14나노 공정 재활용한 인텔 8세대 커피 레이크 칩··· 더 빠른 CPU 가능할까?

PCWorld

인텔은 보통 해마다 하나의 새로운 마이크로프로세서를 출시한다. 하지만 인텔은 올해 인텔은 기존 14나노 공정과 새로운 10나노 공정을 사용하는 두 가지 새로운 디자인의 칩을 출시할 것으로 보인다.

새로 인텔 용어 사전에 등록되는 것은 지난달 CES에서 선 보인 10나노 칩 캐논 레이크(Cannon Lake)와 아직 이름이 확정되지 않았지만, 일각에서 커피 레이크(Coffee Lake)로 부르는 4세대 14나노 칩이다. 이중 흥미를 돋우는 것은 후자인 커피 레이크로, 인텔의 14나노 공정을 무려 4세대까지 연장한 칩이기 때문이다. 브로드웰에서 시작한 인텔의 14나노 공정은 스카이레이크, 케이비 레이크를 이어 커피 레이크까지 이어진다.

Credit: Amenic181 / Thinkstock

2015년 인텔이 세 번째 14나노 공정 칩을 발표했을 때, 업계는 인텔의 틱톡 전략도 끝났다는 평가가 나왔다. 여기에 네 번째 14나노 칩은 전혀 예상 밖의 일이다. 하지만 인텔은 투자자와 고객들에게 동일한 14나노 공정으로도 지속적인 성능 향상을 이루며 4세대의 칩을 생산할 수 있다는 것을 믿게 하려는 태세다.

같은 공정, 15% 성능 향상
지난 주 투자자의 날 행사에서 인텔은 자사의 8세대 칩이 케이비 레이크와 비교해 15% 향상된 성능을 제공할 것이라고 밝혔다. 여기에는 캐논 레이크 뿐만 아니라 커피 레이크 칩도 포함된다. 일반 소비자에게는 이 정도로도 만족할만한 개선이다. 하지만 애호가들은 과연 어디서 추가 성능이 나오는지 궁금해하지 않을 수 없다. 과연 이런 식으로 AMD의 라이젠과 경쟁할 수 있는지도 의문이다. 그리고 장기적으로는 14나노 공정으로 4세대의 제품을 생산했다면, 10나노 공정 역시 마찬가지가 될 것인지 궁금해진다.

인텔은 10나노와 14나노 전략을 나란히 추진한다고 공개적으로 밝히지는 않았다. CES에서 캐논 레이크만을 소개했고, 올해 출시될 것이라고 밝혔다. 별도로 14나노 공정 관련 계획이 있다는 것은 지난 주 열린 투자자의 날 행사에서 발표한 로드맵에서 드러났다. 이 로드맵에는 14나노 8세대 코어 칩을 2017년 하반기에 출시한다는 구체적인 계획이 포함되어 있었다.

이런 분리 전략에서 가장 궁금한 부분은 커피 레이크와 캐논 레이크를 각각 어떤 시장에 배치하느냐일 것이다. 인텔은 캐논 레이크는 저전력 울트라북과 같이 좀 더 고급형 틈새시장을 대상으로 하고, 잘 만들어진 14나노 커피 레이크는 10나노 칩의 성능이 완성될 때까지 주류 노트북이나 데스크톱 시장에 배치할 것으로 보인다.

이런 전략으로 아직 시장에서 증명되지 않은 10나노 공정에 모든 것을 거는 위험성도 피할 수 있고, 수익성이 높은 고급형 제품에도 집중할 수 있다. 애널리스트 딘 맥카론은 이런 분리 전략으로 인텔의 클라이언트 그룹은 지난 해 PC 출하량의 감소에도 불구하고 30%의 영업 이익을 달성했다고 분석했다.

“아버지 세대의 공정 기술이 아니다”
그동안 인텔이 프로세서의 성능을 높인 방법은 설계와 제조 공정 두 가지이다. 앞서 언급한 틱톡 전략으로, 새로운 칩 설계(틱)에 이어 제조 공정의 개선(톡)이 번갈아 이루어진다. 두 가지 방법 모두 성능을 개선한다. 무어의 법칙이 적용되는 것은 바로 ‘톡’으로, 새로운 제조 기술의 개발로 12~18개월마다 단위 면적당 트랜지스터 집적수가 두 배가 된다. 그런데 인텔이 제조 공정을 그대로 두면, ‘톡’에 해당하는 성능 향상도 없어지는 것일까?

