[분석정보] IDF 2013 베이징 전시장 및 기술 세션에서 새로운 기술에 주목한다.

DDR4/LPDDR4, USB Power Delivery, 액체없는 리튬 전지 등

회기 : 4 월 10 일 ~ 11 일
장소 : 중화 인민 공화국 북경시 국가 회의 중심

IDF는 Intel의 간부에 의해 수행되는 기조 강연이 메인 이벤트로 그래서 회사의 새로운 전략 등이 설명된다, 그러나 그것과 마찬가지로 중요시 되는 것이 기술 세션라는 설명회이다. 회사의 현장 엔지니어와 마케팅 담당자가 실제 제품 수준의 로드맵 및 기술 개요 등에 대해 설명해 준다.

　또한 병설된 전시회에서 기조 강연 및 기술 세션에서 이용되는 개발중인 제품 등이 전시되어 실제로 만져보며 동작을 확인하는 것도 가능하게 되어있다. 본 기사에서는 전시회에 전시된 제품등을 중심으로 몇 가지 주목의 신기술에 대해 소개하고 싶다.

DDR4 로의 이행은 2014년에 시작되어 크로스 오버는 2015년이 될 전망

　Intel이 판매하고 있는 반도체는 주로 CPU 등 컴퓨팅 기능을 가진 것으로 되어있다. 그러나 PC를 제조하려면 CPU뿐만 아니라 메모리인 DRAM 및 저장장치인 HDD 나 SSD 등이 필요하게 된다. Intel 자신은 DRAM과 HDD 등은 생산하고 있지 않지만, 메모리 및 스토리지의 표준 책정에 깊이 관여하고 있다.

　그 중에서도 메인 메모리는 CPU에서 가까운 것으로 대역폭 및 대기 시간이 CPU의 성능에 큰 영향을 미칠 수도 있고, DRAM의 규격을 정하는 JEDEC 활동에 Intel 자신이 적극적으로 참가 규격 책정의 행방에 큰 영향을 주고있다.

　이러한 배경도 있고, IDF는 매번 메모리의 동향을 설명하는 기술 세션이 마련된다. 그러나 이번에 연구된 기술 세션의 내용은 2012년 9월 샌프란시스코에서 열린 마지막 IDF와 거의 같고, 4세대 Core 프로세서 (개발 코드 명 : Haswell)에서 지원되는 DRAM 등에 관한 설명이 행해졌다.

　이전과의 차이는 DDR4에 대한 업데이트가 진행된 것이다. DRAM 벤더가 2014년에 투입 할 예정인 DDR4 대해 Intel 플랫폼 메모리 기술 과장 찰스 장 씨는 "DDR4는 소비 전력의 관점에서 DDR3L에 비해 35% 감소 되고 대역폭은 50% 증가한다"고 설명 . DDR3 및 DDR4의 가장 큰 차이점은 DRAM 내부 뱅크의 차이로, DDR3는 8 뱅크가 있지만, DDR4에서는 16 뱅크가 있기 때문에, 데이터 전송 속도가 배가 된다고 한다. 따라서 DDR4에서는 최대 3.2Gbps까지 대응 가능하게 되어, 1.866Gbps 멈추는 DDR3에 비해 대역폭이 향상된다고 한다.

　또한 구동 전압은 DDR3의 1.5V, DDR3L의 1.35V보다 낮은 1.2V로 설정되어 소비 전력이 절감된다. 터미네이션이 DDR3까지 VTT 방식에서 VDDQ 방식으로 변경되며, 안정성 확보를 위해 ADDR / CMD 패리티도 추가된다.

　자사의 프로세서에서 어느 타이밍에 DDR4에 해당하는지에 대해서는 언급을 피했지만, OEM 메이커 관계자의 정보에 의하면, 2014년에 Intel이 출시하는 것을 예정하고 있는 Haswell 다음 "Broadwell" (개발 코드 명)에서 DDR4에 대한 대응이 행해진다고 한다.

실제 메모리 관련 세션에서 소개된 리서치 회사 iSuppli의 예상으로는 DRAM 시장 전체에서 차지하는 DDR4의 비율은 2014년 24%, 2015년 45%라는 예측이 나타나 있다. Intel 자신이 그것을 부정도 하지 않고 자신의 프레젠테이션에서 사용하는 정도니까, Intel도 그러한 방향으로 생각하고 있는 것은 틀림 없을 것이다. 또한 iSuppli의 예측으로는 2015년에는 DDR3와 크로스 오버 (가격 및 출하 양적인 의미의 세대 교체)의 시기가 올 것으로 되어있다.

