5.AI chip 그리고 퀄컴

안녕하세요~

이번글에서는 삼성이 왜 파운드리 시장에 뛰어들었는지에 대해 좀 더 다양하게 설명해보려고해요!

지난글에서는 단순히 CPU만 설명을 해드렸다면 이번에는 4차 산업혁명과 맞물려 삼성이 계획하고 있는 바에 대해서 설명드리도록 하겠습니다~

<1.AI Chip>

딥러닝을 하시는 분들이나 인공지능 관련해 복잡한 연산을 해보신 분이라면 순차적으로 계산하는 CPU가 얼마나 비효율적인지 느껴보셨을거에요. 그래서 딥러닝에서 대부분의 계산은 GPU가 담당하고 있죠.

그래서 GPU 회사인 NVIDIA의 성장세가 주목을 받고 있는데요. NVIDIA는 테슬라에 자율주행을 위한 GPU를 공급하고 있는데 이것이 4차 산업혁명에서 CPU 역할을 대체하고 있어요. 

그런데 GPU 같이 큰 장비는 저전력을 요구하는 IoT같은 기술에 접목되기 힘들다는 단점이 있습니다. 오늘날 AIoT, Edge Computing 기술이 주목받고 있는 시대에 CPU 보다는 효율적이고 GPU보다는 전력소모량이 낮은 새로운 연산장치를 요구하고 있는거죠 (AIoT, Edge computing 같은 것은 제가 나중에 소개해 드리도록 할게요 ㅎㅎ).

이러한 요구 끝에 AI chip이라는 새로운 분야가 탄생하게 됐어요. 4차 산업에 맞는 새로운 반도체 연산장체를 만드는 분야라고 보시면돼요. 

삼성은 AI chip 개발의 일환으로 2030년까지 NPU(Neural Processing Unit) 사업 인력을 기존 10배 이상인 2000명 규모로 확대한다고 선포했고, 추가적으로 AMD, Intel과 같이 연구개발중이라고 합니다. 

<사진1>

<사진2

<2.스마트폰의 CPU; AP(Application Processor)>

컴퓨터에는 CPU가 뇌의 역할을 한다면, 스마트폰에서는 AP가 뇌 역할을 합니다. AP는 CPU보다 더 많은 역할을 수행하게 되는데, 기본적으로 주 연산을 하는 CPU, 영상 연산을 하는 GPU, 통신기능 등이 하나의 통합된 칩 형태로 제공이된다고 보시면 될거에요 (경우에 따라서 RAM도 포함된다고 하네요). 

<사진3>

AP를 생산하는 대표적인 기업은 애플(A10 퓨전), 삼성(Exynos), 퀄컴(Snap Dragon)이라고 합니다. 애플과 퀄컴은 팹리스 회사이기 때문에 AP를 설계만 하고 AP을 생산하는 기업은 파운드리 회사인 TSMC에 맡기고 있습니다.

삼성이 파운드리 시장에 뛰어든건 앞선 chapter에서 말씀드린 CPU 보다 AP 시장을 겨냥했기 때문이라고 보는 경향이 더 많습니다. 과연 애플과 퀄컴이 계속해서 TSMC에다 자신의 AP 생산을 맡길 수 있을까요?

<3. 삼성의 움직임>

삼성은 파운드리 회사이기 때문에 AP를 생산할 수 있었던건 많이 알고 있는 사실이었지만, 더불어 AP 설계까지 한다는 점에서 삼성이 얼마나 AP 시장을 크게보고 있는지 짐작할 수 있었어요. 

하지만 삼성은 AP의 핵심 구성 요소 'Core'를 개발하던 연구 부서를 해체하고 이 분야의 강자인 영국 ARM의 기술을 삼성 자체 AP인 Exynos에 활용한다고 발표했습니다. 그래서 2019.10 즘에 발표한 최신 AP Exynos 시리즈 총 8종류 가운데 6개가 ARM의 설계대로 제작되었어요. 

삼성은 AP의 코어를 개발하는 대신 앞서 언급한대로 2030년까지 NPU 분야 인력을 기존 10배 이상인 2000명 까지 늘린다고 발표했어요. 

