[분석정보] 저전력 CPU 시장을 확대하는 Intel의 전략

Intel은 5월 17일 (미국 시간) 정례 Investor Meeting을 개최했다. 기관 투자자 및 애널리스트 등 금융 관계자 전용으로 개최되는 것으로, 올해 (2011년)도 폴 오텔리니 CEO를 비롯한 회사의 임원이 얼굴을 모았다. 그 중에서 몇 가지 항목을 짚고 싶다.

　독자적으로 가장 흥미있는 곳은 x86 프로세서, 그것도 메인 스트림 클라이언트 PC 용 프로세서인 것이다. 이 분야에서 가장 주목되는 것은, Intel은 노트북 PC 용 프로세서에 대한 소비 전력을 낮추는 레퍼런스를 설정한 방향성을 내세운 것이다.

　[그림 1]은 폴 오텔리니 CEO가 보여준 노트 PC 용 메인 스트림 프로세서가 목표로하는 소비 전력 값이다. 최신 2세대 Core 프로세서 (Sandy Bridge)의 경우 각 제품의 TDP는 55W의 Extreme, 45W의 메인 스트림 (쿼드 코어), 35W의 메인 스트림 (듀얼 코어), 25W의 xxx9M (제품 번호 말미가 9M, 이전의 LV 또는 저전압 판), 17W의 xxx7M (동 7M, 이전의 ULV 또는 초 저전압 판)의 4 가지로 분류된다. [그림 1]은 메인 스트림이 40W 전후, Atom 계열이 5W 정도의 TDP를 타겟으로 하고 있다는 것을 보여주고 있다.

[그림 1] 폴 오텔리니 CEO가 보여준 현재의 노트북 PC 용 제품의 소비 전력 목표치

[그림 2] 미래를 위한 노트북 PC 용 제품의 소비 전력 목표치

　오텔리니 CEO는 이를 그림 2와 같이 변화시켰다. 이 그림이 나타내는 것은 두 가지.

1. 현재 40W 전후의 TDP 대상 외에도 15W 전후의 TDP 대상 구성
2. Atom 계열 프로세서를 포함하는 TDP 대상을 위아래로 확장

　우선 1 이지만 TDP가 15W라고 하면, 지금까지라면 초 저전압 프로세서가 커버하는 범주이다 (이전에 비하면 TDP가 상승하고 있지만, 이것은 메모리 컨트롤러와 그래픽 코어를 내장한 것을 반영하고 있다). 최근이라면 CULV가 커버하는 플랫폼이다.

　2세대 Core 프로세서는 발표된 15모델 중 이 분야 용으로는 Core i7-2657M, Core i7-2617M, Core i5-2537M의 3 품종으로, 그 위에 LV 판을 합해도 전체에서 5품종 밖에 없다. 하지만 앞으로는 이를 더 늘려가는데 주력해 나갈 것 같은 것이다.

　그 구현 방법으로 데디 펄 무터 수석 부사장이 나타낸 것이 [그림 3]이다. 여기에서 Haswell 이라는 새로운 마이크로 아키텍처의 이름이 등장하고 있다. 당연하게 생각하면 Haswell은 Ivy Bridge의 다음 프로세서로 간주되지만, 혹시 절전에 주력한 파생 형 인지도 모른다 (그 근거는 아래의 [그림 4]에서 Ivy Bridge 다음에 구체적인 이름으로 Haswell가 들어 있지 않기 때문이지만, 단순히 빠뜨린다고 생각된다).
(당연히 하스웰은 전혀 다른 아키텍처 제품 입니다. 작게 여러가지의 개선점이 있고, 여기에 실행포트의 증가, AVX2,FMA, 통합 전압 레귤레이터, GPU의 대폭적인 확장 등등..)

