AMD, TSMC 16nm 라인에 Zen 생산 위탁?

Translator : Daeguen Lee

(※ 이 글은 WCCFTech의 원문 (링크) 을 번역한 것입니다.)

AMD, TSMC 16nm 라인에 Zen 생산 위탁?

AMD가 그들의 기대작인 Zen CPU를 TSMC의 16nm FinFET 공정으로 제조하기로 결정했다는 소문이 돌고 있다. 이에 따르면 AMD는 글로벌파운드리의 14nm 수율과 생산량 개선속도가 너무 느린 것을 우려하고 있다고 한다. 더 나아가기에 앞서, 여기 옮겨질 소식들이 모두 그럴듯해 보일지라도 현 단계에서는 루머에 불과하다는 점을 미리 지적해 두고자 한다.

글로벌파운드리는 근래 AMD의 반복적인 제품 출시일정 연기에 큰 책임이 있다. 그들의 첫 APU인 Llano를 시작으로 최초의 불도저 기반 서버 및 데스크탑 프로세서가 모두 글로벌파운드리에 의해 지연되거나 생산에 차질을 빚었다. 특히 이 3000번대 APU 라인업 (Llano) 의 경우 최초의 FX 프로세서와 함께 2011년 1분기에 시장에 등장할 예정이었지만 글로벌파운드리가 당시 32nm SOI 제조공정상 맞닥뜨린 여러 문제로 인해 최종적으로 그해 4분기에 출시될 수밖에 없었다.

AMD는 글로벌파운드리와 TSMC 사이에서 저울질 중

애널리스트와 기자들은 그간 AMD에게 글로벌파운드리와 TSMC 중 어느 곳에 Zen의 생산을 맡길 것인지 집요하게 물어 왔다. 우선 확실한 것은 Zen이 FinFET 설계를 채택할 것이라는 점과 TSMC와 글로벌파운드리는 (둘 모두 FinFET 공정이 가능하고) 모두 AMD의 중요한 파트너사라는 것이다. 양사와의 전략적 관계를 고려할 때 현 단계에서 AMD가 왜 섣불리 둘 중 하나의 손을 들어 주려 하지 않는지를 이해하는 것은 그리 어렵지 않다.

다만, 글로벌파운드리는 최근 심각한 경영난에 빠져 있다. 경영권을 보유한 최대주주인 아부다비 정부 (아부다비투자청) 가 글로벌 유가하락에 따른 재정악화로 지출 예산을 대폭 삭감했기 때문이다. 설상가상 현재로서는 유가가 반등할 기미조차 없다. 그 결과 최근 보도된 바에 따르면 글로벌파운드리는 14nm 공정 생산에 그들이 28nm 공정에서 사용한 장비들을 상당수 재활용할 수도 있다고 한다. 게다가 이런 재가동 작업 역시 매우 천천히 진행되고 있으며 이것이 근래의 대량생산 지연의 숨겨진 원인이었다고 한다.

TSMC 역시 나름의 어려움이 있기는 매한가지이지만 적어도 이번 분기에 16FF+ 공정의 대량생산을 차질 없이 성공시켰다는 점에서 글로벌파운드리보다 상황이 나은 편이다. 이미 엔비디아가 차기 GPU인 파스칼을 TSMC에 맡길 것이라고 확인한 바 있고, 같은 시기 AMD의 알려지지 않은 GPU 2종 역시 TSMC의 16nm FinFET 공정으로 이미 양산 중이라는 사실이 폭로된 바 있다. 물론 전통적으로 AMD의 GPU에 한해서만큼은 TSMC가 도맡아 왔기에 Arctic Islands를 TSMC가 생산한다는 것만으로 그 이상을 짐작하기는 이르다.

FinFET, 동시 멀티스레딩, 새로운 캐시구조가 적용되는 Zen

Zen은 AMD의 현 아키텍처인 불도저 계열을 대체할 것이다. 그들로서는 처음으로 동시 멀티스레딩 (SMT) 기술을 도입하는 CPU이기도 하다. 또한 불도저 계열에 적용되었던 클러스터 멀티스레딩 (CMT) 구조로부터 벗어나 근본부터 재설계된 첫 아키텍처이기도 하다.

