2013 AMD 로드맵의 변화와 차세대 콘솔게임기의 출시행방

● AMD 2013년 로드맵의 변화 

　

최근 AMD의 내년 (2013 년)의 로드맵 "Steamroller (스팀롤러)"코어 기반 제품의 모습이 사라진 것 같다. 이 변화가 의미하는 것은, AMD의 로드맵의 상단에서 28nm 공정이 사라진 것이다. 그리고 AMD의 파운드리 전환계획에 문제가 발생하고 있음을 시사하고있다. 그리고 Steamroller 이후 AMD의 고성능계 CPU 코어 자체의 앞길에 암운이 감돌고 있다.

　Steamroller(스팀롤러) 코어는 32nm 기반의 Bulldozer (불도저) 계 아키텍쳐의 코어를 28nm로 이행시키고 동시에 상당한 아키텍처 확장할 예정이었다. 

Bulldozer 아키텍처는 2개의 CPU 코어를 1모듈에 융합시킨 구조로되어있어 기존는 명령 디코더는 1개 밖에 없다. 그러나 Steamroller 코어는 명령 디코더를 2계열 대비하여 IPC (Instruction-per-Clock)을 올린다. Bulldozer 계열 아키텍처의 큰 도약이다.

　AMD는 28nm 공정의 코어로, 넷북계열의 Bobcat 계의 Jaguar (재규어) 코어와 Steamroller 코어 2계통 계획을 가지고있다. 이 중 Jaguar는 Bobcat과 마찬가지로 TSMC에서 제조되어 28nm 프로세스로 미세화 (Bobcat은 40nm)하는 것을 알고있다. 문제는 Steamroller 세대의 CPU와 APU는 원래는 글로벌파운드리의 28nm 공정으로 제조될 예정이었다고한다.

　올해 (2012 년) 2 월에 AMD가 애널리스트 대상 컨퍼런스 "Financial Analyst Day 2012"에서로드 맵을 업데이트에서 보면 이때 AMD는 28nm 공정으로 파운드리를 선택할 수 있도록 한다고 설명하고, Steamroller 파운드리 대해 언급하지 않았다. 그리고, 다음 3 월에는 GLOBALFOUNDRIES와 계약을 개정한다고 발표했다. AMD는 GLOBALFOUNDRIES의 주식을 처분 대신 GLOBALFOUNDRIES가 AMD의 CPU와 APU의 일부를 독점적으로 공급하는 권리는 없앴다. 

이에 따라 AMD는 파운드리를 자유롭게 선택할 수있게되었다. AMD 발전계획을 저해시키는 글로벌파운드리의 족쇄가 풀린셈이다.

　사실, 이전 2011년 11월부터, AMD는 28nm 공정의 제품을 GLOBALFOUNDRIES에서 TSMC로 옮기려하고 있다는 정보가 흐르고 있었다. 그러한 소문이 올해 들어서는 일련의 움직임으로 증명 된 셈이었다. 그리고 AMD의 움직임 속에서 스팀롤러 코어 기반 제품의 제조 파운드리가 실제로 어떻게 될지 주목 받고 있었다.

AMD와 글로벌파운드리와의 관계는 2008년 세계금융위기속에 현금유동성이 약해진 AMD가 아랍에미레이트 투자기관(ATIC)에 반도체공장시설을 팔면서 관계를 맺습니다. ATIC(아부다비)는 석유와 천연 가스의 혜택을 받고 있는 UAE의 정부의 투자기관으로, 지하 매장 자원은 언젠가 고갈되니 아부다비정부는 석유자원의 의존에서 벗어나는것을 목표로 하여, 새로운 산업의 육성을 포함시킨 국가 전략인 아부다비 이코노믹 비전 2030을 시작했습니다. 

아부다비는 2030년까지 자국의 GDP-국내 총생산-을 2006년의 5배로 향상하고, 거기서 63%를 비석유산업으로 하는 것이 목표입니다. 그 전략의 일환으로 아부다비가 주목한 것이, 방대한 투자를 장기적으로 필요로 하는 반도체 산업입니다. 장기 비전으로 거액 투자를 할 수 있기 때문입니다. 아부다비는 앞으로 반도체산업을 자국에 확립하기 위해 글로벌 파운드리를 세워 투자한 것입니다. 사막의 모래알과 반도체 뭔가 어울리죠?

하지만 AMD가 공장을 매각할 당시 문제가 있었는데 당시 AMD CEO였던 헥터루이즈가 기업매각 기밀정보을 제공하여 뒷거래가 있었으며 그 후 2008년 AMD CEO를 그만두고 글로벌파운드리 회장으로 이직을 하기도 했습니다.

