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▲ 32개의 코어를 지닌 에픽 프로세서. 출처: AMD
한때 컴퓨터는 안 배우면 시대에 뒤처지는 문명의 이기로 소개되었습니다. 컴맹이라는 단어가 나오고 이 컴맹을 해결하기 위해 보급형 국민 PC를 국가 정책으로 공급했던 일도 있었습니다. 하지만 세월이 흘러 이제 PC는 점차 사양세를 타고 있습니다. 매 분기 PC 판매량은 조금씩 줄어들고 있는데, 이는 PC가 이미 충분히 보급되었을 뿐 아니라 성능이 좋아져 교체 주기가 길어졌기 때문입니다. 그리고 스마트폰 같은 대체재의 등장으로 PC 없이도 언제나 인터넷에 접속할 수 있게 된 것 역시 중요한 이유입니다.
그런데 PC를 대체한다는 소리가 나왔던 스마트폰도 아이러니하게 PC와 비슷한 길을 걷고 있습니다. 스마트폰 역시 충분히 보급되었을 뿐 아니라 성능이 상향 평준화되면서 교체 주기가 길어진 것입니다. 시장 조사기관들에 의하면 2017년 4분기 스마트폰 판매량은 전년 동기 대비 6.3~8.8% 정도 감소해서 오히려 PC보다 더 빠른 감소세를 보였습니다. 이렇게 보면 주요 IT 기업들이 위기에 빠지지 않을까 걱정되지만, 실적 발표는 반대입니다. 여러 IT 공룡들이 각자 이유는 다르지만, 좋은 실적을 발표하고 있습니다. 예를 들어 주요 CPU 제조사인 인텔과 AMD는 모두 전년 동기 대비 크게 좋아진 성적표를 발표했고 삼성전자 역시 반도체 부분에서 역대급 호실적을 발표했습니다.
그 배경 중 하나로 서버 부분의 빠른 성장을 들 수 있습니다. 인터넷에 접속한 기기의 숫자가 지속해서 증가하고, 웹 기반 서비스와 콘텐츠의 양 역시 기하급수적으로 증가하면서 서버 수요가 갈수록 증가하는 것입니다. 시장조사기관 IDC에 따르면 2017년 3분기 서버 출하량은 전년 동기 대비 11.1% 증가하고 매출은 19.9% 증가해 강한 상승세를 보였습니다. 스마트폰이나 PC는 이미 없는 사람이 없을 만큼 보급되어 급격한 추가 성장을 기대하기 어렵지만, 서버나 슈퍼컴퓨팅 부분은 다른 이야기입니다. 특히 클라우드나 인공지능 같은 새로운 서비스의 등장으로 이를 감당할 새로운 하드웨어의 필요성은 더 커지고 있습니다.
이런 상황에서 주요 CPU 제조사들은 엄청난 수의 코어를 내장한 CPU를 경쟁적으로 내놓고 있습니다.
- AMD vs 인텔의 서버 전쟁
현재 서버용 CPU 시장은 인텔 천하라고 해도 과언이 아닙니다. 소비자용 CPU를 생산하던 인텔은 PC에 들어가는 CPU의 성능이 강력해지자 이를 제온이라는 이름으로 서버 시장에 출시해 점차 점유율을 늘려왔습니다. 특히 PC 시장이 정체되기 시작하자 인텔은 이 시장에 더 적극적으로 뛰어들어 역사상 가장 크고 복잡한 x86 프로세서들을 만들었습니다. 작년에 선보인 스카이레이크 아키텍처 기반의 제온 CPU들은 3x4, 4x5, 5x6의 코어 배열을 가지고 있으며 현재 최고 28코어 제품까지 나와 있습니다. 이 가운데 3x4, 4x5 배열 칩은 고성능 PC를 위한 스카이레이크 X 제품으로도 출시되어 있습니다.
다만 이렇게 많은 코어를 집적할 경우 전부 실수 없이 제조하기 힘들기 때문에 판매할 때는 30코어나 20코어 대신 28코어나 18코어 제품으로 판매됩니다. 가장 큰 30코어의 크기는 698㎟로 알려져 있습니다. 일반적으로 CPU가 가질 수 있는 가장 큰 크기라고 할 수 있습니다. 트랜지스터 집적도는 정확히 알려지지 않았지만, 전 세대 제품인 24코어 브로드웰 EP가 72억 개로 알려진 만큼 그것보다는 더 많을 것으로 보입니다.
