[분석정보] Steamroller (스팀롤러) 가 사라진 AMD 로드맵의 변화와 차세대 게임기의 행방

 

AMD의 2013년 로드맵의 이변

　AMD의 내년 (2013 년) 로드맵에서 "Steamroller (스팀롤러)"코어 기반 제품의 모습이 사라진 것 같다. 이 변화가 의미하는 것은 AMD의 로드맵에 반에서 28nm 공정이 사라진 것이다. 그리고 AMD의 파운드리 전환 거기에 문제가 발생하고 있음을 시사하고있다. 그리고 Steamroller 이후 AMD의 고성능계 CPU 코어 자체의 앞길에도 먹구름이 서려왔다.

　Steamroller 코어는 32nm 기반의 Bulldozer (불도저)계 아키텍쳐의 코어를 28nm로 이행시키고 동시에 대폭적인 아키텍처 확장을 실시 할 예정이다. Bulldozer 아키텍처는 2 개의 CPU 코어를 1 모듈에 융합시킨 구조로 되어 있고, 종래는 명령 디코더는 1 개 밖에 가지고 있지 않다. 그러나 Steamroller 코어에서는 명령어 디코더를 2개 비취하여 IPC (Instruction-per-Clock)을 올린다. Bulldozer 계열 아키텍처의 큰 도약이다.

 

 

 

 

AMD는 28nm 공정의 코어로 Bobcat 계의 Jaguar (재규어) 코어와 Steamroller 코어 2 계통을 가지고 있다. 이 중 Jaguar는 Bobcat과 마찬가지로 TSMC에서 제조되고 28nm 공정으로 미세화 (Bobcat은 40nm)하는 것으로 알고 있다. 문제는 Steamroller 제조 파운드리 제품들 세대의 CPU / APU는 원래는 GLOBALFOUNDRIES의 28nm 공정으로 제조 될 예정이었던 것으로 알려져 있었다.

 

 

 

비가 올듯 된 것은 올해 (2012 년) 2 월에 AMD가 애널리스트 대상 컨퍼런스 "Financial Analyst Day 2012 '에서 로드맵을 업데이트 한 기준에서다. 이때 AMD는 28nm 공정으로 파운드리를 선택할 수 있도록 한다고 설명 Steamroller 파운드리 대해 언급하지 않았다. 그리고 다음 3 월, GLOBALFOUNDRIES와 계약을 개정한다고 발표했다. AMD는 GLOBALFOUNDRIES의 주식을 판 대신 GLOBALFOUNDRIES가 AMD의 CPU 및 APU의 일부를 독점적으로 공급하는 권리는 없게 되었다. 이에 따라 AMD는 파운드리를 자유롭게 선택할 수있게 되었다.

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

 

Steamroller 제조 GLOBALFOUNDRIES 또는 TSMC 또는

　원래, AMD가 GLOBALFOUNDRIES 에서 떨어진 배경에 있던 것은, GLOBALFOUNDRIES의 첨단 공정에서 생겼다고 알려져 있다. GLOBALFOUNDRIES는 IBM을 중심으로 한 공정 기술 개발 얼라이언스 Common Platform의 일각이다. 회사는 AMD 용으로는 PD SOI의 32nm 공정에서 AMD의 Bulldozer 계열의 CPU와 APU를 제조하고 있다. 또한 현재는 최첨단 공정으로 대량의 28nm 공정의 생산도 하고 있다.

　그러나 Common Platform은 최근 양산 시작에 문제가 발생하는 경우가 많아지고 있다. 이것은 IBM이 첨단 공정 양산 출시 "파이프 청소"에 사용하고 있던 Cell Broadband Engine (Cell BE)의 제조를 32nm 공정 이후 하지 않기 때문 이라고도 한다. 즉, 출시시기에 달리게하고, 공정 측면의 문제를 확인하기 위한 저렴한 칩이 없어져 버렸다. 그리고 여러 업계 관계자에 따르면, GLOBALFOUNDRIES의 28nm 공정도 시작에 고전하고 있으며, AMD의 일정에 맞출 수 없는 어려운 상황에 있었다고 말한다.

　그러한 배경을 감안할 때, Steamroller 기반 제품의 미끄러짐은 생산 측면에서의 문제라고 추측된다. 첫 번째 세대 Steamroller 제품이 여전히 GLOBALFOUNDRIES 제조로 남아 있다면, 2013 년 로드맵에서 사라진 것은 GLOBALFOUNDRIES이 28nm의 볼륨으로 고생하고 있음을 나타내는 것이다.