헥터루이즈의 마지막작품은 지금 폐기물 대접을 받고있는 불도저CPU인데 불도저CPU가 왜 망작으로 나올 수 밖에 없는 이유 또한 이사람 때문입니다.

당시 CPU 개발의 목표의 성능이 아니라 무엇보다 적은비용이었습니다. R&D 개발 엔지니어 대부분을 해고하고 CPU 논리설계를 컴퓨터에 의존, 비효율적인 구조로 이루어진 CPU가 나온것입니다. 처음 설계보다 20%나 커지고  성능은 20% 하락한 12억개의 트랜지스터 30,9mm² 의 크기를 자랑하는 폐기물로 나온것 입니다. 

이것이 얼마나 비효율적이냐면 인텔의 샌디브릿지는 10억개의 트렌지스터를 가지고 있습니다. 

후임으로 취임한 더크 메이어CEO는 AMD를 흑자로 돌려놨지만  디지털 TV칩 부문을 브로드컴(Broadcom)에게, 모바일 그래픽 부문을 퀄컴(Qualcomm)에게 헐값에 파는 등 모바일부분을 경시하는 태도로 미래에 대한 안목부족으로 2011년 초에 해고당했습니다. 퀄컴은 이 기술을 바탕으로 스냅드래곤의 아드레노(Adreno)그래픽칩을 만들었습니다.

더크 메이어가 해고되고 약 7개월 동안 AMD CEO자리는 텅비었으며 AMD는 혼란이 가득한 상태였습니다. AMD의 유능한 인재들이 애플과 삼성,퀄컴,인텔,엔비디아로 떠나버렸습니다. 

현재 AMD는 레노보출신의 로리 리드 CEO체제하에 seamicro 서버업체인수로 서버CPU 분야진출, 옵테론과 ARM의 서버제품화, 임베디드,게이밍분야의 전문인력을 영입하면서 경쟁력을 강화하고 있습니다.

AMD의 몰락은 CEO의 리더쉽이 얼마나 중요한지를 뼈저리게 보여주는 좋은예입니다.

現AMD CEO 로리 리드

2011년 Seamicro인수로 본격적인 모듈형 서버사업 시작

AMD대주주는 인텔이라는 말이 많은데 DC컴갤에서 퍼트린 오래된 낚시라는군요.

AMD의 대주주는 2002년에 세워진 아랍에미레이트의 아부다비 국영투자기관 입니다.

AMD와 글로벌파운드리 모두 아랍정부가 손에 쥐고있는셈이죠.

● 스팀롤러 제조는 글로벌파운드리일까? TSMC일까?

　원래, AMD가 GLOBALFOUNDRIES에서 떨어진 배경에 있던 것은, GLOBALFOUNDRIES의 첨단 프로세스에서 생계이었다고 전해진다. GLOBALFOUNDRIES는 IBM을 중심으로 한 공정 기술 개발 제휴 Common Platform의 일각이다. 회사는 AMD 용으로는 PD SOI의 32nm 프로세스에서 AMD의 Bulldozer 계열의 CPU와 APU를 제조하고있다. 또한, 현재는 첨단 공정으로 대량의 28nm 벌크공정의 생산도하고있다.

　그러나 Common Platform 최근 양산 시작에 문제가 발생하는 경우가 많아왔다. 이는 IBM이 첨단 공정에서 양산 출시 "파이프 클리닝"에 사용하고 있던 Cell Broadband Engine (Cell BE) 제조가 32nm 공정 이후 없기때문이라고도 한다. 즉, 양산시기를 조율할 제조측면의 문제를 확인하기 위해 저렴한 칩이 없어져 버린것이다. 그리고 반도체업계 관계자에 따르면, GLOBALFOUNDRIES의 28nm 프로세스 첫걸음부터 고전하고 있어 AMD CPU같은 큰 사이즈의 제품양산 스케줄에 맞추는 것이 어려운 상황에 있다고 말한다.

　이러한 배경을 생각하면 Steamroller 기반 제품의 출시연기는 제조면에서의 문제라고 추측된다. 최초의 Steamroller 제품이 여전히 GLOBALFOUNDRIES 제조라면, 2013 년의 로드맵에서 사라진 것은, GLOBALFOUNDRIES이 28nm 제조에서 고생하고있는 것을 나타내는 것이다.

　한편 Steamroller 계 제품이 GLOBALFOUNDRIES에서 TSMC로 옮겨된다고하면, 파운드리 이행에 시간이 걸려있는 것을 나타낼 가능성이 높다. 고성능 CPU처럼 맞춤 설계가 많은 제품은 셀 라이브러리를 대체하여 마이그레이션 할 수 없기 때문에 일반적으로 파운드리의 이행에 따른 물리적 맞춤설계에 시간이 걸린다. 또한, AMD는 TSMC 측에서 제조 용량을 확보해야하지만, TSMC의 28nm은 각 메이커가 쇄도하고 있기 때문에 용량의 확보는 쉽지 않다. 만약 TSMC 28nm에 Apple의 A6 계 SoC (System on a Chip)가오고 있으면 더 부담이 있었을 것이다.