IDF Beijing 메모리에 대한 세션에서 제출된 iSupply의 예상. 2014년 DDR4는 상승, 2015년에는 DDR3와의 크로스 오버를 맞이하는 것이란 예상. Intel 자신도 이렇게 생각하고 있다는 것이다

Intel이 보여준 DDR4의 장점. DDR3L에 비해 소비전력이 35% 절감, 대역폭은 50% 향상

　또한 반도체 메이커 SK Hynix는 4세대 Core 프로세서 (Haswell)의 SoC 버전에서 지원되는 LPDDR3 (스마트 폰이나 태블릿 등에서 이용되는 대기시의 소비 전력을 억제 한 DRAM 3 세대)의 차세대 규격인 LPDDR4 대한 설명을 했다. 그러나 설명은 중국어 뿐이었다 그래서 여기에서는 자세한 것을 설명하지는 않고 슬라이드에서 알 수 있는 것만 다룰 뿐이다.

　SK Hynix가 소개한 슬라이드에 따르면 현재 LPDDR3가 첫 번째 세대가 1.6Gbps 최대 2.133Gbps 에서 멈추는 반면, LPDDR4는 첫 번째 세대 3.2Gbps, 최대 4.266Gbps까지 전송 속도를 올릴 수 있다고 한다. 이렇게 하면 대역폭은 LPDDR3가 12.8 ~ 17GB/sec 인 반면, LPDDR4에서는 25.6 ~ 34.1GB/sec된다.

　LPDDR4에서는 I / O 부분의 사양도 변경된다. 전기 신호도 LPDDR3까지 HSUL_12에서 HS_LVCMOS로 변경되고 전압도 LPDDR3의 1.2V에서 1.1V로 낮추는 등,  활성 전력 소비의 감소를 기대할 수 있다. 올해 말까지 JEDEC의 규격 책정을 종료하고 2014년 상반기에 샘플 출하, 2014년에는 제품 출하 계획인 것 같다.

SK Hynix가 시작한 DDR4의 DIMM 모듈

SK Hynix가 시작한 DDR4 DRAM 장치

LPDDR4는 처음에는 3.2Gbps, 최종적으로는 4.266Gbps까지 고속화된다

LPDDR4는 구동 전압이 인하되어 전송 속도가 오른다

LPDDR4와 LPDDR3 / 2와 비교, 인터페이스도 변경된다

SK Hynix의 LPDDR4 일정

Intel의 SoC 버전 Haswell 참조 마더 보드에 탑재된 SK Hynix의 LPDDR3 2013년 3분기에 등장할 예정 Ultrabook을 위한 Haswell과 Bay Trail에서 LPDDR3에 대응한다. 보드에 써진 "SAWTOOTH PEAK"이 개발 보드의 코드 네임지도 모른다


4세대 Core 마더 보드 및 Bay Trail 등이 전시된다

　이번 IDF Beijing에서는 기본적으로 종래의 Intel의 전략에 따른 제품 등이 담담하게 설명된 것만으로 큰 전략 변경 등의 소식은 없었다. 가장 큰 요인은 5월에 예정되어 있는 현 사장 겸 CEO 인 폴 오텔리니의 후계가 아직 발표되지 않은 것이다. 일본 기업과 달리 미국 기업에서 CEO가 가지는 권한이 매우 크고 강력한 지도자인 것이 상례이다. 10년 동안 Intel을 이끌어온 오텔리니의 후계가 쉽게 정해지지 않는 것이 무슨 이유인지는 외부에서 볼때 모르지만, 차기 CEO가 결정되지 않으면 Intel이 새로운 전략을 세울 수 없는 것은 말할 필요도 없을 것이다.

　그중 IDF Beijing의 최대 화두가 6월에 발표 할 예정인 제 4세대 Core 프로세서 (Haswell)을 OEM 제조 업체에 출하한 것이되어 버린 것은 무리가 없다. 그 Haswell이  이번 IDF Beijing에서는 곳곳에서 시위에 이용되고 있으며, 특별히 참신함은 없었지만, 전시 회장에서는 GIGABYTE 부스에 메인 보드가 전시되어 있었다.

　또한 전시 회장에서는 Intel이 올해 하반기에 출시할 예정 "Bay Trail '이 서로 나뉘어져 전시되어 있었다. Bay Trail은 22nm 프로세스 룰로 제조되며 Clover Trail (Atom Z2760)의 후계가 되는 제품이다.

