 별로 경쟁력이 없는 데다 10nm 공정 역시 여러 차례 연기한 전례가 있어 결국 7nm 공정에서도 비슷한 일이 일어나는 게 아닌가 하는 우려가 나오고 있습니다. 인텔이 망하지 않으려면 AMD처럼 아예 팹리스 회사로 가야 한다는 주장이 나름 설득력 있는 이유입니다. 하지만 인텔의 팹리스 전환 역시 간단한 문제가 아닙니다. 인텔의 생산 물량 자체가 워낙 많다 보니 이미 공장을 거의 풀가동하고 있는 TSMC나 삼성의 미세 공정에서 물량을 충분히 공급받기가 어렵습니다. 따라서 당장에는 AMD 같은 완전 팹리스 전환보다는 7nm 이하 공정이 꼭 필요한 일부 제품만 위탁생산하고 나머지 물량은 현재 개발 중인 차세대 10nm 공정으로 돌릴 것으로 예상됩니다. 문제는 10nm 이하 제품의 비중을 결국 늘려야 하는데 계속 위탁생산으로 갈 것이냐입니다. 앞으로 1~2년은 인텔의 미래를 좌우할 변곡점이 될 가능성이 높습니다. 결국 미세 공정 레이스에서 TSMC나 삼성에 계속 밀리게 되면 인텔도 특단의 대책을 세울 수밖에 없습니다. 2021년 스완 CEO가 어떤 결정을 내릴지 주목됩니다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com　

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

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