인텔, 윌로우 코브·타이거 레이크·Xe 아키텍처 공개
인텔, 윌로우 코브·타이거 레이크·Xe 아키텍처 공개
  • 위클리포스트
  • 승인 2020.08.18 09:53
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[2020년 08월 18일] - 라자 코두리(Raja Koduri) 인텔 수석 아키텍트를 선두로 인텔 펠로우와 아키텍트가 한자리에 모인 2020 아키텍처 데이에서 6가지 분야의 변화를 진단했다. 먼저 10나노(nm) 슈퍼핀(SuperFin) 기술은 역사상 가장 큰 동일 공정 내 성능 개선과 공정 전환에 준하는 향상된 성능임을 강조한다.

노트북 사용자에게 윌로우 코브(Willow Cove) 마이크로아키텍처와 타이거 레이크 시스템 온 칩 (SoC) 아키텍처는 변화의 시작임을 강조했다. 소비자 시장에서 고성능 컴퓨팅과 게이밍 시장까지 확장 가능한 Xe 그래픽 아키텍처도 공개했다.

인텔은 향상된 패키징 기술과 XPU 제품 및 소프트웨어 중심 전략과 함께 분할형 설계접근방식을 채택해 고객에 대한 포트폴리오 전반에 걸친 제품 개발에 주력함을 시장에 메시지로 남겼다.

● 10나노 슈퍼핀(SuperFin) 기술

수년간의 핀펫(FinFET) 트랜지스터 개선을 마친 인텔은 단일 공정 내 성능 개선을 목표로 핀펫 트랜지스터와 슈퍼 금속-절연체-금속 (Super MIM) 커패시터의 결합으로 완성했다. 향상된 에피택셜 소스와 드레인을 제공하며, 향상된 게이트 프로세스와 추가적인 게이트 피치를 제공한다.

▲소스와 드레인의 결정 구조 에피택셜 성장을 강화하여 변형률을 높이고 저항을 줄여 채널을 통해 더 많은 전류가 흐를 수 있도록 한다. ▲게이트 프로세스를 향상해 더 높은 채널 이동성을 이끌어 전하 운반체 (charge carrier)를 더욱 빨리 이동시킬 수 있다.

▲추가적인 게이트 피치 옵션은 최상의 성능을 필요로하는 특정 칩의 기능에 더 높은 구동 전류를 제공한다. ▲새로운 얇은 장벽은 상호연결 성능을 높이며 저항을 30% 낮춘다. ▲슈퍼 MIM 커패시터는 업계 표준 대비 동일한 풋프린트 내에서 정전용량을 5배 향상시켜 성능을 높이는 전압 강하 감소를 주도한다. 새로운 종류의 Hi-K 유전체 물질에 의해 활성화되며, 몇개의 옹스트롱(angstroms)을 겹친 두께만큼 극강의 얇은 층으로 쌓여 반복적인 ‘초격차’를 형성한다. 이는 다른 제조사들의 현재 수준보다 앞선다.

인텔의 차세대 모바일 프로세서인 코드네임 타이거 레이크는 10nm 슈퍼핀 기술을 기반으로 했다. 타이거 레이크는 현재 생산 중이며, 연말 홀리데이 시즌에 각 제조사별 제품으로 고객들에게 선보일 예정이다. 2020년 2분기에 나온 하이브리드 본딩(Hybrid bonding) 테스트 칩은 전통적 ‘자기증기압축법’ 본딩의 대안으로, 10 미크론(micron) 혹은 그 이하의 매우 적극적인 범프 피치를 가능케하여 더 높은 상호연결 밀도와 대역폭 및 낮은 전력을 제공한다.

● 윌로우 코브 및 타이거 레이크 CPU 아키텍처

윌로우 코브는 10nm 슈퍼핀 기술 및 써니 코브(Sunny Cove) 아키텍처에 기반한다. 윌로우 코브는 대형 주파수 개선과 향상된 전력 효율로 세대가 달라지는 것 이상의 CPU 성능 개선을 제공한다. 또한, 대형 비-인클루시브(non-inclusive) 1.25MB MLC로 재설계된 캐싱(Caching) 아키텍처와 인텔 제어 흐름 적용 기술 (Intel® Control Flow Execution Technology) 을 통한 보안 강화를 도입했다.

타이거 레이크는 지능형 성능과 획기적인 발전을 컴퓨팅의 핵심 벡터에서 제공할 예정이다. 타이거 레이크는 새로운 Xe-LP 그래픽 마이크로아키텍처를 갖춘 최초의 SoC 아키텍처와 CPU 및 AI 가속기에 걸쳐 최적화가 이루어짐에 따라 향상된 CPU 성능과 대규모로 개선된 AI 성능을 보여줄 것이다. 또한, 새로운 통합 썬더볼트 4 과 같이 SoC 전체에 걸쳐 최고 수준의 IP와 함께 비약적으로 그래픽 성능을 향상할 것이다. 타이거 레이크 SoC 아키텍처의 주목할만한 특징은 아래와 같다.