　한편, Steamroller 계의 제품이 GLOBALFOUNDRIES에서 TSMC로 옮겨된다면, 파운드리 이행에 시간이 걸려 있다는 것을 나타낼 가능성이 높다. 고성능 CPU처럼 사용자 정의 회로 설계가 많은 제품은 셀 라이브러리를 대체하여 마이그레이션 할 수 없기 때문에 일반적으로 파운드리의 이행에 따른 물리적 설계에 시간이 걸린다. 또한 AMD는 TSMC 측에서 제조 용량을 확보해야 하지만, TSMC의 28nm은 각 메이커가 쇄도하고 있기 때문에 용량의 확보는 쉽지 않다. 만약 TSMC 28nm에 Apple의 A6 계 SoC (System on a Chip)가 오고 있으면 더 부담이 있었을 것이다.

　이 문제는 AMD의 PC & 서버 계 CPU 제품군에만 영향을 주는 이야기가 아니다. GLOBALFOUNDRIES에서 AMD 디자인의 칩을 제조하거나 제조 할 계획이었던 다른 업체에도 큰 영향을 미친다. 예를 들어, 차기 Xbox를 안고 있는 Microsoft와 차기 PlayStation를 안고 있는 소니 컴퓨터 엔터테인먼트 (SCE)이다. 양사 모두 2013 ~ 2014 년의 차세대 기의 투입이기 때문에 당초의 제조 공정은 28nm 이후를 예정 하고 있는 것으로 보인다.

 

선행하는 Intel에 추격하며 매달리는 파운드리 회사

　GLOBALFOUNDRIES는 올해 9 월에는 FinFET 형 3D 트랜지스터의 14nm 공정의 양산 출시를 1 년 앞당겨 양산을 2014 년 발표했다. 20nm 공정도 올해 안에 출시로 첨단 공정의 기세를 과시했다. 물론, 이것은 물을 연 Intel의 공정 기술 격차를 채우기 위해 속도이다. 하지만 급속도 공정 기술 개발의 뒤에서, GLOBALFOUNDRIES는 발사에 고생하고 있는 것으로 보인다.

 

 

 

 

 

 

 

무엇보다, TSMC를 비롯한 다른 파운드리도 순조롭게 28nm로 이행했다 고는 말하지 못하고, 첨단 공정 개발의 어려움을 부각하고 있다. 매 세대, 부드럽게 시작으로 계속 (보이는) Intel이 오히려 예외라고 할 수있다.

　그러나 파운드리 업체들이 Intel 비해 첨단 공정의 양산 지연 있고, 그 갭이 벌어져 가고 있는 현상은 비 Intel 칩 벤더에게 불리하다. 보디 블로우와 같이 점차 제품의 경쟁력이 약화되고 있다.

　PC & 서버 시장에서는 실제로 AMD의 사지를 완전히 우울했다. Intel에 항상 주회 지연 공정 기술로 싸우는 것을 계속해야 하기 때문에 성능이나 제조 비용과 전력 불리한 입장에 처해 있다. 프로세서 아키텍처를 개량해서 공정의 절대 불리를 뒤집는 것은 어렵다. 지금은 Intel을 압도하고 있는 스마트 폰 및 태블릿용 모바일 칩에서도 미래는 Intel 제품에 다른 파운드리 제품이 경쟁 할 수 없게 될 가능성이 있다.

 

AMD의 변화에​​서 엿볼 디자인 계획의 변경

　따라서, 제조면에서의 불리 함을 안고 우려되는 것은 AMD의 로드맵 향후이다. AMD의 메인 스트림 전용 라인업은 Steamroller 기반 "Kaveri (카베리)"로 바꾸고, 현재 Piledriver (파일드라이버) 코어 기반 "Richland"를 2013 년에 투입하려고 하고 있다고 전해진다. Piledriver 코어는 GLOBALFOUNDRIES의 32nm PD SOI 공정. 따라서 GPU 코어만 현재 Trinity (트리니티)의 "VLIW4 아키텍처 '에서'GCN (Graphics Core Next)"아키텍처로 전환 GLOBALFOUNDRIES의 32nm에서 제조하는 것으로 보인다.

 

 

이전에 예정 되었던 AMD CPU 아키텍처

 

 

현재 AMD CPU 아키텍처

 

GCN은 현재 TSMC의 28nm 벌크 공정을 타고 있어 종래의 계획은 GCN은 모두 28nm 공정으로 제공 될 예정 이었다. 이 경우 GCN의 물리적 설계에는 별로 손볼 필요가 없기 때문에 노력이 적어도 된다. 그러나 Steamroller가 늦을 가능성이 나온 단계에서 GCN을 32nm PD SOI 공정으로 이식하고 32nm에 타고있는 Piledriver과 함께 준비했던 것으로 보인다.

　28nm 공정의 저전력 및 저비용 용 APU는 Bobcat 계의 Jaguar 코어 "Kabini '나'Temash '가 내년 (2013 년)에 투입된다. 이곳은 원래 TSMC 공정 설계를 한 것이다. 그러나 Jaguar 코어도 GPU 코어도 모두 합성 가능한 합성기 블루 코어이기 때문에 파운드리의 이행은 비교적 용이하다.