　이 문제는 AMD의 PC & 서버계 CPU 제품군에만 영향을주는 이야기가 아니다. GLOBALFOUNDRIES에서 AMD 설계의 칩을 제조하거나, 제조할 계획인, 다른 업체에도 큰 영향을 미친다. 예를 들어, 차기 Xbox 계획한 Microsoft와 차기 PlayStation을 준비한 소니 컴퓨터 엔터테인먼트 (SCE)이다. 양사 모두 2013 ~ 2014 년의 차세대콘솔기의 투입이기 때문에 당초의 제조 프로세스는 28nm 이상을 예정하고있는 것으로 보인다.

● 선두주자 인텔을 뒤쫓는 파운드리 업체 

　

GLOBALFOUNDRIES는 올해 9 월에는 FinFET 형 3D 트랜지스터의 14nm 프로세스의 양산 출시를 1년 앞당겨 양산을 2014년 발표했다. 20nm 프로세스도 올해 안에 출시로 첨단 프로세스의 기세를 과시했다. 물론, 이것은 물을 열린 Intel의 공정 기술과의 격차를 해소의 속도이다. 하지만 빠르게 공정 기술 개발의 뒤에서, 글로벌파운드리는 시작부터 고생하고있는 것으로 보인다.

　무엇보다, TSMC를 비롯한 다른 파운드리도 순조롭게 28nm로 이행했다고 말할 수없고, 첨단 프로세스 개발의 어려움을 부각하고있다. 매 세대마다, 놀라운기술로 선보이는 인텔이 대단하다고 할 수 있다. 지하에서 외계인을 고문하는 생각이 드는것도 이 때문이다.

　그러나 파운드리 업체가 Intel보다 첨단 프로세스의 양산 지연하면, 그 공정격차때문에 TSMC나 글로벌파운드리에 위탁생산하는 업체들은 불리해진다. 그 예로 애플로 들 수 있다.

　PC & 서버 시장에서는 실제로 AMD는 완전 우울힌 상황이다. 인텔보다 항상 공정 기술에이 뒤쳐졌기 때문에 성능이나 제조 비용과 전력소비에서 불리한 입장에 처해있다. 프로세서 아키텍처를 어떻게 개선하면 프로세스의 절대 불리를 뒤집는 것은 어렵다. 지금은 Intel을 압도하고있는 스마트 폰과 태블릿 용 모바일 칩도 미래는 Intel 제품에 다른 파운드리 제품이 따라 올 수 없게 될 가능성이있다.

● AMD 로드맵 계획을 변경

　이렇게 제조면에서의 불리함을 안고 우려되는 것은, AMD의 앞으로 로드맵이다. AMD의 메인스트림 전용 라인업은 스팀롤러 기반의 "Kaveri (카버리)"에서 , 

현재 Piledriver (파일드라이버) 코어 기반의 "Richland"를 2013 년에 투입하려고하고있는 것으로 전해진다. Piledriver 코어 GLOBALFOUNDRIES의 32nm PD SOI 프로세스. 따라서 GPU 코어를 현재의 Trinity (트리니티)의 "VLIW4"아키텍처에서 "GCN (Graphics Core Next)"아키텍처로 전환, GLOBALFOUNDRIES의 32nm으로 제조하는 것으로 보인다.

즉 현재의 2세대 APU 트리니티는 파일드라이버CPU와 VLIW4 그래픽체제에서 3세대 APU 리치랜드는 파일드라이버CPU와 GCN그래픽구조로 CPU아키텍쳐의 변화는 없다는 것이다.

　데스크탑 GCN 외장그래픽카드는  현재 TSMC의 28nm 공정으로 생산되고 있으며, 기존의 계획은 GCN은 모두 28nm 공정으로 제공될 전망이었다. 그 경우, GCN의 물리적 설계에는 그다지 손볼 필요가 없기 때문에 노력이 적게 든다. 그러나 스팀롤러가 늦어 않을 수 나온 단계에서는 GCN을 32nm PD SOI 공정으로 이식하고 32nm의 파일드라이버와 함께 준비하고 있었던 것으로 보인다.

　문제는 고성능 PC 및 서버 부문에서 AMD가 2013 년에 28nm 제품을 내놓지 않을 수도 있는 것이다. 만약 양산이 2014년으로 늦어지면, 인텔은 14nm 프로세스 P1272을 양산시기와 겹친다. 공정 기술이 1세대 반으로 늦어지게 된다. 기존은 1년 차이였지만 인텔과 AMD의 공정기술 격차가 2년이 넘는 지연이되어 버린다. 