GPU또한 NVIDIA가 질주하고 있지만 삼성이 AMD와 공동 개발에 착수하기 시작하기까지 시작했다고해요 (GPU에서 NVIDIA와 AMD의 관계를 알고싶다면 --> 링크).

삼성은 4차 산업혁명 시대에 접어들어서 CPU 뿐만 아니라 AP, GPU 등 전반적인 시스템 반도체 분야영역에 뛰어들면서 시스템 반도체 파운드리 분야에서 세계1위를 하겠다는 다짐을 하게 됩니다.

<4.AP시장에서 퀄컴의 독주>

5G에 들어서면서 '모뎀'의 역할도 중요해 졌는데요. 나중에 5G와 모뎀에 대해서 자세히 설명드리고 여기서는 AP 관점에서만 보도록 할게요.

모뎀시장은 퀄컴(qualcomm)이라는 팹리스 회사가 독주하고 있는 상태에요. 모뎀과 AP를 통합시킨 Snap Dragon을 통해 AP시장에서도 1위 자리를 수성하고 있죠(2019년 기준).

애플은 퀄컴의 모뎀을 이용하고 있으며 삼성은 갤럭시S20에 자체 AP Exynos가 아닌 Snap Dragon을 장착시킬만큼 퀄컴의 Snap Dragon은 그 성능을 증명해내고 있어요. 

퀄컴 역시 팹리스 회사이기 때문에 자신들의 제품을 생산하는 건 TSMC에 위탁하고 있어요. 삼성이 파운드리 분야에 뛰어들긴 했는데 퀄컴이 삼성과 어떤 연결고리를 만들어낼지 두고보는것도 흥미진진 할 것 같습니다.

<5.스마트 제조사들이 독자 AP 가져야 하는 이유>

독자 AP를 가지고 있는 스마트폰 제조사들은 스마트폰의 출시를 마음대로 정할 수 있어요.

하지만 퀄컴과 같은 AP제조사들을 이용하는 경우라면 AP제조사들의 상황에 따라 스마트폰 출시계획이 변경될 수 있겠죠?

단적인 예로 올해 상반기 LG전자의 G6 스마트폰에는 최신 AP인 snap dragon인 835가 탑재될 예정이었어요. 그런대 퀄컴이 snap dragon 835의 일부 생산을 삼성의 파운드리에 맡기면서 초기 snap dragon 835 생산량 전량을 삼성이 가지가기로 했습니다. LG는 어쩔 수 없이 조금 떨어지는 성능이 snap dragon 821를 탑재하게 됨으로써 성능이 조금 떨어지는 스마트폰을 출시 할 수 밖에 없었죠.

반면에 화웨이는 자신들의 5G 기술을 접목시킨 독자 5G AP인 하이실리콘 기린 시리즈를 갖고 있기 때문에 화웨이 스마트폰을 출시계획을 문제없이 진행한다고 합니다.

하지만 미-중 무역전쟁으로 인해 다른 국가들이 화웨이 5G 장비를 사용하지 않겠다고 선언하고 있는 상태이기 때문에 이 부분도 어떻게 바뀔지 주목해봐야할 것 같습니다.

<6.(기사를 쓴 시점에서)최근 애플의 움직임>

지금까지 CPU 관련 글을 읽어보셨으면 최근 애플의 개발자 컨퍼런스인 WWDC에서 발표한 주요내용을 보고 정리한 아래 영상을 절반이상(?)은 이해하실 수 있으실거에요 ㅎㅎ

지금까지 CPU 관련 이론과 트렌드를 쫒아 가기위한 기본 용어들에 대해서 설명해보았어요.

다음글에서는 인텔의 CPU와 AMD CPU 모델에 대한 설명을 해보도록 할게요! ㅎㅎ~

[글 래퍼런스]

https://news.appstory.co.kr/howto9500

https://www.techm.kr/news/articleView.html?idxno=7298

[사진 래퍼런스]

사진1

https://news.samsung.com/global/infographic-automotive-intelligence-driven-by-small-packages-under-the-hood

사진2

https://www.slashgear.com/samsung-exynos-9820-finally-gets-its-own-npu-for-ai-13553641/

사진3

https://news.appstory.co.kr/howto9500