[분석정보] 인텔 박물관/연구소 견학기 4004 전자 계산기부터 최신 기술까지

 

Intel 본사인 ROBERT N. NOYCE BUILDING

 

 미국 시간 6 월 11일에 열린 "Research @ Intel "의 다음날, Intel은 해외에서 방문한 언론을 대상으로 Santa Clara에 있는 본사 시설의 견학 투어를 개최했다. 이 견학 투어에 포함된 것은 본사 시설인 ROBERT N. NOYCE BUILDING에 병설되어 있는 "Intel Museum "과 ROBERT N. NOYCE BUILDING 뒷편에 있는 SC12에 마련된 2개의 연구소 "Silicon Photonics Lab" (실리콘 포토닉스 랩) 과 "Tera-scale Demo Lab" (테라 스케일 데모 랩)의 견학이다.

 사실 말하면, 필자가 인텔 뮤지엄을 방문하는 것은 두 번째이다. IDF가 Santa Clara (산타 클라라)의 이웃 중심지인 San Jose (산호세)에서 개최된 2000년대 초반, 본사 지역에 있는 D2 (플래시 메모리 개발 팹, 올해로 그 역할을 마침)와 세트로 견학한 적이있다. 벌써 5년정도 전의 일이라 어떤 전시물이 있었는지 뚜렷하게 기억하지 못한다. 5년 이라면 전시물도 새로워졌을 것이고, 기대하고 있었다.

　Intel Museum이 있는 Intel 본사로는, 자동차를 이용하는 것이 일반적이지만, 마음만 먹으면 버스로 가는 것도 가능하다. 본사가 접한 Mission Blvd에는 VTA (Santa Clara ~ San Jose 지역을 운행하는 버스 회사)의 60 번, 140 번, 330 번 버스가 운행하고 있는데, 140 번과 330 번은 평일의 통근 통학 시간대로만 제한된다. CalTrain의 Santa Clara 역, 혹은 Light Rail의 Old Ironside 역에서 60번 버스를 이용하는 것이 가장 편리할 것이다.

 Museum의 입구는, 본사의 메인 현관의 좌측. 깜빡하면 간과하고 지나칠 만큼 수수한 입구가 있다. 일요일과 휴일은 휴관, 배낭 등 대형 가방의 지참이 금지되어 있는 점에 주의가 필요하다. 자동차의 방문을 예상하고 있느지, 관내에는 매점이 있지만, 짐을 맡길 시설이 없다.

 

Intel Museum 입구

 

 

개관 시간은 평일이 9시부 터 6시, 토요일은 10시부터 5시로 일요일 공휴일은 휴무

 

 

 관내는 Intel의 설립에 관한 역사적인 전시, 제품의 역사, 반도체의 제조 공정을 순서대로 따른 형태로 되어있다. 과연 5년 전과는 전시가 일신 된 느낌이다. 눈에 띈 전시를 몇가지 소개하면, 우선은 최초의 마이크로 프로세서가인 4004 관련 전시. 단순히 칩이 장식되어있을 뿐만이 아닌, 4004를 탄생시킨 비지콤 계산기도 전시되어 있다.

 5년 전에 절대로 없었던 전시 중 하나는 "무어의 법칙"이 최초로 발표된 Electronics 지의 1965년 4월 19일호다. 무어의 법칙 40주년을 기념해서, 2005년에 Intel이 양도를 바라고 전 세계에서 모집한 것으로, 1 만 달러의 현상금이 걸려 있었다. 그리고 영국에 거주하는 David Clark 씨가 그 요구에 응했다는 것이다.

 그 표지를 장식한 것은 미국 방송계의 선구자인 David Sarnoff 씨로, Moore의 M 자도 보이지 않는다. 사실, 이 시점에서는 아직 Intel은 설립되지 않고, Gordon Moore (고든 무어) 박사는 신흥 Fairchild Semiconductor의 연구 부문을 총괄하는 디렉터에 불과했다. 물론 게재 된 논문에도 "무어의 법칙"의 문자는 없다. 무어의 법칙은 훗날 다른 사람에 의해 붙여진 이름으로, Moore 박사 자신은 이 네이밍을 "최초 그다지 마음에 들지 않았다 "고 말했다.

