베이트레일로 엿보는 인텔의 새로운 전략베이트레일로 엿보는 인텔의 새로운 전략

Posted at 2013. 12. 29. 22:10 | Posted in Moblie/H/W

모바일아톰 베이트레일이 IDF에 정식으로 등장

 

인텔의 새로운 CPU 전략의 기둥이 되는 「Bay Trail(베이트레일)」이 등장했다. 베이트레일의 특징은, 말할 필요도 없이, 인텔의 스몰 코어인 LPIA(Low Power IA) 계의 「Silvermont(실버몬트)」코어베이스의 22nm SoC(System on a Chip)인 것이다.


 Intel Developer Forum(IDF)에 맞추어 공개된 Bay Trail의 다이(반도체 본체)는 아래와 같이 되어 있다. 실버몬트 아키텍쳐의 2코어 모듈이 2개 있어, 합계 4코어의 CPU가, system agent를 사이에 배치되어 있다. CPU 코어 모듈의 부분에는, 다른 다이 사진으로부터의 것보다 선명한 코어 사진을 붙여 있다. 크로스바 스윗치는, 2개의 CPU 모듈의 사이라고 볼 수 있다.



▲베이트레일의 내부구조

   


 위쪽에있는 것은 GPU 코어에서 4EU (execution unit)의 구성. 각 EU는 4-way 부동 소수점 주산 (FMAD) 유닛을 갖추는 것 외에 다른 스레드의 명령에서 병렬로 작동 할 수있는 4-way 부동 소수점주산 유닛을 포함한다. 각각 8FMAD에서 총 32FMAD의 연산 유닛을 가진다. 또한 왼쪽 하단에는 카메라의 이미지 처리 장치와 디스플레이 컨트롤러 보안 엔진 등을 갖췄다. 오른쪽 가장자리는 총 128 bit의 DRAM 인터페이스에서 LPDDR3와 DDR3 시스템을 지원한다. 상하 가장자리에는 I/O 패드가 있고 왼쪽에는 각종 I/O 장치 군이 차지하고있다. 이것은 Bay Trail이 사우스 브릿지 칩 기능을 동일한 다이 (반도체 본체)에 통합했기 때문이다.



▲베이트레일 회로구조

 

반도체 본체의 면적은, IDF에서 웨이퍼가 공개된 것으로 약 105~107평방 mm인 것이 밝혀졌다. 이것은, 지난 주 발표된, 서버전용의 실버몬트 8코어인 「Avoton」(아보톤)과 거의 같다. 이것을 보면, Avoton으로 4개의 CPU 코어가 차지하고 있는 것과 같은 정도의 면적을 베이트레일에서는 GPU 코어가 차지하고 있는것 같다.

서버에서는 GPU기능은 없어도 되니까 말이다.



▲아보톤과 베이트레일 내부구조



브랜딩을 변경하는 인텔

 

인텔은, 베이트레일로부터 스몰코어를 제품군을 메인스트림을 위한 제품으로서 강하게 밀어부치는 전략이다.지금까지의 아톰계 스몰코어 제품에 대해서는, 인텔은 PC시장의 넷북이나 넷탑 등 저가의 보급형제품군에 투입을하고 메인스트림에는 추진해 오지 않았다. PC시장은 빅코어계의 샌디브릿지,아이비브릿지,하스웰로, 스몰코어는 메인타겟은 모바일 시장에서, PC시장에서는 전혀 대우는 받지못한 취급이었다.

이러한 대응은 AMD도 완전히 같고, 스몰코어의 「Bobcat(밥캣)」을 투입할 때에, E시리즈 APU(Accelerated Processing Unit)로서 빅코어와 브랜드를 분리했다.


 인텔이 빅 코어와 스몰 코어를 분리하고 있던 이유는 명백하고, 자사 제품군에서 팀킬을 우려하고 있었기 때문이다. 인텔이 스몰 코어의 아톰를 냈을 때, 컴퓨터 업계에서는 인텔 제품으로의 자가잠식이 일어난다고 보고 있었다.이익의 폭이 큰 빅 코어의 CPU로 차지하고 있는 시장이, 저가격인 스몰 코어 CPU가 먹어 버리는 예측했다.투자가는, PC시장에서 스몰 코어가 차지하는 비율이 증가하는 것으로, 인텔의 이익이 줄어 드는 것을 염려했다.AMD도 같은 염려를 가졌다고 보여진다.


 하지만, 이제는 다르다. 인텔은, 베이트레일부터는 종래 빅 코어에 붙이고 있던 셀러론과 펜티엄의 브랜드를 PC카테고리에서는 스몰코어제품도 팔기시작 한다.

AMD도 어느 정도 같이 비슷하게 전략을 변경하고 있다. 스몰 코어 제품을 지금까지보다 조금 위의 가격대까지 끌어올려 스몰 코어를 적용하는 제품 분야를 다양하게 적용하려고 하고 있다. 덧붙여서, 인텔은 타블렛이나 데스탑에 대해서는, 아톰브랜드로 Bay Trail-T를 판다.




