[고든 정의 TECH+] 새 아키텍처로 부활 꿈꾸는 인텔 아톰 프로세서

2008년, 인텔은 기존의 x86 CPU보다 훨씬 낮은 전력을 소모하는 소형 CPU인 아톰 (Atom)을 공개했습니다. 인텔이 앞서 내놓은 코어 프로세서의 저가형 버전을 내놓는 대신 아톰 프로세서를 내놓은 이유는 비용 때문이었습니다. 코어 프로세서는 당시 문제가 많았던 펜티엄 4 프로세서의 한계를 극복하고 경쟁자인 AMD를 넘어서기 위해 인텔의 기술력을 집약해서 만들어졌습니다. 그런 만큼 성능이 뛰어났지만, 구조가 복잡하고 크기도 컸습니다. 당연히 비용을 낮추는 데 한계가 있었습니다.

반면 보넬(Bonnell) 아키텍처 기반의 1세대 아톰 프로세서는 구조를 대폭 단순화해 크기를 줄이고 비용을 낮췄습니다. 1세대 아톰 프로세서는 지금 기준으로 생각하면 엄청나게 작은 4700만 개의 트랜지스터 집적도와 26㎟에 불과한 다이(die) 면적을 갖고 있었습니다. 덕분에 제작 비용이 저렴해 싸게 판매해도 이윤을 남길 수 있었습니다.

아톰 프로세서는 개도국 교육 시장을 겨냥한 클래스메이트 PC나 저가형 노트북인 넷북 등에 탑재되었는데, 저렴한 가격 덕분에 큰 인기를 끌었습니다. 비록 성능은 낮았지만, 30만 원 이내의 비용으로 휴대가 간편한 소형 노트북을 살 수 있다는 점 때문에 간단한 문서 작업과 웹서핑만 하려는 소비자에게 합리적인 선택이었습니다.

하지만 IT 세상이 스마트폰 중심으로 빠르게 변하면서 아톰 프로세서의 입지는 좁아집니다. 스마트폰과 태블릿의 성능이 1년이 다르게 좋아지고 휴대성도 넷북보다 우수했기 때문에 저전력 PC 시장이 크게 위축된 것입니다. 여기에 ARM 기반 프로세서와 달리 성능 향상이 더딘 아톰 프로세서 자체의 문제도 있었습니다.

인텔은 2013년 22㎚ 공정 기반의 실버몬트(Silvermont) 아키텍처 아톰 프로세서를 내놓으면서 반전을 꾀했습니다. 2013년 말에 등장한 베이 트레일 같은 실버몬트 기반 아톰 프로세서는 상당한 성능 향상을 통해 저가형 윈도우 태블릿과 노트북에 널리 탑재되었습니다. 특히 이 시기에는 x86용 안드로이드 OS가 출시되면서 윈도우와 안드로이드 듀얼 부팅을 지원하는 저가형 태블릿 PC가 잠시 인기를 얻기도 했습니다. 그러나 이 역시 대화면 스마트폰이 늘어나고 태블릿 시장이 고급형 중심으로 재편되면서 설 자리를 잃게 됩니다.

아톰 프로세서의 입자가 좁아진 것은 인텔의 정책 역시 한몫했습니다. 판매량은 적어도 큰 이익을 남길 수 있는 서버용 CPU 수요에 집중하면서 많이 팔아도 수익을 남기기 어려운 아톰 제품군은 자연스럽게 소홀해진 것입니다. 인텔은 2015년에 14㎚ 공정의 에어몬트(Airmont), 2016년에 골드몬트(goldmont) 아톰 프로세서를 내놓기는 했지만, 전체적인 성능 향상은 미미했습니다. 심지어 2017년에 마이너 업그레이드 모델인 골드몬트를 내놓고는 더 이상 모델 업데이트도 없었습니다.

반면 코어 프로세서는 계속해서 전력 대 성능비를 높여 태블릿 PC 및 초경량 PC에 탑재되는데 문제없는 수준까지 발전했습니다. 더구나 x86 태블릿 PC 시장도 서피스나 갤럭시 북처럼 생산성이 높은 고성능 제품 위주로 흘러가고 있습니다. 저가형 저전력 CPU인 아톰의 입지가 줄어들 수밖에 없는 이유입니다.

하지만 인텔은 2019년 3분기 실적 발표와 더불어 트레몬트 (Tremont) 기반 아톰 CPU에서 새로운 가능성을 제시했습니다. 트레몬트는 전 세대인 골드몬트 대비 평균 30% 정도 성능을 높였으며 10㎚+ 공정에서 생산되어 전력 대 성능비를 높였습니다. 하지만 트레몬트와 기존의 아톰 CPU의 가장 큰 차이점은 고성능 코어와 함께 사용할 수 있다는 점입니다.

CPU의 성능이 전반적으로 상향 평준화된 지금 저전력 CPU 단독으로는 한계가 있을 수밖에 없습니다. 따라서 인텔은 애플 A 시리즈나 퀄컴 스냅드래곤, 삼성 엑시노스에서 볼 수 있는 고성능 + 저전력 CPU 조합을 x86 CPU에 도입할 계획입니다. 올해 말 출시를 준비 중인 레이크필드(Lakefield) 하이브리드 CPU가 그것으로 고성능 서니 코브(Sunny Cove) 코어와 저전력 트레몬트 코어, 그리고 Gen 11 GPU를 혼합해 만든 새로운 CPU입니다.

레이크필드는 여러 가지 신기술이 도입된 새로운 모바일 CPU입니다. 레이크필드는 이미 10세대 코어 마이크로프로세서에서 선보인 서니 코브 아키텍처 기반의 고성능 코어와 새로 개발한 트레몬트 기반의 저전력 코어가 들어갑니다. 인텔 코어 프로세서는 세대를 거듭하면서 저전력 성능을 높여왔지만, 기본적으로 고성능 x86 코어로 ARM 계열 저전력 코어를 사용하는 모바일 AP와 경쟁하기 어려웠습니다. 트레몬트는 이와 같은 단점을 극복할 새로운 저전력 코어로 매우 얇고 가벼운 태블릿 PC나 컨버터블 노트북에서 진가를 발휘할 것으로 예상됩니다. 윈도우 태블릿 PC의 배터리 성능을 높이거나 더 가벼워질 수 있는 것입니다.

레이크필드의 성공 여부는 실제 제품이 출시되어야 알 수 있지만, 인텔의 방향성 자체는 옳다고 생각됩니다. 1세대 아톰이 등장했던 2008년과 지금의 IT 환경은 너무나 다릅니다. 경쟁자인 ARM 계열 CPU의 성능이 너무 좋아졌고 AMD의 저가형 CPU의 성능도 만만치 않습니다. 저전력이지만 저성능인 아톰 프로세서 단독으로만 제품을 내놓으면 운신의 폭은 계속 좁을 수밖에 없습니다. 만약 레이크필드가 기대처럼 저전력과 고성능의 두 마리 토끼를 잡는다면 아톰 제품군에 새로운 희망이 생길 것입니다.

고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com