동시 멀티스레딩 기술과 함께, Zen은 새로운 고대역/저 레이턴시 캐시구조를 채택하게 되는데 이는 이전 세대들로부터 확연히 달라지는 지점이기도 하다. 알다시피 불도저의 낮은 캐시성능은 성능저하의 주범이었다. 또한 AMD는 Zen이 내년에 출시될 것이고 FinFET 공정이 적용된다는 점을 밝힌 바 있는데, 아직까지 그것이 글로벌파운드리의 14nm FinFET 공정인지 TSMC의 16nm FinFET 공정인지는 밝히지 않고 있다.

Zen, 엑스카베이터 대비 40%의 IPC 향상

AMD의 CTO인 마크 페퍼마스터는 Zen이 불도저 계열의 마지막 아키텍처인 엑스카베이터 대비 큰 IPC 향상을 이룰 것이라고 밝힌 바 있다. 40%의 IPC 향상은 AMD 역사상 최대폭이기도 하거니와 페퍼마스터 자신도 30년간 이 분야에 몸담아 온 이래 목도한 가장 큰 변화라고 덧붙였다.

마크 페퍼마스터는 또한 이 40%라는 수치는 제조공정과 별개의 것이라고 밝혔다. 따라서 그 수치는 Zen을 어느 곳에서 생산하는지와 상관없이 순수히 아키텍처에 의한 고정적인 향상이라는 점에서 의미가 있다. (※ 주 : 문맥상 (제조공정에 의해 좌우되는) 도달가능한 최대클럭의 영향을 받지 않는 수치라는 점을 강조하는 것으로 보임. 즉 기본 클럭에서의 비교가 아니라 동클럭에서의 IPC 향상을 의미하는 것)

이러한 거대한 성능향상 예고와 대조적으로, 인텔은 지난 4년간 매년 한자릿수 퍼센트만큼의 성능 향상을 이뤄왔을 뿐이다. 또한 일시에 40%의 성능향상을 제대로 이뤄내기만 한다면 AMD는 단숨에 인텔의 가장 빠른 X99 플랫폼과 직접 경쟁할 수 있게 된다. 한 예로, CPU 성능을 나타내는 지표로 대중적으로 쓰이는 PassMark 데이터베이스 기준으로, 스팀롤러 기반의 A10-7850K에 40%를 가산하면 곧바로 스카이레이크 i7 6700과 동급의 성능이 되는데 이미 이것만으로도 충분히 인상적이지만 (스팀롤러보다 더 개량된) 엑스카베이터에 40%라는 수치를 더하면 Zen은 더욱 유리한 고지에 설 수 있는 것이다.

이 거대한 성능향상폭을 그대로 믿고, Zen이 채용할 것으로 알려진 동시 멀티스레딩 기술이나 DDR4 지원, 많은 코어갯수 등을 감안하면 AMD가 보이는 근자감도 일견 이해할 수 있다. 이에 따르면 Zen의 성능은 인텔의 1000달러짜리 i7 5960X과 거의 같아질 것이기 때문이다.

만 4년만에 재건되는 FX 라인업의 중심축으로써, 리사 수는 Zen 아키텍처가 데스크탑 FX CPU에 먼저 적용되고 서버 시장에 나중에 투입될 것이라 확인했던 바 있다. AMD는 2016년에 APU 라인업부터 하이엔드 CPU까지 대응하는 단일 AM4 소켓을 선보일 예정인데, APU에는 Zen 기반 CPU 코어와 FinFET 설계에 맞춰진 GCN 기반 GPU가 탑재될 것이다.

마지막으로 Zen 기반 FX CPU 제품군에는 서밋 릿지라는 코드네임이 붙여져 있다. AMD로부터 확인된 정보는 아니나 과거 유출된 정보에 따르면 서밋 릿지는 최대 8개의 Zen 코어와 12MB의 L2 / L3 캐시를 탑재할 것이라고 한다.