 

세계 최초의 마이크로 프로세서 4004가 사용된 비지콤 사의 계산기

 

 

1 만 달러로 매입한 Electronics 잡지 1965년 4월 19일호 표지

 

 

 Moore 박사를 영입해서 Intel을 창업한 Robert (Bob) Noyce (로버트 노이스) 박사지만, 왠지 Intel Museum에 일본어 명함이 사원증과 함께 장식되어 있다. 직함이 부회장인 것에서, 회장직을 사임한 후 명함이라고 생각되지만, 왜 일본어 명함인 것일까?

(로버트 노이스와 고든 무어가 공동 찬업자. 앤디 그로브는 직원으로 첫 영입. 페어차일드에서 고든 무어 밑에서 근무. 인텔에서는 사실상 창업자 대우.)

 

http://credu.bookzip.co.kr/resource/foreign/pdf/aa10034.pdf

 개인적으로는 Intel의 경영자로서의 Noyce 박사의 느낌은 거의 없다. 필자가 이 업계의 말단으로 참가한 "80년대 중반의 시점에, Noyce 박사는 SIA (전미 반도체 공업계)의 회장직에 있어, Intel 사람이라기 보다 SIA 의 사람이라는 이미지가 강하기 때문이다 (Noyce 박사는 1975년 4월에 Intel 초대 CEO를 사임하고, Gordon Moore 박사에게 물려줬다).

 당시는 미일 반도체 마찰이 한창으로, 일본의 반도체 시장 개방, 따라서 수치 목표 설정이 소리 높여 외쳐졌다. Intel이 창업 사업인 DRAM에서 철수한 것도 1985년의 일이다 (최초의 상용 DRAM 개발. 램, 플래시 메모리의 대표 기업). 그런 시대였던만큼, 아무래도 Noyce 회장하면, 수치 목표를 내밀어 온 강경한 사람으로 이미지가 강해졌다. 실제로는 Noyce 회장은 "좋은 사람"인 이미지를 소중히 하는 사람으로, 후에 Intel의 CEO가 되는 Andy Grove (앤디 그로브)씨 쪽이 [ 뒤 끝은 없지만 대놓고 말하던]사람이었던 것 같다 [의역임]. Noyce 박사는 1990년 6월, 아직 62세의 젊은 나이에 돌아간 사람이 되어 버렸다. (일본의 반도체 기업들이 물량과 저가로 밀어 붙여서 앤디 그로브의 결단으로 DRAM 사업 철수, CPU 주력 기업으로 변신. 일본 반도체 업체는 똑같이 한국 메모리 업체에 의해서 몰락.)

 

 그 Noyce 박사의 이름을 딴 본사 빌딩을 뒤로하고 향한 것이 SC12라고 부르는 건물이다. 4,000 여명이 근무하는 건물로, Santa Clara 지역에서는 최대 규모라고 한다. 영업 및 마케팅 주체의 ROBERT N. NOYCE BUILDING에 비해, 보안 검사도 한 단계 오르는 느낌이다.

 

1993년 3월 29일 한겨레 뉴스

 

Noyce 박사의 사원증과 명함

 

 

SC12 입구

 

 

  먼저 견학한 것은 Silicon Photonics Lab. Intel Fellow (인텔 펠로우)인 Mario Paniccia  박사가 안내해 주었다. 2005년에 Intel은 라만 효과를 이용해서 지속적으로 실리콘 소자에서 레이저 광을 출력하는 것에 성공했다고 발표했다. 이것은 현재 마이크로 프로세서를 제조하는 것과 같은 반도체 제조 공정으로, 광통신 소자를 저렴하게 제조 할 수 있는 가능성을 개척한 것이었다.

