스마트폰CPU 전쟁에 아톰을 올인한 인텔의 전략

● 스마트폰과 Ultrabook와 서버가 Intel 대상 

스마트폰 및 태블릿, Ultrabook 서버 및 HPC"가되는 것이, Intel이 지난 베이징에서 개최한 컨퍼런스 "Intel Developer Forum (IDF) Beijing 2012 '이다.
Web 캐스트 흘린 기조 연설에서이 세 주제로 나뉘어 있으며, Intel가 주력하고있는 분야가 명​​확하게 보인다.
그리고 특히 중국에서 개최한 IDF  강조 것은 스마트폰이다.

스마트폰에서 인텔부품 출하 실적 

최초의 아톰CPU를 탑재한 레노버 K800

　

이 키노트 스피치에서 재미있는 것은 스마트폰 및 타블렛 전략을 설명함에있어서 먼저 공정 기술 설명에 들어간 점.
Maloney 씨는 무대에 Intel이 22nm 프로세스로 도입한 3D 트랜지스터 기술 "트라이 게이트"의 대형 모형을 반입해 게이트 전극이 3 방향에서 채널을 둘러싼이 될 것으로 전류를 통제하기 쉬워지는 것을 설명 . 트라이 게이트 트랜지스터는 동일한 성능에서 전력을 절반으로다는 것을 강조했다. 따라서 Intel의 22nm 공정 기술은 작은 휴대용 장치에 적합하다고 결론 지었다.

 

인텔 22nm 자료

 

 

● 저전압임에도 불구하고 클럭이 높은 3D 트랜지스터 

　
여기에는 약간 설명이 필요하다. 3D 트랜지스터 큰 효용 중 하나는 전원 전압 스케일링이다. 종래의 평면형 트랜지스터에 비해 낮은 전압에 동작 클럭이 훨씬 높고있다. 아래는 Intel이 보여준 차트에서 예를 들어 0.7V로 구동하는 경우에는 32nm 평면형 트랜지스터에 대해 22nm 트라이 게이트 트랜지스터는 37 % 빠르게 동작한다.

22nm 트라이 게이트 트랜지스터의 장점

 

　따라서 Intel의 22nm 3D 트랜지스터로 제작된 CPU는 특히 저전압 성능이 오른다. 이와 거의 같은 설명은 지난달 개최된 Common Platform Tech Forum에도 Samsung이하고있다. Samsung는 3D 트랜지스터 화를 통해 캐리어의 이동도 거의 1.5 배 오른다고 설명하고 Intel 마찬가지로 낮은 전압시의 성능 향상을 기대하고있다.

　이렇게 보면, 저전압 성능이 좋아지는 것은, 3D 트랜지스터 일반 기능임을 알 수있다. 그러나 현재는 3D 트랜지스터를 양산까지 가지고 갈 수 있었던 것은 Intel 뿐이므로, Intel만의 장점이다.

　다른 업체들은 14nm 프로세스에서 3D 트랜지스터 예정이며, 출시는 2015 년경이 될 전망이다. Maloney 씨는 Intel이 2013년 22nm 프로세스의 스마트폰 Atom을 투입하여 강력한 경쟁력을 가질 것을 강조했다. Intel은 당분간은 3D 트랜지스터의 선두자의 권리를 누릴 수있을 것이다. 그러나 제조 난이도가 오른다는 위험을 가지고있다.

● 스마트폰 및 타블렛의 Atom을 급속히 발전 
 

　낮은 전압에서 높은 성능을 발휘하는 3D 트랜지스터를 무기로 스마트폰에 돌진. 이것이 현재 Intel의 모바일 전략이다. Maloney 씨는 그 전략을보다 구체적인 로드맵 보여주었다. 아래가 Intel의 스마트폰 Atom 제품의 로드맵이다.

  

　현재 출시하고있는 것이 32nm 프로세스의 "Medfield (메드필드)"플랫폼에서 제품 이름은 "Atom Z2460"가된다. CPU 코어는 32nm 버전 Atom 코어 "Saltwell (솔트 웰)"의 싱글 코어, GPU 코어는 "PowerVR SGX540" 2채널 LPDDR2의 SoC (System on a Chip) "Penwell '이다.

　Maloney 씨는 Medfield 후속으로, 2배 성능 "Atom Z2580"과  갑싼  "Atom Z2000"가 출시되는것을  분명히했다. Atom Z2580은 22nm 프로세스로 듀얼 Silvermont 코어 "Tangier SoC"기반 "Merrifield (메리필드)"플랫폼 보인다. Merrifield 세대에서 Intel의 3D 트랜지스터의 강점이 발휘되기 시작한다.