▲인텔과 AMD의 빅코어/스몰코어의 브랜드 변화

 



다이크기부터 바뀐 인텔 전략의 변화

 

이 변화의 이유는, Bay Trail의 다이사이즈를 보면 일목 요연하다.아래는 Intel CPU의 다이사이즈의 일람이다. 베이트레일은, 종래의 아톰계의 스몰 코어 제품보다 다이가 한층 크다. 하스웰의 최하위제품보다 다이가 크고, 종래의 메인스트림을 위한 CPU의 범위내에 들어가는 다이사이즈 되었다.



▲인텔 CPU의 다이사이즈의 변화

 

32nm세대의 샌디브릿지와 클로버트레일, 22nm세대의 하스웰과 베이트레일의 다이를 비교하면, 더 상황을 파악하기 쉽다.

32nm세대로는, 샌디브릿지의 로앤드의 2CPU 코어+GT1 GPU 코어의 구성보다, 아톰의 클로버트레일이 훨씬 작다. 덧붙여서, 이 그림은 Clover Trail와 비교하고 있지만, PC전용의 로앤드 아톰의 32nm판이었던 Cedarview(Cedar Trail)가 한층 더 다이가 작다.


 그런데 , 22nm프로세스가 되면서, 하스웰의 로앤드는 100평방 mm전후 정도의 die size에 머물지만, 아톰의 베이트레일은은 105평방 mm이상의 사이즈에 대형화한다.즉, 빅코어계열의 로앤드와 스몰코어의 다이사이즈가 거의 동등한 수준이 되었다. die size적으로 차이가 없어졌기 때문에, 덧붙여서, AMD의 스몰코어의 Kabini(카비니)의 die size도 거의 같다.


조금 더 보기쉽게 간추려내면

22nm 공정에 들어오면서 인텔의 아톰CPU를 본격적으로 만들기시작해 다이사이즈는 데스크탑 하스웰 듀얼코어를 뛰어넘었다.



▲이 날은 14nm 브로드웰도 잠깐 공개되었다.

왼쪽이 22nm 하스웰이다.

해당칩은 초저전력 Y시리즈


 즉, 인텔과 AMD 모두, 스몰코어의 제품을 다이사이즈가 작은 저가격&저비용품이 아니고, PC시장의 로앤드 CPU까지 침투한다. 그 때문에, 브랜드나 가격대도 혼합하게 되었다. 


실버몬트의 4코어와 하스웰의 2코어가 같은 사이즈

 

스몰 코어 베이스의 제품의 다이가 커진 것은, CPU 코어수를 4 어로 늘렸기 때문이다.스몰 코어의 4코어로 빅 코어의 2 코어가, 거의 같은 die size로 나란해졌다.

즉, 멀티쓰레드성능을 중시해 스몰 4코어로 하는지, 아니면 단일스레드 성능을 중시해 빅 2코어로 하는가 하는 선택으로 전환했다.


 인텔이나 AMD의 이러한 전략 전환에는, 스몰 코어 CPU의 사이즈가 4 코어를 탑재해도 PC 전용의 로앤드에 들어가는 die size가 되었다고 하는 사정이 있다.Intel은, 1세대 Atom의 LPIA 코어인 「Bonnell(본넬)」이후, LPIA계의 CPU 코어의 사이즈를 자꾸자꾸 작게 하고 왔다.최신의 실버몬트도, 기능을 큰폭으로 확장했음에도 관련되지 않고 다이는, 미세화로 작아지고 있다.




22nm의 실버몬트코어는, 28nm의 Cortex-A15 코어의 퍼포먼스와 동등한 레벨에까지 축소하고 있다.그 때문에, 100평방 mm정도의 작은 다이에 4 코어를 거두는 것이 가능하게 되었다.


실버몬트 아키텍쳐를 칭찬해야 할 점은, 다이면적을 작게 했음에도 퍼포먼스는 향상시키고 있는 점.정확하게 말하면, 다이면적은 프로세스 미세화로부터 기대할 수 있는 사이즈보다 조금 큰 정도에 지나지 않는 만큼 억제했다.그러나, 퍼포먼스는 큰폭으로 향상하고 있다.그 배경에는, 1세대 아톰인 본넬이, CISC(Complex Instruction Set Computer) 명령이면서 인 오더 실행으로, 메모리병목이 발생하는 아키텍쳐였다고 하는 사정도 있다.실버몬트는 내부 파이프라인을 순서외 실행으로 했던 것 뿐만 아니라, 메모리엑세스도 강화해, 본넬의 약점을 해소하고 있다.


▲1세대 45nm 아톰과 4세대 22nm 아톰 아키텍쳐


 이러한 개량의 결과, Bay Trail는, CPU 코어 성능을 올리면서, CPU 코어수를 2배로 해, 한층 더 동작 주파수를 끌어올려 GPU 성능도 업 시켰다.

퍼포먼스면에서 비약한 결과, Bay Trail는 Intel의 밸류&저소비 전력대의 CPU 제품의 주축으로서 종래 빅 코어가 차지하고 있던 시장에도 침투하려고 하고 있다.




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