 

 현재 Intel은 이 라만 효과를 이용한 레이저 광원의 개발뿐 아닌, 광통신에 필요한 빌딩 블록의 개발을 진행하고 있다. 1 광원, 2의 도파로, 3의 모듈레이터 (변조기), 4의 수광기 (광 검출기), 5의 조립 기술, 6이 실리콘 광 소자의 제조에 적합한 CMOS 기술이다. 대략적으로 말하면, 광원에서 발생한 레이저 광을 도파로에 의해 모듈레이터로 인도, 거기서 레이저 광을 변조시켜 데이터를 더하고, 변조된 레이저 광을 도파로에서 수광기로 인도, 거기서 데이터를 추출, 한다는 흐름이다.

 

Intel Fellow의 Mario Paniccia 박사

 

 

Intel이 진행하는 Silicon Photonics (실리콘 광소자) 연구의 빌딩 블록

 

 

 아래 사진 왼쪽에 보이는 것이 40Gbps에 대응하는 수광기 (좌, 2007년 9월 발표)와 40Gbps 대응 모듈레이터 (우, 2007년 7월 발표)다. 모듈레이터의 사진을 조금 보충하면, 상하로 만들어진 4개의 커넥터는 데이터를 가져 오는 부분으로, 여기에서 빛이 나온다는 것은 아니다. 실제 모듈레이터는, 중앙부 (X 자로 교차)의 작고 검은 직사각형 부분으로, 여기를 레이저 광이 통과하는 (사진이라면 좌우 방향) 때에 데이터가 변조된다. 요약하면 모듈레이터 자체는 상당히 작다.

 

 아래의 사진 중에서 Paniccia 박사가 쥔 것은, 200Gbps에 대응하는 트렌스미터. 꼭 손가락으로 가리킨 회색 직사각형 부분으로, 8 개의 모듈레이터가 담겨있다. 하나의 모듈레이터는 25Gbps로, 합계 200Gbps가 된다는 의미다. 이 모듈레이터를 위에 나타낸 40Gbps의 것으로 업그레이드 하면 320Gbps가 된다는 의미지만, 이미 1Tbps까지의 로드맵도 있다, 라는 것이다.

 

 이 Silicon Photonics Lab에서 흥미로웠던 것은, QPI를 광으로 바뀌기 위한 기초 연구가 이미 진행되고 있다는 것이다. QPI라는 것은, Nehalem에서 FSB를 대신해 채용 될 예정의 칩간 연결 기술. 시리얼 버스 기술을 기반으로 하기 때문에, 미래에 빛을 이용한 인터커넥터로 이행하는 것도 쉽다고는 듣고 있었지만, 구체적으로 "물건"으로서 직접보면, 박력이 다르다.

 

40Gbps를 지원하는 수광기 (왼쪽)와 변조기 (오른쪽)

 

 

200Gbps 대응 송신기에 대해 설명하는 Paniccia 박사

 

 

QPI의 광학화 테스트 장치 (Springville / XIO3).

구리 방열판이 붙은 2 개의 칩 사이가 광으로 연결되어 있다

 

 

 물론 그렇다고 해서, 이 연구가 광 QPI의 실용화에 직결된다, 라는 의미는 아닌것 같다. 광 QPI로 시스템을 시동하는 시뮬레이션이나, 레이저의 출력 레벨이 변동한 경우의 거동 등, 아직 연구 단계에 있는 것. 제품화의 목표는 2011년부터 2013년 근처 라는것 같지만, 아직도 5년이나 후라고 볼지, 앞으로 5년으로 볼지는 사람마다 각각일 것이다 (필자는 앞으로 단 5년으로, 라는 쪽이지만).

 

 한편, Tera-scale Demo Lab의 안내해 준 것은, Corporate Technology Group의 Sean Koehl 씨다. Tera-scale Computing은 IDF에서도 여러번 다루어진 기술 테마이며, 80 코어의 Teraflop Research Chip은 이미 유명하다. Video Super-resolution (저 해상도의 비디오를 화질의 열화를 거의 느끼지 않도록 확대하는 기술), Sport Highlight Detection (스포츠 하이라이트 장면을 자동적으로 추출하는 기술), Interactive Ray Tracing (레이 트레이싱 게임 등의 실시간 애플리케이션에 응용), 거기에 더해 Research @ Intel Day에서도 소개된 Ct 등, IDF 등에서 소개된 데모도 적지 않았다.