　그러나 Intel은 32nm 듀얼코어의 "Clover Trail (클로버 트레일) '플랫폼을 Clover Trail +로 스마트폰에 투입할 예정이며이 제품 번호는 그곳의 가능성도있다.
저가 버전은 32nm 공정으로 싱글 코어의 "Royston (로이스턴) SoC"기반 "Gilligan 's Island (길리건즈 섬)"플랫폼 보인다.

　또한 Maloney 씨는 타블렛을위한 플랫폼에 대해서도 언급했다. 22nm 프로세스 화로 경쟁력을 강화할했다. 2012 년 32nm 프로세스 "Cloverview (클로버뷰) SoC"기반 Clover Trail 플랫폼에서 2013 년에는 22nm의 차세대 플랫폼으로 이동한다. 22nm 버전은 "Valleyview 2"기반 "Bay Trail (베이 트레일) '플랫폼을 나타내는 것으로 보인다.

　타블렛이 단계에서 듀얼 코어에서 쿼드 코어가 될 것으로 추정된다. 초기 Atom은 45nm 프로세스에서도 상대적으로 CPU 코어 크기가 크고 경제적인 다이 크기에서 CPU 코어 수를 늘리는 것이 어려웠다. 40nm 프로세스 세대의 Cortex-A9에 비해 다이 면적의 차이는 분명했다. 22nm로 신속하게 전환하여 코어 크기의 불리함이 빠르게 완화된다고 추측된다.

모바일CPU 크기비교

● 하즈웰의 전력 최적화 

　
Ultrabook는 Haswell 세대 울트라북 기술에 대해 어느 정도 설명이 기술 세션에서 행해졌다.

　Haswell는 "Power Optimizer"또는 "CPPM"라는 플랫폼 전력 관리 프레임 워크가 도입된다. 그것은 Haswell가 전원 상태에있을 때 가능한 한 오랫동안 절전 모드 상태로 두게하는 기술이다. 주변 장치와 소프트웨어 인터럽트와 DMA 액세스를 구성하고 동기화시킴으로써 더 긴 유휴 기간을 만들어 낸다.

IDF Beijing에서는 CPPM의 Windows 8의 인터럽트 구조와 관계가 나타났다. Windows 8에서는 CPPM하여보다 긴 대기 시간이 가능하며, 그로 인해 더 오랫동안 복귀 지연 시간이있는 절전 모드로 들어갈 수있다. 600ms 것 아이돌이 가능하게 될 것으로 유휴 전력 감소가 가능하게된다.

 전력 최적화의 구조

　
울트라북의 대기시 전력은 DRAM도 큰 비중을 차지하고있다. 작년 (2011 년) 9 월 IDF에서 하즈웰 울트라북에서 LPDDR 시스템 메모리를 지원하는 것으로 나타났습니다. 그러나 LPDDR3 칩 가격이 DDR3L 2 배 이상 높은 가격에 x32 구성 밖에없고, 현재는 모듈 규격도없는 등 PC에서는 사용하기 어려운 면도 많다.

　이러한 기능은 Haswell에서 휴대폰으로 네트워크에 연결하는 동안 대기있다 "Connected Standby"이 가능하게된다. 이것은 PC 사용을 바꾸려는 시도이기도하다.

● 하즈웰 다음 세대에서는 PCH도 하나의 패키지에 
 

　Haswell은 IDF의 기술 세션에서 PC 칩셋의 제조 프로세스가 오래간만에 미세화하는 것으로 밝혀졌다. 아래의 슬라이드가 같이 Intel 칩셋은 4-Series 이후는 65nm 공정으로 제조되어왔다. Haswell 세대의 칩 세트 "Lynx Point (링스 포인트)"칩셋은 32nm로 제조된다.. Lynx Point는 저전압 버전에서는 CPU 다이 함께 MCM (Multi-Chip Module)로 한 패키지로 제공되지만, Haswell 다음 "Broadwell (브로드 웰)"세대에서는 그것이 표준이되는 것을 알 수있다.

즉, 14nm 브로드웰 CPU안에 내장그래픽+메모리컨트롤러+노스브릿지+사우스브릿지 모두 내장되는것이다.
메인보드 역활은 상대적으로 줄어든다. 

아이비브릿지에서는 샌디브릿지에 비해CPU성능향상은 별로없지만 그래픽 성능이 70% 향상되고 DirectX 11을 지원하고 3화면 출력에 대응했다고 말했다.