하지만 경쟁사인 AMD는 인텔의 아성에 거세게 도전하고 있습니다. 8개의 코어를 지닌 칩 4개를 엮어서 32코어/64쓰레드의 에픽(EPYC) 프로세서를 공개했는데, 가격 대 성능 면에서 충분히 경쟁력이 있다는 평가입니다. 더구나 최근 멜트다운 문제로 보안 이슈가 불거지면서 올해에는 AMD가 서버 시장에서 강세를 보일 것이라는 예측이 나오고 있습니다.
그러나 AMD는 여기서 그치지 않고 7nm 공정으로 제조할 젠 2(Zen 2) 코어를 이용해서 더 많은 코어를 집적한 서버 프로세서를 내놓을 것이란 예측이 나오고 있습니다. 한 개의 CPU에 48코어를 지닌 CPU가 등장할 것이란 이야기가 나오고 있는데, 제조 공정 미세화를 생각하면 충분히 가능한 일입니다. 물론 인텔 역시 앞으로 30개 이상의 코어를 지닌 제온 프로세서를 내놓는 것은 단지 시간 문제로 생각됩니다. 앞으로 당분간 한치의 양보 없는 싸움이 예상되는 이유입니다.
- 권토중래를 노리는 IBM, 새로운 시장에 뛰어든 퀄컴
서버 및 슈퍼컴퓨터 부분에서 전통적인 강호였던 IBM 역시 새로운 고성능 CPU를 들고 나왔습니다. Power9이 그것으로 80억 개의 트랜지스터를 집적한 거대한 CPU입니다. 12코어x8쓰레드와 24코어x4쓰레드의 두 가지 방식으로 작동할 수 있으며 CPU 하나에 96쓰레드를 지원합니다. Power9은 IBM의 서버에도 들어가지만, 특히 주목을 받는 부분은 슈퍼컴퓨터입니다.
중국에 슈퍼컴 1위를 내놓은 미국이 다시 1위를 되찾아올 신형 슈퍼컴퓨터에 Power9 프로세서와 엔비디아의 볼타 GPU를 사용할 것이기 때문입니다. 비록 판매량은 적지만 세상에서 가장 빠른 컴퓨터의 타이틀을 차지하는 것은 적지 않은 의미가 있습니다. 동시에 IBM은 새로운 CPU가 경쟁력 있는 가격으로 시장에서 선전하기를 기대하고 있습니다.
본래 서버 시장하고는 인연이 없지만, 퀄컴 역시 서버 CPU인 센트리크 (Centriq) 2400을 내놓은 상태입니다. 팔커 (Falkor)코어라는 ARM v8 기반의 프로세서를 48개 집적한 이 거대한 칩은 삼성전자의 10LPE FinFET 공정으로 제조됩니다. 트랜지스터 집적도는 180억 개로 역대 가장 많은 트랜지스터를 집적한 서버 CPU라고 할 수 있습니다. 다만 아직 ARM 기반 서버 플랫폼은 널리 사용된다고 보기 힘든 것이 사실입니다. 따라서 플랫폼과 지원 소프트웨어 생태계를 확산시키는 일이 중요할 것으로 보입니다.
마지막으로 오라클과 후지쓰 역시 자신만의 서버용 스팍 (SPARC) 프로세서를 계속해서 내놓고 있습니다. 작년에 등장한 프로세서인 SPARC64 XII과 SPARC M8의 경우 각각 96쓰레드와 256쓰레드를 지원하는 거대한 CPU입니다.
최근 서버 부분의 수요가 증가하고 경쟁이 강화되면서 수십 개의 코어를 집적한 대형 CPU는 그다지 드물지 않은 존재가 되고 있습니다. 물론 이런 거대한 CPU는 일반 소비자에게는 상당히 생소한 물건입니다. 이렇게 비싼 고성능 프로세서를 집에서 쓸 사람은 거의 없을 것입니다. 하지만 이 큰 CPU들은 우리가 매일 접속하는 웹사이트와 인터넷 기반 서비스를 가능하게 만드는 원동력입니다. 비록 우리가 한 번도 실물을 볼 기회는 없다고 해도 사실 우리는 이들이 제공하는 서비스를 매일 받는 셈입니다. 인터넷 기반 서비스가 질적 양적으로 성장할수록 이들의 성능 역시 더 좋아질 것이고 모든 소비자가 알게 모르게 그 혜택을 누리게 될 것입니다.
고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com