[그림 3] 22nm 공정의 2세대 프로세서는 Haswell

[그림 4] Core 프로세서와 Atom 프로세서의 마이크로 아키텍처 로드맵. Ivy Bridge 다음이 Hawell 대신 Future Product 인 것이 마음에 걸린다

　어쨌든, 위의 타임 프레임이 2012 / 2013이 되고 있는 것부터 생각해 2012년에 Sandy Bridge 마이크로 아키텍처의 22nm 공정 축소 버전인 Ivy Bridge가 등장하고, 2013년 Haswell이 등장하는 것으로 생각된다. Haswell 이라는 단어가 등장하는 슬라이드는 이 1 매만으로, 자세한 것은 불명이지만, 또한 절전이 되는 22nm 공정을 무기로, 15W 급 플랫폼을 확충 할 방침인 것은 틀림 없을 것이다.

　마찬가지로, Atom에 대해서도 적극적으로 22nm 공정 및 또한 다음 14nm 공정의 채택을 가속시킨다. [그림 4]는 메인 스트림 프로세서 (Core 계)와 절전 프로세서 (Atom 계열) 마이크로 아키텍처 로드맵이지만, 현재 시장에 출시된 Atom 프로세서는 최신 세대 (Lincroft / Pineview)를 포함해 모두 45nm 공정을 전제로 한 Bonnell 코어를 사용하고있다. 그것을 말부터 2012년까지 32nm 공정의 Saltwell 코어로 이행시켜, 한층 2013 년에는 22nm 공정의 Silvermont, 2014 년에는 14nm 공정의 Airmont를 투입한다고 한다. (실버몬트 아키텍처 코어를 사용한 제품이 작년(2013년)부터 인기인 베이트레이일 입니다. 얼마전 공개한 메리필드도 마찬가지구요. 큰 차이는 베이트레일은 그래픽이 인텔 그래픽, OS는 안드로이드 + 윈도우 지원이고 메리필드는 스마트폰쪽이 더 타겟이고(물론 태블릿도 나오겠지만) 그래서 인지 OS는 안드로이드만 지원과 이전에 안드로이드 ARM 계열에서 많이 사용하던 PowerVR 그래픽을 사용합니다. 크게 CPU부와 그래픽,운영체제 지원의 차이는 이와 같습니다.)

　현재 메인 스트림 프로세서를 위한 공정에 비해 Atom이 이용하는 SoC 전용 공정은 1년에서 1년반 정도 업데이트가 늦어지고 있다. [그림 4]에서 채용시기를 보면, 22nm 공정도 1년 정도의 차이가 있을것 같지만, 14nm 공정에서는 따라 잡았다. 고전압 동작을 필요로 하는 I / O 기능을 만들어 내는 것 등을 감안하면, SoC 공정이 늦는 것은 어쩔 수 없다고도 말할 수 있지만 이를 거의 동시에 업데이트 하도록 한다는 것은 Intel이 Atom 과 Atom이 목표 시장에 강하게 관여하는 자세를 보이는 것으로 생각된다.

　2012년에 투입되는 22nm 공정에서는 이미 보도된 바와 같이 3D 트랜지스터 기술이 처음으로 실용화 된다. 지느러미 모양의 소스와 드레인의 3면이 게이트가 감싸는 입체 구조가 된다. Tri-Gate 구조의 트랜지스터에서 비싼 SOI 웨이퍼를 사용하지 않고 전체 공핍형 SOI에 상응하는 누설 전류를 억제 (소스 드레인 사이) 하고 높은 게이트 효과에 의한 트랜지스터의 성능 향상이 실현된다. Intel은 2003년에 도입한 스트레인드 실리콘 기술에서 3년, 2007년에 도입한 High-K/Metal Gate 기술로 3년반 타사를 리드했다 (그림 5). 이번 Tri-Gate 트랜지스터의 양산 실용화에도 최소 3년은 타사를 리드하는 것으로 생각되고 있다.