새로운 22nm 프로세스 공정용으로 개발된 새로운 디자인의 저전력 쿼드 코어 (Clover Trail은 듀얼 코어)가 채용되고 있고 내장 그래픽도 Clover Trail 계에 채용 된 PowerVR 제의 GPU에서 Intel 자사 개발의 Intel HD Graphics 계 (Ivy Bridge와 Haswell에 내장 된 것과 같은 계통)로 변경된다. Intel은 이번 IDF에서 Bay Trail은 Clover Trail에 비해 성능이 배가 되며, OS로 Windows 8 이외에 Android도 지원하는 것을 제시하고있다.

　또한 이번 전시되어 있었던 Bay Trail은 Clover Trail 직접 후계가 되는 태블릿을 위한 Bay Trail-T가 아닌 넷북용의 Bay Trail-M과 넷탑용 Bay Trail-D 두 제품이다 . 전자는 ASUS의 넷북에 내장된 상태에서 후자는 GIGABYTE 메인 보드에 온보드 탑재된 형태로 제공되고 있었다. ASUS의 넷북의 장치 관리자를 확인하여 보았는데, 그래픽 드라이버의 표시로 ValleyView2 (Bay Trail 칩 자체의 개발 코드 명)로 표시되며, 확실히 Bay Trail임을 확인할 수 있었다.

　또한 시스템의 속성에 표시된 Windows 체험 지수는 3.9로 표시되어 필자의 수중에 있던 Clover Trail 컴퓨터에서 3.2이므로 초기 단계인 것으로 보이는 현시점에서도 확실하게 성능이 상승하고 있는 것을 확인할 수 있었다.

GIGABYTE의 Intel Z87 탑재 ATX 메인 보드 "GA-Z87X-D3H"

GIGABYTE의 Intel Z87 탑재 microATX 마더 보드 "GA-Z87N-WIFI"

GIGABYTE의 Intel H87 탑재 ATX 메인 보드 "GA-H87-D3H"

GIGABYTE의 Intel B85 탑재 ATX 메인 보드 "GA-B85-HD3"

태블릿 전략을 설명하는 기술 세션에서는 Bay Trail의 개요가 공개 되었다. 기보대로, 22nm 프로세스 룰로 제조되며 새로운 마이크로 아키텍처의 쿼드 코어 프로세서, Windows와 Android를 모두 지원

GIGA-BYTE의 Bay Trail-D를 탑재한 메인 보드. Bay Trail-D는 넷탑용 이기 때문에 TDP는 태블릿을 위한 Bay Trail-T 2W 이하에 비해 높게 설정되어 있으며, 프로토 타입 제품은 CPU 쿨러에 팬이 장착되어 있었다. 실판매 제품도 필요한지 여부는 불명

ASUS의 넷북에 내장 된 Bay Trail-M. Windows의 체험 지수는 3.9와 현재 Clover Trail에 비해 증가했다

Intel의 전시 부스에 표시되어 있던 Bay Trail을 설명하는 슬라이드. 아직 미공개인 GPU는 Intel의 7세대 그래픽 (Ivy Bridge 등에 탑재 된 것과 동등)임을 명기되어 있었다


USB-IF가 제창하는 100W 대응의 "USB Power Delivery"

　USB의 규격 책정을 진행하는 USB-IF (Implementers Forum)은 2012년에 규격이 책정 된 USB Power Delivery의 시현을 했다. USB Power Delivery는 USB를 통해 공급할 수있는 전력량을 증가하는 규격으로, 현재는 USB를 통해 전원을 공급할 수 없는 장치에 대해서도 공급할 수 있도록 한다.

　현재 USB 사양은 USB 2.0 5V/0.5A (2.5W), USB 3.0에서는 5V/0.9A (4.5W), USB 확장 사양인 USB Battery Charging 1.2는 5V/1.5A (7.5W) 까지 전력 공급이 가능하게되어있다. 이 외에도 Apple의 iPhone / iPad 시리즈처럼 기업이 자체 케이블을 준비하고 있는 경우에는 5V/2A (10W) 등의 공급이 가능하게 되는 경우가 있다 (USB 표준에서 벗어나 있기 때문에, 어디 까지나 메이커 독점하는 것이다).

　스마트폰이나 태블릿처럼 시스템 전체의 소비 전력이 작은 시스템이면, 전원 및 충전을 하려면 충분한 전력량을 확보 할 수 있다. 그래도 Apple이 독점으로 채용하고 있는 것에서도 알 수 있듯이, 공급 양을 늘리면 빠르게 충전 할 수 있게 되는 만큼 작은 시스템에서도 급전 양을 늘릴 필요는 적지 않다.

