[고전 2005.04.22] 듀얼 코어의 다이 사이즈로 부터 판단되는 AMD의 CPU 전략

 

법칙성이 있는 AMD CPU의 die size

　Intel에 이어 AMD도 듀얼 코어 CPU를 정식 발표했다.

　이번에 발표된 내용에서 재미있는 것은 AMD의 듀얼 코어 CPU의 die size (반도체 본체의 면적)이다. 아래가 AMD CPU의 다이 크기 목록으로 리비전이 바뀌면 다이도 미묘하게 변화하기 때문에 정확한 것은 아니지만 대충은 이러한 흐름으로 추이하고 있다. 이것을 보면, 0.13μm (130nm) 이상 라인업 다이 사이즈에는 명확한 법칙성이 있다는 것을 알 수 있다.

 

AMD CPU 코어의 다이 크기 (일부 추측)

 

　예를 들면, 0.13μm는 하이엔드 및 성능 PC 용 K8 (Opteron, Athlon 64 FX, 1MB L2 캐시 버전 Athlon 64)의 다이는 193 제곱 mm, 메인 스트림 PC 용 512KB L2 판 K8 (Newcastle)이 145 제곱 mm, 밸류 전용의 K7이 85 ~ 101 제곱 mm 였다. 즉, 대략적으로 말하면, 아래와 같은 3 ~ 4 계층의 다이 사이즈가 된다.

서버 및 성능 PC    200 제곱 mm 전후
메인 스트림 PC    140 제곱 mm 전후
메인 스트림 & 밸류 PC    80 ~ 100 제곱 mm

　대략적으로 말하면, 메인 스트림은 밸류의 1.4x 배의 다이 크기, 성능은 메인 스트림의 1.4 배로 밸류의 2 배이다.

　다이 크기가 2 배가 되면 하나의 웨이퍼 상에 배치 할 수 있는 다이 (반도체 본체)의 수는 반감한다. 또한 제조 과정에서 웨이퍼에 생기는 결함 때문에 불량 다이가 발​​생할때 다이가 커지면, 1 개의 다이 지역에 결함이 포함될 가능성이 높기 때문에 불량 비율 (수율)도 나빠진다. 따라서 다이 면적이 2 배가 되면 제조 할 수 있는 칩 개수는 1 / 2보다는 더 줄어들 것이다. 결함 비율에 따라 1 / 3 또는 그 이하가 될 수도 있다.

　즉, 이 그림의 맨 위에 칩 아래의 칩은 제조 비용이 3배 정도 달라도 이상하지 않은 셈이다. 당연히 AMD로는 200 제곱 mm의 다이는 가능하면 높은 가격을 매기는 서버로 팔고 싶다. 원래 AMD의 계획은 200 제곱 mm 클래스의 Hammer 계의 다이는 서버 전용으로 PC가 104 제곱 mm가 될 예정이었던 256KB L2 다이를 주로 투입하는 것이었다. 하지만 PC의 성능 경쟁을 위해, AMD는 200 제곱 mm 클래스의 다이를 PC 용으로 투입하고 있다.

　AMD의 3 ~ 4 계층의 다이에는 제조상의 의미가 있다. CPU Fab이 1개 밖에 없는 AMD의 한정된 생산 능력으로 수요를 충족 시키는 CPU 개수를 제조하려면 제품 믹스 중 작은 다이의 CPU 비율을 높게해야 한다. 그러나 다이의 작은 CPU 만 생산해 버리면, 성능 경쟁에서 이길 수 없다. 따라서 비용은 높지만 경쟁의 대형 다이의 성능 CPU와 경쟁력 있는 성능을 적당한 비용으로 제공 할 수 있는 중간 크기의 다이의 메인 스트림 CPU와, 어쨌든 저렴한 비용에 초점을 하는 밸류 CPU 용 작은 다이의 3 계층이 필요하다는 것이다. AMD는 104 제곱 mm의 K8을 투입 할 계획 이었던 시점에는 0.13μm에서 모든 라인업을 K8 계로 할 예정 이었다. 즉, 100 제곱 mm 전후의 다이 라면, 모든 수요를 조달할 만한 제조를 할 수 있게 된다.

 

같은 크기로 나란한 싱글 코어와 듀얼 코어

　이러한 것을 염두 하고, 90nm 세대의 라인업을 보면 재미있는 것을 알 수 있다. 듀얼 코어 K8의 다이는 2MB L2 판이 199 제곱 mm, 1MB L2 판이 147 제곱 mm. 참고로, Athlon 64 X2 4800 + 및 4400 +가 2MB L2 판, 4600 + 및 4200 +가 1MB L2 판이다. 2MB L2 버전은 서버용도 겸용 코어로 가장 높은 비용과 높은 성능의 플래그쉽이다. 1MB L2 판은 147 제곱 mm, 이것은 0.13μm 세대의 512KB L2 판 K8 (Newcastle : 뉴캐슬)과 거의 같은 크기. 그렇게 되면 역할도 같고, 메인 스트림 성능과 비용의 균형을 취하게 될 것이다.