　이 공정 기술의 이점과 더불어 전 세계에 배포하는 최첨단 Fab (반도체 전 공정 공장)의 생산 능력이 Intel의 경쟁력의 큰 원천이 되고있다. 올해 Investor Meeting에서는 제조 기술 본부에서 반도체 공정 기술 측면을 대표하여 윌리엄 홀트 수석 부사장이, 제조 측을 대표하여 브라이언 크르자니치 선임 부사장이 참석했지만, 금융 관계자를 위한 책 이벤트에 생산​​ 기술 본부에서 2명이 등단하고 연설을 행하는 것은 이례적인 일이다. 또한 전 CFO 앤디 브라이언트 수석 부사장도 등단 최첨단 공장에 대한 투자가 점점 어려워지고 있는 것, 한편 Intel에 있어서 합리적인 것임을 설명하고 있다 (그림 6).

[그림 5] Intel 공정 기술의 우위. 단순히 노드 규칙에 선행할 뿐만 아니라,

트랜지스터의 재료와 구조면에서도 우위를 가진

[그림 6] 현재 최첨단 반도체 공장을 운영하는데 필요한 경비는 90억 달러 (공장 건설비, 시작 라인, 연구 개발비 총계). 그것을 상회하는 매출을 가지는 것은 상위 8개사만

　Intel이 참가를 시도하면서 스마트 폰이나 태블릿과 같은 성장 시장에 본격 진입하지 못하고 있는 것은 널리 알려진 곳이다. 이번 Intel이 Investor Meeting 제조 기술 본부에서 2명을 참석시킨 것은 제조 기술과 양산 기술의 우위에서 굳게 닫힌 문을 갈라 열려는 각오를 보여준다, 또한 받아 들여진다. [그림 2]에서 SoC의 설계 목표가 1W 미만에서 10W 가까이까지 확장되는 것은 당연 22nm 공정에서의 우위가 전제되어 있다.

　물론, 반도체만으로는 스마트 폰이나 태블릿을 만들 수 없다. 가장 중요한 것은 소프트웨어를 포함한 에코 시스템의 정비이다. 소프트웨어 부문을 총괄하는 리네이 제임스 수석 부사장은 Android OS와 Chrome OS를 다루는 Google과의 좋은 관계를 어필하는 것을 잊지 않았다 (그림 7).

　Intel과 Google은 SmartTV (GoogleTV)의 개발에서 협력 관계에 있을뿐만 아니라 Chromebook (Chrome OS 기반 넷북)에 듀얼 코어 Atom이 채용되고 있다. 제임스 수석 부사장에 따르면, x86 버전의 Android는 스마트 폰 2.3 (Gingerbread)은 완성하고 태블릿 용 3.0 (Honeycomb)도 최적화 중 이라고 한다. [그림 8]은 4 월 베이징에서 개최된 IDF에서 나타난 Atom 기반의 태블릿 제품의 출시 계획이지만, Windows 7 기반 제품에 이어 Android 기반 태블릿이 등장하게 되었다.

[그림 7] Intel과 Google의 협력관계는 Android 장치 분야에서도 결​​과를 남길 수 있을지

[그림 8] 4월의 IDF에서 공개된 Atom 기반 태블릿 제품 확장 계획.

Winodws 7 기반 항에 후지쯔와 도시바의 이름이 보인다

　그리고는 이 Atom 기반의 태블릿에 각사가 얼마나 힘을 주는지, 얼마나 진심 있느냐에 달려있는 것 이지만, 그것은 현재 불분명하다. 단지, 태블릿에 대해 Intel에 지금 협력해 두는 것은 22nm 공정 이후 Atom이 저전력 분야에서 경쟁력을 높인 때 좋은 관계를 유지하는 기반이 될 수 있는 것으로, 각 OEM도 무시할 수 없는 곳일 것이다. 연내에 등장하는, Atom 기반의 Android 타블렛의 마무리가 신경이 쓰이는 곳이다.

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