▲10나노 슈퍼핀 기술 향상으로 클럭 스피드 대폭 향상 ▲전력 효율성이 크게 향상된 최대 96개의 실행 유닛(EU: Execution Unit))를 지원하는 새로운 Xe 그래픽 ▲가간섭성 패브릭 내 자동 동적 전압 및 주파수 전환(DVFS), 통합 전압안정기(FIVR) 효율성 향상 ▲2배 늘어난 가간섭 패브릭 대역폭, 초당 86GB 메모리 대역폭, 검증된 LP4x-4267, DDR4-3200, LP5-5400 아키텍처 기능

▲CPU에서 신경 추론 오프로딩 작업을 위한 GNA 2.0 전용 IP, GNA 대비 CPU (노이즈 억제 워크로드 실행) 에서 최대 20% 낮은 CPU 활용률 ▲IO - 통합 TB4/USB4, CPU에서 메모리로 저지연 고대역폭의 디바이스 접근을 위한 4세대 통합 PCle ▲여러대의 고해상도 디스플레이에 적합한 초당 최대 64GB의 동기식 메모리 대역폭과 서비스 품질 유지를 위한 메모리 전용 패브릭 경로 ▲ IPU6 – 최대 6개 센서, 4K30 비디오, 27MP 이미지, 최대 4K90 및 42MP 이미지 아키텍처 기능

● 하이브리드 아키텍처

차세대 클라이언트용 제품인 앨더레이크(Alder Lake)를 기반으로 하이브리드 아키텍처를 고도화하고 있다. 앨더레이크는 골든 코브(Golden Cove)와 그레이스몬트(Gracemont)를 합친 아키텍처로 뛰어난 성능과 전력 효율을 제공하도록 최적화됐다. 인텔은 모바일 플랫폼에 효율적인 성능을 제공하도록 최적화된 Xe-LP (저전력) 마이크로아키텍처와 소프트웨어에 대한 자세한 설명을 제공했다.

Xe-LP는 최대 96개 실행 유닛(EU)을 보유한 가장 효율적인 PC 및 모바일 컴퓨팅 플랫폼용 아키텍처다. Xe-LP는 비동기 컴퓨팅, 뷰 인스턴싱, 샘플러 피드백, AV1 코덱으로 업데이트된 미디어 엔진, 최신 디스플레이 엔진을 포함한 새로운 아키텍처 디자인과 함께 제공한다. Xe-LP는 인스턴트 게임 튜닝, 캡처 및 스트림, 이미지 선명화를 통해 새로운 사용자 기능을 제공한다. Xe-LP는 소프트웨어 최적화에 있어 새로운 DX11 경로와 최적화된 컴파일러를 통해 드라이버를 개선할 수 있다.

인텔 서버 GPU(SG1)은 데이터센터용 Xe 아키텍처를 기반으로 하는 인텔의 첫 외장형 GPU다. SG1은 데이터센터에 네 개의 소형 폼팩터로부터 성능을 제공하며, 저지연, 고밀도 안드로이드 클라우드 게임과 비디오 스트리밍 제공을 목표로 한다. SG1은 이른 시일 내 생산에 들어가며 올해 말 출하 예정이다.

첫 Xe 기반 외장 GPU, 코드명 DG1은 현재 생산 중이며 2020년 출하 예정이다. DG1은 현재 인텔 데브클라우드 상에서 초기 엑세스 유저에 한해 사용 가능하다. CES에서 공개된 바와 같이 DG1은 인텔의 첫 Xe-LP 마이크로아키텍처 기반의 최초 PC용 외장 GPU이다.

● 데이터센터 아키텍처

연말 출시 예정인 인텔의 첫 10nm 기반 제온 스케일러블 프로세서인 아이스레이크는 뛰어난 작업 처리량과 응답성을 자랑한다. 토탈 메모리 인크립션, PCIe Gen 4, 8 메모리 채널과 암호 보조 처리기의 속도 향상을 위한 명령어 집합 기계 (IAS)등의 기술들이 탑재된 아이스레이크를 사용하는 제품들은 탁월한 작업 처리량과 대응력을 가질 것이다. 네트워크 스토리지와 사물인터넷(IoT)을 위한 제품군 역시 역시 아이스레이크 계열로 선보일 예정이다.

슈퍼핀 기술 기반 인텔의 차세대 제온 스케일러블 프로세서인 사파이어 래피즈(Sapphire Rapids)는 업계 산업 표준 기술의 선두에 있는 DDR5, PCIe Gen 5, Compute Express Link 1.1 등의 기술들을 제공한다. 사파이어 래피즈는 아르곤 국립 연구소에 위치한 오로라 엑사스케일 슈퍼컴퓨터 시스템의 CPU로 사용될 예정이다. 또한, 사파이어 래피즈는 Advanced Matrix Extensions (AMX) 라는 새로운 가속기 개발을 통해 인텔의 내장형 AI 가속기 개발 계획에 기여할 예정이다. 사파이어 래피즈는 생산출하를 2021년 하반기부터 시작할 예정이다.


By 김현동 에디터 hyundong.kim@weeklypost.kr
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