　문제는 고성능 PC 및 서버 부문에서는 AMD가 2013 년에 28nm 제품을 내놓지 않을 수 있는 것이다. 만약 양산이 2014 년 으로 늦어 질 경우, Intel이 14nm 공정 P1272를 양산시기와 겹친다. 공정 기술은 1 세대 반 지연이 되어 버린다. 예전에는 1 년 차이였다. Intel과 AMD의 공정 기술 격차가 2 년이 넘는 지연이 되고 만다. 점점 경쟁력이 꺾이는 것은 필연이다.

　GLOBALFOUNDRIES와 TSMC가 공정 기술 개발을 앞당기는 이유는 지연을 되찾는것 때문이다. GLOBALFOUNDRIES의 로드맵 간다면, 2013 년 후반부터 2014 년에는 20nm에서 2014 년 후반에서 2015 년에는 14nm로 제품을 시장에 낼 것이다. TSMC도 비슷한 계획이다. 그러나 문제는 양산시기 간격을 채우는 여부에 있고 거기에는 아직 물음표가 붙어있다.

 

 

TSMC의 로드맵

 

 

인텔 로드맵

 

무엇보다, Intel도 모바일 제품용 SoC 공정은 제품 출하의 타이밍이 PC & 서버 전용보다 훨씬 늦어 파운드리와의 간격은 좁다. 한편, GLOBALFOUNDRIES와 TSMC는 모바일 제품을 위한 공정 개발에 주력하고 있으며, 이전에는 고성능 공정을 먼저 개발하고 있던 것이 지금은 성능 모바일 공정을 먼저 가져 오게되어 있다. 따라서 모바일 제품은 반도체 기술면에서도 파운드리 어느 정도는 Intel과 싸울 수 있다. 현재의 흐름은 GLOBALFOUNDRIES와 TSMC의 모두 시작할 공정 기술의 변화를 좁혀 성능 모바일 과정에서 넓은 제품 분야를 커버하는 형태로 바꾸고 있는 것으로 보인다.

 

AMD 아키텍처를 사용하는 경우의 제한된 선택

　이렇게 보면 AMD의 고성능 CPU와 같은 제품은 현재 Intel에 대항하여 파운드리에서 제조로는 어렵게 되어 있는 것을 알 수있다. 공정 기술의 도입시기에 크게 뒤져 양산에 걸려 넘어지면 핸디캡을 몇개 안게 된다. 따라서 AMD가 Bulldozer 계열의 고성능 CPU 코어의 제품을 중지 한다는 보도도 흐르고 있다. 실제로 내년 (2013 년) 2 월 반도체 회로 컨퍼런스 "ISSCC (IEEE International Solid-State Circuits Conference) '에서 열리는 AMD의 고성능 CPU의 논문이 예정에 없다. 발표 된 것은 Jaguar 분 뿐이다.

　이런 상황에서 AMD 설계의 프로세서는 현재 다소 어려운 국면에 직면하고 있다. AMD 디자인의 칩을 GLOBALFOUNDRIES에서 제조하려고 하면 28nm 이후의 과정에서 혼합 할 수 있다. 하지만 TSMC에서 제조하려고 하면 생산 용량 등의 문제가 있을 것이다. 또한 TSMC는 적어도 2013 년은 아직 Bulldozer 아키텍처 계의 CPU 코어를 사용할 수 없을 가능성이 높다.

　Microsoft의 차세대 Xbox가 칩 제조에 어려움을 겪고 있는 것으로 알려 졌다 이유는이 근처에 있을지도 모른다. Microsoft는 GLOBALFOUNDRIES에서 시작했다고 보도 되고 있다. 차세대 Xbox가 2013 년보다 늦는 경우, 그것은 제조 측면의 문제로 그 근원은 세계적인 파운드리 공정의 지연으로 인해.

　SCE도 차세대 PlayStation의 심장 칩, Microsoft와 마찬가지로 AMD 아키텍처 기반으로 개발하고 있는 것으로 보인다. 따라서 회사가 GLOBALFOUNDRIES에서 Steamroller 기반의 CPU 코어에서 제조 한다면 늦는다 할수 있고 TSMC에서 제조한다면 Jaguar 기반 CPU 코어를 쓸수 밖에 없다. 후자의 경우는 CPU 코어 수를 늘리는 것으로, 멀티 스레드 성능을 향상하는 방법이 될 것이다. TSMC에서 제조하는 경우에는 풀 신디사이저 블루 디자인이 될 가능성이 높고, 그만큼, 파운드리 및 공정 세대 간 이식이 용이하게 된다.

　두 게임기도 불행한 것은 파운드리 공정이 FinFET로 전환하기 직전의 공정으로 제조를 시작했다. 이것만은 어쩔 도리가 없지만, 반도체 공정 기술의 일대 전환기 직전에 칩 제조를 시작하게 된다. 그러나 그만큼 미세화하여 FinFET로 마이그레이션 할 때, 저전력 화에 큰 이점을 얻을 수 있다.

 

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