'5nm 공정으로 주도권 회복한다'··· AMD, 젠4 아키텍처 세부 정보 공개

[IT동아 남시현 기자] AMD가 지난 6월 9일(현지 시각), 미국 산타클라라에서 열린 2022 파이낸셜 애널리스트 데이에서 차세대 CPU 및 데이터 센터 솔루션 포트폴리오를 발표했다. 파이낸셜 애널리스트 데이는 회사의 지속적인 성장과 확장, 수익 개선을 위한 장기적인 사업 전략을 발표하는 자리로, 향후 기술 로드맵과 하드웨어 정보, 시장 전략 등이 자세하게 소개된다.

AMD 최고경영자 리사 수(Dr. Lisa Su) 박사는 “클라우드와 PC부터 커뮤니케이션, 지능형 엔드포인트에 이르기까지 AMD의 고성능 및 어댑티브 컴퓨팅 솔루션은 차세대 컴퓨팅을 위한 모든 서비스와 기능 설계 영역에서 역할을 확대하고 있다”라면서, “최근 마무리한 자일링스(Xilinx) 인수와 선도적인 컴퓨터 엔진 포트폴리오를 앞세워 약 3천억 달러 규모(한화 약 387조)의 고성능 및 어댑티브 솔루션 시장에서 높은 점유율을 확보할 것”이라고 밝혔다.

AMD, 올해 말 5nm 젠4 아키텍처로 시장 공략 나선다

AMD는 이번 파이낸셜 애널리스트 데이에서 올해 말 공개할 ‘젠 4(Zen 4)’ 마이크로 아키텍처에 관한 정보와 향후 라인업 관련 정보, 그리고 젠4 아키텍처 기반의 AMD 라이젠 7000 시리즈에 대한 주요 성능 및 변경점을 자세히 소개했다. 젠4 마이크로 아키텍처는 올해 1월 진행된 소비자 가전 전시회(CES)에서 핵심 내용이 공개됐으며, 그간 여러 차례 핵심 성능 및 자료가 공개된 바 있다. 이번 발표에서는 실 성능을 유추할 수 있는 자세한 정보가 대거 공개됐다.

올해 말 출시될 AMD 라이젠 7000 시리즈 프로세서는 세계 최초의 5nm 공정 기반의 x86 프로세서가 될 이정이다. 젠4 코어는 젠3 코어와 비교해 명령어 처리 횟수인 IPC(Instruction Per Clock)가 약 8~10% 향상되며, 단일 코어 성능은 최대 15%까지 향상된다. 전력 소모 대비 성능비를 뜻하는 와트당 성능은 25% 늘어나고, 메모리 대역폭도 125%로 늘어난다. AMD는 16코어 32스레드 기반 프로세서를 기준으로 최대 성능이 35%까지 늘 것으로 보고 있다.

젠4 아키텍처 이후의 자세한 로드맵도 제시됐다. 현재 AMD는 AMD 라이젠 6000 시리즈 모바일 프로세서에 6nm 공정 기반의 젠3 아키텍처를 적용했고, AMD 라이젠 7 5800X3D에 3D V-캐시 기술을 시연한 상황이다. 젠4 아키텍처는 5nm로 시작해 3D V-캐시 기술을 적용한 다음 밀도 최적화 모델인 젠4c를 선보이고, 그다음 2024년에는 4/3nm 기반의 젠 5 아키텍처로 돌입할 예정이다. 젠5 아키텍처는 워크로드에 최적화된 차세대 아키텍처로, 훨씬 더 향상된 성능 및 효율성과 인공지능 및 기계 학습 기능을 중점적으로 다룬다.

아울러 AMD는 AMD 아키텍처 및 칩렛, 메모리 기술을 연결하는 인피니티 아키텍처의 4세대 모델을 선보인다. 이번 4세대 아키텍처부터는 최근 AMD가 인수한 자일링스 및 서드파티의 IP가 결합한다. 또한 데이터 센터용 저장 장치인 CXL 2.0을 지원하며 향후 3.0 버전과 오픈 소스 기반으로 칩렛과 다이 간의 상호 연결을 표준화하는 UCIe 생태계도 공식 지원한다.

그래픽 아키텍처 AMD RDNA는 이전 세대보다 와트당 성능이 50%가량 향상된 RDNA 3로 진보한다. RDNA 3는 5nm 공정을 기반으로 하며, 진보된 칩렛 패키징과 새롭게 디자인된 연산 처리 장치가 적용된다. 또 그래픽 파이프라인을 최적화하며, 차세대 AMD 인피니티 캐시도 적용된다. 로드맵 상에서는 현재 라데온 RX 6000 시리즈는 RDNA2를 기반으로 하고 있으며, RDNA 3가 적용된 코드명 Navi 3X 그래픽 카드는 올해 말 출시될 예정이다. 그 이후 버전인 RNDA 4 기반 그래픽 카드는 2024년까지 등장한다.

엑사스케일 급 데이터센터를 위한 그래픽 아키텍처인 AMD CDNA 3에 대한 정보도 공개됐다. CDNA 3 아키텍처는 5nm 공정과 3D 칩렛 패키징이 적용되며, 차세대 인피니티 캐시 및 HBM 메모리를 통합한 메모리 프로그래밍 모델 기반의 단일 패키지로 구성된다. AMD는 인공지능 훈련 작업에서 기존 AMD CNDA 2 아키텍처보다 최대 5배 높은 와트당 성능을 보일 것으로 예상하고 있다. AMD CDNA 3가 적용된 AMD 인스팅트 MI300 가속기는 2023년에 첫 선을 보인다.

박차 가하는 AMD, 성장 동력 확보할까

AMD가 파이낸셜 애널리스트 데이를 통해 공개한 로드맵은 현재로써는 큰 차질이 없을 것으로 예상된다. 하지만 젠4 아키텍처가 시장의 기대를 얼마나 충족할지는 두고 볼 일이다. 현재 AMD 라이젠 6000 시리즈는 이미 6nm 공정을 기반으로 하고 있고, 또 AMD가 전작 대비 8~10% 향상될 것이라고 밝힌 만큼 시장이 예상하는 성능의 범위를 크게 벗어나진 않을 것으로 보인다.

문제는 경쟁사인 인텔이 AMD를 무섭게 추격하고 있다는 점이다. 인텔은 지난 11세대까지 데스크톱에 14nm 공정을 활용하다가 작년에 들어서야 인텔 7 공정(10nm) 기반 데스크톱 프로세서를 출시할 정도로 진척이 느렸다. 덕분에 지난 몇 년간 AMD가 빠르게 점유율을 확보할 수 있었다. 그런데 인텔이 인텔 7 기반의 12세대 인텔 코어 프로세서를 내놓자 시장 분위기가 반전됐는데, 내년에는 EUV(극자외선) 기반의 인텔 4 공정(7nm)에 진입한다. 새 공정은 인텔 7 공정 대비 트랜지스터 집적도가 최대 2배, 성능은 최대 20%까지 끌어올릴 수 있다.

AMD 역시 5nm로 승부수를 띄웠지만 과거 7nm와 14nm가 경쟁하던 시기보다 훨씬 치열하게 경쟁할 수밖에 없다. 결국 AMD와 인텔 모두 시장을 얼마나 만족시키는지, 또 급변하는 공급 상황 속에서도 얼마나 차질없이 분위기를 이끌어나가는지에 따라 시장 주도권이 결정될 모양이다.

글 / IT동아 남시현 (sh@itdonga.com)