　또한 향후 USB 포트를 이용한 전원은 스마트폰이나 디지털 카메라 등 이미 USB 급속충전이 당연한 장치뿐만 아니라 노트북 PC 나 모니터 등에도 확대될 것으로 생각된다. 노트북 PC는 아직도 각사 독자 형상의 AC 어댑터를 첨부하고 있는 형태인데, 현재의 USB 표준은 충분한 전력을 공급하는 것이 어렵다.

예를 들어, Ivy Bridge 기반 Ultrabook은 65W 전후의 전력을 공급하는 AC 어댑터를 사용하는 경우가 많다. 시스템 전체의 소비 전력은 좀 더 적지만,이 정도는 하지 않으면 급속 충전을 할 수 없기 때문이다. 하지만 이미 언급했듯이, USB 확장 사양인 USB Battery Charging 1.2에서도 7.5W 밖에 전력을 공급 할 수 없기 때문에 USB AC 어댑터를 노트북 PC에 사용하려면 전력량이 부족하다.

　그래서 USB Power Delivery 사양은 급전 수있는 전력량을 최대 100W까지 확장한다. USB Power Delivery에는 프로필 1 프로필 5까지 준비되어 있으며, 프로파일 1은 5V/2A (10W)까지지만, 프로파일 2 이상 12V 및 20V를 추가하고 프로필 4에서는 20V/3A (60W ) 프로필 5는 20V/5A (100W) 사양을 추가한다. 따라서 Ultrabook 이라면 프로필 4 60W 좀 더 큰 노트북 PC에서 프로파일 5의 100W를 시스템 측이 지원하면 노트북 PC도 USB AC 어댑터에서 충전 할 수 있게된다. 물론 이러한 전압과 전력량은 현재의 USB 2.0 및 3.0의 표준 사양에서는 구현되어 있지 않고 시스템 공급 업체가 USB Power Delivery에 대응하도록 설계를 변경할 필요가 있다.

USB-IF의 USB Power Delivery를 설명하는 슬라이드. 현재 USB Battery Charging 1.2에서 7.5W까지 구동 할 수 있지만, 그 이상은 지금의 규격에서는 할 수 없다

USB Power Delivery는 5 개의 프로파일이 포함된다. 프로필 4와 프로파일 5가 노트북 PC 용 AC 어댑터 용의 사양이 된다. 이것이 실현되면, USB 형태의 AC 어댑터로 PC에서도 충전 할 수 있게된다


　USB Power Delivery에 대응하기 위해서는 충전에 이용하기 위한 업스트림 포트 (현재 PC에는 없는 USB 장치 쪽의) 전력을 출력하는 다운 스트림 포트 (현재 PC에 붙어있는 USB 포트) 각각 USB Power Delivery에 대응한 전력을 제어하는​​ IC를 추가 할 필요가있다. 그 분은 비용 상승하게 되므로, 우선 AC 어댑터 입력 양자 택일 업스트림 포트 1 포트와 외부 기기에 전원을 공급하기 위한 다운 스트림 포트 1 포트 총 2 포트를 PC와 태블릿에 구현하는 형태 이 주류가 될 것으로 생각된다. 물론 수신자의 스마트 폰이나 디지털 카메라에서도 USB Power Delivery에 대한 대응이 진행되면 지금보다 빠른 속도로 충전 가능하기 때문에, 그 쪽의 대응도 기대한다.

　이번 USB-IF는 프로토 타입 시스템을 이용하여 대형 LCD 디스플레이에 USB 케이블 만 데이터도 전력도 공급하고 이동 시위를 벌였다. 이런 일이 USB Power Delivery의 보급이 진행되면 당연하게 되고, 전용 AC 어댑터를 찾고 우왕좌왕 하는 것도 과거의 이야기가 될만큼 조기에 보급하는 것을 기대한다.

USB Power Delivery 데모. 사진에서 알 수 있듯이 디스플레이는 USB 케이블 1 개로 연결되어 있다. 즉 데이터 신호도 전력도 PC에서 공급되고 있다. 수십 W는 필요할 대형 디스플레이가 케이블 1 개로 움직이고 있는 모습은 장관이다

현재 시작 단계이기 때문에 전원 공급 보드가 밖에 있었다. 이번 데모에서는 PC에서 디스플레이에 전원을 공급하고 있었지만, 반대로 PC에 USB Power Delivery를 이용하여 전원을 공급하는 수도 있다. 가까운 장래에는 일반 USB Power Delivery 대응 USB 충전기에서 PC를 충전할 수 있다

독특한 액체없는 리튬 배터리인 FLCB를 가전기기 용으로 제공

　대만 배터리 제조 업체 ProLogium는 FPC 모양의 리튬 배터리인 FLCB (FPC Lithium Ceramic Battery)를 전시해 눈길을 끌었다. FPC는 Flexible Print Circuit의 약자로, 구부릴 수 있는 기판의 모양 리튬 전지라는 뜻이다. 독특한 것은, 리튬 전지인데, 액체가 아닌 대신에 세라믹을 중심으로 하는 소재로 구성된 것이다.