 

80 코어 Teraflop Research Chip

 

 

Teraflop Research Chip의 테스트 장비

 

 

  이러한 많은 것은, 4way의 쿼드 코어 Xeon 프로세서 (Caneland 플랫폼, 16 코어)에서 동작하는 것이 대부분 같다. 말을 바꿔하면 호모지니어스인 멀티 프로세서 / 멀티 코어 환경에서의 데모였다는 의미인데, 유일한 Accelerator Exoskeleton 데모는 헤테로지니어스인 멀티 프로세서 / 멀티 코어 환경을 의식한 것이었다.

 

 그 데모는 카메라로 촬영된 이미지에 겹쳐서, CG 구슬 (Intel 로고가 들어간 흰 구체)를 화면 위에서 떨어 뜨리고, 그것을 손으로 쫓아내는 행동을 하면, 실제로 구슬이 제거되는 방향으로 날아가는 것. 이 데모 시스템에 어떤 "가속기"가 사용되는지 알 수 없었지만, 소프트웨어로서, 기존의 장치 드라이버 모델이 아닌, Accelerator Exoskeleton라고 부르는 것이 사용되고 있다는 것이었다.

 

 Accelerator Exoskeleton에서는, 가속기와 CPU는 가상 메모리 공간을 공유 (Shared) 한다. 또 전용 라이브러리를 제공하는 것으로, 어플리케이션에서 OS를 거치지 않고, 가속기에 액세스 하는 것이 가능하다. 요악하면, 장치 드라이버가 필요한 외장의 장치가 아닌, CPU의 확장 명령어 (MMX 나 SSE와 같은)로서, 가속기의 기능을 이용 할수 있도록 된다, 라는  것 같다. 대량의 소프트웨어 자산을 가진 x86과, 호환성의 묶임 없는 아키텍처의 프로세서를 융합시키는 기술이라고 할 수 있다. 이것과 Ct를 조합하면, 아키텍처의 자유도는 현격하게 향상되면서, 프로그래머의 부담은 거의 늘리지 않고 끝난다. 그런 시대가 오는 것도 그리 먼 이야기는 아닌 것 같다.

 

실시간 Ray Tracing에 의한 Quake 4 데모.

(이래서 그런지 후에 매니코어 라라비를 그래픽 카드로도 사용하려던 것에 레이 트레이싱도 있었죠. 결과적으로 라라비는 취소되고, 그냥 연산 가속기로만 쓰이기는 했지만요.)

 

 

 

2007-04-13-Quake 4 Ray Traced

 

 

스포츠 하이라이트를 자동 추출하는 데모. 대전 팀 이름이 ......

 

 

Accelerator Exoskeleton의 데모.

디스플레이 위에서 떨어지는 Intel 로고가 들어간 구슬을 손으로 쫓는 것이 가능하다.

 

 

2008년 7월 1일 기사

 

 

Intel - Silicon becomes a computer 4. 4004 first microproces

https://youtu.be/bhczxdvAww4

 

 

The MCS-4 Story

https://youtu.be/gPKZSuXAVMU

 

 

Interview with Gordon Moore on First Microprocessor

https://youtu.be/Qt1PCLZAPyk

 

 

Andy Grove Tribute Intel Corporation With Robert Noyce & Gordon Moore

https://youtu.be/JjOE1cBx5fA

 

The Impact of Integrated Circuits, lecture by Robert Noyce

https://youtu.be/AfxUq_QrpyY

 

 

Podfather - Robert Noyce and the Rise of Silicon Valley (2009)

https://youtu.be/GvGVGcWS3Pg

 

Intel 4004 Microprocessor 35th Anniversary

https://youtu.be/j00AULJLCNo

 

 

Il Processore 4004 Compie 40 anni

https://youtu.be/A49qavtWCzU

 

 

Oral History of Gordon Moore

https://youtu.be/gtcLzokagAw

 

 

Andy Grove on startups

https://youtu.be/uo6l9ZRWgpE

 

2016 Visionary Honoree Andrew Grove

https://youtu.be/2dRLx7_pY0o

 

 

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