인텔이 자사의 14나노 기술을 8세대 코어 제품군까지 연장해 적용할 계획이라고 밝혔다.

꼭 그렇지는 않다. 다시 말하지만, 틱톡 모델은 무너졌다. 스카이레이크와 케이비 레이크 세대에 인텔은 틱톡을 함께 섞어서 설계와 제조 공정을 동시에 조정했다. 심지어 14나노 공정이란 용어 자체의 의미도 모호해졌다.

인텔은 각 세대를 구분하기 위해 제조 공정의 약어로 브로드웰/스카이레이크(14나노), 케이비 레이크(14나노+), 커피 레이크(14나노++)를 사용하는 것으로 알려졌다. 여기에 인텔의 3차원 FinFET 아키텍처로의 이전이 더해져 각 세대를 선폭(gate length)로 구분한다. 전임 AMD 펠로우인 독립 애널리스트 패트릭 무어헤드는 “인텔의 14나노+는 실제로 다른 사람들이 생각하는 10나노에 더 가깝다고 생각한다”라고 말했다.


투자자의 날 발표에서 인텔의 클라이언트 칩 및 IoT 사업 책임자인 머시 렌두친탈라는 이런 혼란을 정리하기 위해 다른 지표를 사용했는데, 바로 논리 셀 영역(Login Cell Area)이다. 렌두친탈라는 이 지표 아래 인텔은 논리 셀을 매 2년마다 50%씩 지속적으로 줄여왔으며, 경쟁사와의 3년 격차를 계속 유지하고 있다고 밝혔다.

인텔이 자사의 공정 기술이 계속 발전하고 있다는 것을 보여주기 위해 제시한 지표로 논리 셀 크기를 제시했다.

이런 설명이 상당히 추상적으로 들릴 수도 있지만, 최종 결론은 이렇다. 무어의 법칙은 말 그대로 수십년 동안 컴퓨팅 산업을 이끌어 왔지만, 이제 그 속도가 둔화되고 있다. 하지만 무어의 법칙이 과거만큼 정확하지는 않지만, 그것 때문에 인텔이 만들어 낸 발전 중 일부가 가려지고 있다.

쉽게 말할 수 없는 성능 향상
그럼에도 불구하고 애널리스트들은 인텔이 4세대 14나노 칩에 다른 성능 향상 요소를 추가할 것이라 예상한다. 인텔의 로드맵 발표 자료에는 8세대 코어 칩이 기존 케이비 레이크보다 15% 더 빠르다고 했고, 이는 커피 레이크에도 개선된 설계가 적용된다는 것을 암시한다. 이는 14나노 케이비 레이크 칩이 전작인 14나노 스카이레이크보다 발전한 것과 같은 원리이다.

맥카론은 성능을 향상하는 가장 저렴하고 지저분한 방식은 캐시 메모리를 추가하는 것이라며, “캐시를 추가하는 것은 언제나 문제를 해결한다”라고 설명했다. 또 코어 클럭 속도를 살짝 높이거나 전력 소비를 약간 조정하는 등의 사소한 개선 사항 여러 가지를 합쳐서 성능을 높일 수도 있다고 덧붙였다.

인텔은 아이리스 프로 내장 그래픽의 성능을 조용이 높여왔는데, 이런 움직임은 계속 될 것으로 보인다.

무어헤드는 인텔이 통합 그래픽 엔진 개선에 좀 더 집중할 것으로 본다. 무어헤드는 15%의 성능 향상을 위해 “내 짐작으로는 더 많은 GPU와 약간의 클럭 속도 향상, 그리고 클럭 당 처리할 수 있는 명령어 수 증가 등이 될 것”이라고 말했다.

클럭 속도를 높이는 것으로 성능을 극적으로 향상할 수 있었던 시절은 지나갔다. 무어의 법칙이 둔화됨녀서 인텔은 “여기서 조금, 저기서 조금” 방식으로 조금씩 성능을 높일 가능성이 크다.

그렇다면, 커피 레이크와 캐논 레이크 중 어떤 칩을 사양할까? 인텔이 두 가지 아키텍처를 별로 가져갈 계획이기 때문에 최소한 처음에는 어느 쪽도 서로 경쟁하지는 않을 것이다. 인텔이 데이터센터 우선 전략의 일환으로 10나노 공정을 애써 지연하고 있으며, 10나노 기술이 무르익을 시간을 벌고 있다는 점을 기억하자. 결국 캐논 레이크와 커피 레이크는 충돌할 것으로 보이지만, 언제가 될지 현재로써는 알 수 없다.  editor@itworld.co.kr