일반적으로 리튬 이온 전지는 액체 속에서 이온이 움직이는 것으로 화학 반응을 일으켜 충전하거나 방전을 하는데, 이 FPC 모양의 리튬 배터리는 세라믹 속 이온이 돌아 다니는 것으로 충전, 방전이 가능하다. ProLogium에 따르면 이러한 기술은 지금까지 제시된 것은 있지만, 상업용으로 대량 생산을 전제로 개발된 것은 회사의 제품이 아마 처음 이라는 것.

　ProLogium에 따르면 질량당 축전 용량에 대해서는 최첨단 리튬 전지에는 뒤떨어 지지만, 일반적인 리튬 배터리와 거의 동등하다고 한다. 그러나 약점으로는 액체 리튬 배터리 급속 충전이 가능한 반면 액체가 없기 때문에 충전 시간이 걸린다고 한다. 대신 액체를 보호하는 케이스가 필요 없고 이외에도 얇게하는 등 형상 자유도를 갖게되는 장점이 있다. 여기에 누액으로 불타는 등의 문제도 걱정없고, 동사는 가위로 잘라도 작동하는 모습 등을 회장에서 시현하고 있었다 (실제 제품을 자르는 것을 보증하는 것이 아니라, 만일 망가져도 불타지 않는다는 뜻이다).

　회사는 이러한 특징을 살려 얇은 전지를 이미 시작하고 예를 들어 스마트폰용 케이스 등에 장착한 제품 등을 제창. 실제로 주변기기 업체 등과 이야기가 진행되고 있다고한다. 이 외에도 Intel 등 과도 협의를 진행하고 있어, Ultrabook의 채용을 향해 PC 업체에 판매를 추진하고 있는 중이라고 전했다. 회사가 공개한 Ultrabook 디자인 예제에서는 회사의 FPC 형 리튬 전지를 여러장 겹쳐 탑재하는 형태가 되는데, 물론 하나만을 싣는 것도 가능하고, PC의 설계자는 현재 디자인에 장애가 되는 배터리의 레이아웃의 자유도를 크게 개선할 수 있는 장점이있다.

　예를 들어, PC 메이커가 옵션으로 보조 전지에 시트 배터리를 준비 할 때 기존의 시트 배터리는 튼튼한 케이스가 필요했기 때문에, 아무래도 두껍게 할 필요가 있었지만, 획기적으로 얇은 시트 배터리 라는 구조도 충분히 가능해 보인다. 또는 얇은 구조를 이용하여 액정 측에 1 개, 키보드 측에 1 개씩 분할하여 탑재하는 등도 생각할 수 있을 것이다.

　또한, 회사는 2006년에 설립된 벤처 기업이지만 이미 대량 생산도 눈앞에 있다. 생산 공장을 건설 중이며 2013년 중반에는 제품의 출하가 시작될 예정으로 실제 제품은 2014년 이후 Ultrabook 에 탑재될 가능성이 있다. 앞으로 PC 제조 업체가 필요로 하는 양을 확보하고 (물론 PC 업체들은 원소스을 싫어하는 경향이 있다), 신뢰성에 문제가 없음을 증명해야 (대기업인 PC 메이커는 보수적인 곳이 많다) 하는 등 과제가 없는 것은 아니지만, PC나 스마트폰 등 새로운 디자인의 가능성을 주는 장치로 매우 주목할 기술이라 할 수 있겠다.

ProLogium의 FLCB을 통합 시작 Ultrabook. FLCB를 4 매 거듭해 구현하고 있지만, 구현 방법은 이외에도 다양한 방법을 생각할 수 있다.

0.36mm 이하로 평면으로 만들 수 있는 것도 큰 특징

모양이 얇고 유연하기 때문에 이렇게 가죽 케이스에 포함 시키거나 키보드의 뒷면에 붙여 넣거나 다양한 응용이 가능

물론 동작을 보장하는 것은 아니지만, 이렇게 잘라도 계속 작동. 구멍이 열리면 증기 위험성이 있는 액체 리튬 전지와 이 점이 크게 다르다

2013년 4월 12일 IDF 2013 베이징 기사 입니다.

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