점점 경쟁력이 감소하는것은 불가피하다.

　글로벌파운드리와 TSMC가 올해 프로세스 기술 개발계획을 앞당긴 이유도 제조기술 격차를 줄이기 위함이다. 

GLOBALFOUNDRIES의 로드맵을 보면, 2013년 후반부터 2014년에는 20nm로, 2014년 후반부터 2015년에는 14nm로 제품을 시장에 내놓을 수있게된다. 

TSMC도 비슷한 계획이다. 그러나, 문제는 기술개발과 별개로 양산시기는... 거기에는 아직 의문점이 많이 있다.

TSMC의 로드맵

　무엇보다, Intel도 모바일 제품용 SoC 프로세스는 제품의 출하시기가 PC&서버 전용보다 훨씬 늦기 때문에, 파운드리와의 간격은 좁다. 한편, GLOBALFOUNDRIES와 TSMC는 모바일 제품용 프로세스 개발에 주력하고 있으며, 예전에는 고성능 프로세스를 먼저 개발하고 있던 것이 지금은 모바일 프로세스를 먼저 가져 오게되어 있다. 따라서 모바일 제품은 반도체 기술의면에서도, 파운드리는 어느 정도는 인텔과 싸울 수있다. 현재의 흐름은 GLOBALFOUNDRIES와 TSMC의 모두 시작하는 프로세스 기술의 변화를 좁혀 고성능 모바일 프로세스를 넓은 제품 분야를 커버하는 형태로 바꾸고있다 보인다.

● AMD 아키텍처를 선택한 차세대 콘솔게임기의 제한된 선택  

　이렇게 보면, AMD의 고성능 CPU와 같은 제품은 현재는 Intel에 대항하여 파운드리에서 제조 어려워지고있는 것을 알 수있다. 공정 기술의 도입시기에 크게 뒤져 양산에 걸려 넘어지면 핸디캡을 여러 안게된다. 따라서 AMD가 불도저계열의 고성능 CPU 코어의 제품 개발을 중단한다는 보도도 나오고있다. 실제로, 내년 (2013 년) 2 월의 반도체 회로 컨퍼런스 "ISSCC (IEEE International Solid-State Circuits Conference)"에서 열리는 AMD의 고성능CPU의 논문이 예정에 없다. 발표되는 것은 Jaguar 분 뿐이다.

　이런 상황에서 AMD 설계의 프로세서는 현재 다소 어려운 국면에 직면하고있다. AMD 설계의 칩을 글로벌파운드리에서 제조하려고하면 28nm 과정을 생략할 수 있고 TSMC에서 제조하려고하면 밀려드는 주문으로 생산지연 등의 문제가있는 것이다. 또한 TSMC는 적어도 2013년은 아직 Bulldozer 아키텍처 계의 CPU 코어를 사용할 수 없을 가능성이 높다.

　Microsoft의 차세대 Xbox가 칩 제조에 어려움을 겪고있는 것으로 전해졌다 이유는이 근처에 있을지도 모른다. Microsoft는 차세대 xbox를 AMD칩을 채택

올해 초부터 글로벌파운드리에서 생산시작했다고 보도되고있다. 차세대 Xbox가 2013년보다 늦어지면, 그것은 제조면의 문제, 그 근원은 세계적인 파운드리 공정의 지연으로 인해서다.

　소니의 차세대 플레이스테이션도 Microsoft와 마찬가지로 AMD 아키텍처 기반으로 개발하고있는 것으로 보인다. 따라서 회사가 GLOBALFOUNDRIES에서 스팀롤러기반 CPU 코어 제조한다면 늦을 수도, TSMC에서 제조한다면  Jaguar 기반 CPU 코어를 쓸 가성도 있다. 후자의 경우, CPU 코어 수를 늘리는 것으로, 멀티 스레드 성능을 높여 준다는 방법이 될 것이다. 

　두 게임기가 불행한 것은 파운드리 프로세스가 FinFET로 전환하기 직전의 공정으로 제조를 시작했다. 이것만은, 반도체기술장벽으로 어쩔수 없지만, 반도체 공정 기술의 일대의 전환기 직전에 칩 제조를 시작하게된다. 차세대 게임기가 출시되더라도 제논 →  제퍼 →  팰콘 → 오퍼스 →  제스퍼 → 발할라로 이어지는 개선판은 쉽사리 기대하기 힘들다. 그러나 그만큼 미세화 FinFET로 이동할 때, 저전력화와 제조비용에서 큰 이점을 얻을 수있다.