　즉, AMD의 90nm 버전 듀얼 코어 K8은 0.13μm 판 싱글 코어 K8과 다이 크기가 같은 위치를 차지하게 된다. 제조 용량도 지금은 기본적으로 변하지 않기 때문에, 제조 비율도 90nm의 수율이 높아짐에 따라 0.13μm 버전 싱글 코어 K8과 같은 정도가 될 것이다. AMD CPU에서의 K8의 비율은 90nm 공정 버전이 나오기 까지 20여 % 정도에 머물렀다. 그렇다면, 듀얼 코어의 비율은 1 / 5 정도로 예상 할 수 있다.

　대조적으로 싱글 코어 K8은 어떤가? 싱글 코어의 90nm 공정 K8의 다이 크기는 1MB L2 판이 114 제곱 mm (작년 가을 Citigroup Smith Barney Semiconductor Conference에서 발표 기준), 512KB L2 판이 84 제곱 mm (작년 가을의 Analyst Day 기준). 이것은 0.13μm 세대 K7 코어에 필적하는 크기이다. AMD가 K7을 마지막 주문을 받고 밸류 CPU의 전량을 K8 코어에 바꿀 수있는 것은 이 다이 크기 때문이다.

　즉, 간단히 말하면 0.13μm 세대와 90nm 세대 다이 사이즈으로 비교하면 다음과 같다.

0.13μm → 90nm
K8 싱글 코어 → K8 듀얼 코어
K7 → K8 싱글 코어

　그러면 앞으로 어떻게 될 것인가? 65nm 공정을 예측하면 듀얼 코어 K8의 다이는 2MB L2 판이 110 제곱 mm 전후, 1MB L2 판이 80 몇 제곱 mm 정도가 된다. 즉, 65nm 세대가 되면 AMD는,하고 싶다면 CPU의 전량을 듀얼 코어러 할 수 있는 것이다. 그러나 대형 다이의 고성능 목적의 200 제곱 mm의 다이가 없으면, 균형 잡히지 않게되어 버린다. 또한 2006년 에는 Fab36 에서 생산도 시작하는 것으로, AMD는 현재와 같은 힘든 생산 용량 제한에서 해제된다. 그러면 지금보다 더 큰 다이 비율을 늘려도 생산 수량을 유지할 수 있다.

　그러면 65nm 공정에서 200 제곱 mm와 140 제곱 mm의 다이가 되는 것은 무엇일까? 소멸한 K9 대신 개발되고 있다고 하는 K10인지? 아니면 K8 계의 4코어 버전인지? 이제까지 내용은 모르겠지만, 그 크기의 CPU가 등장하는 것만은 틀림 없을 것이다.

 

AMD와 Intel의 다른 듀얼 코어 가격 체계

　듀얼 코어의 가격 구조도 재미있다. AMD의 CPU는 가격 계층으로, 듀얼 코어 쪽이 싱글 코어보다 상위에 온다. 듀얼 코어의 가격은 500 달러 대에서 최고 1,000 달러 전후. 싱글 코어 Athlon 64의 가격은 조금 중첩 되지만, 기본은 아래의 가격 계층이다.

　예외는 Athlon 64 FX로 이것만은 듀얼 코어의 상위와 같은 가격에 온다. 어쨌든, 가격의 위치로서는 "듀얼 코어는 싱글 코어보다 대단해"라는 것이 AMD의 메시지이다.

　그에 비해 Intel의 가격 계층은 싱글 코어와 듀얼 코어를 완전히 병렬시킨다. 톱의 Pentium Extreme Edition 840 가격은 999 달러로 기존의 Pentium 4 Extreme Edition 나란하다. Pentium D 840이 500 달러 대에서 Pentium 4 670 (600 달러 대)과 Pentium 4 660 (400 달러 대) 사이에 끼워진. 또한 830이 300 달러 대, 820 200 달러 대와 보급형 PC 가격대에서도 듀얼 코어가 제공된다. "듀얼 코어 및 싱글 코어는 모두 대단해"라는 것이 Intel의 메시지이다 (이걸 설명하려면 이렇게 저렇게 얘기할 수 있겠지만, 이 전과 이후를 쭉 보고서, 딱 한마디로 정리가 되는 것은  당시의  일반 사용자들이 쓰는 소프트들의 (게임,사무용 소프트 등등) 성능대로 가격을 매긴다 입니다. 코어2 가장 높은 클럭 제품이 쿼드 가장 낮은 클럭 제품과 동급이거나 약간 더 비싸던가, 최고클럭 i3가  가장 저클럭 i5와 가격차가 적거나, 특히나 i3의 경우는 하이퍼스레딩이 있기 때문에, 논리적으로는 4코어로 동일하며, 고클럭이면 성능차도 줄어들죠. 이 시절까지도 일부 소프트는 고클럭 i3가 저클럭 i5 보다 성능이 좋기도 하구요.

 

복잡하게 생각하면 이거 저거 다 끌어와서 설명을 해야 하는데, 그냥 단순하게 생각하면, 한마디로 정리가 됩니다. 사실 이게 더 맞긴하죠. 크게 만들었냐, 적게 만들었냐, MCM 쿼드냐, 네이트브 쿼드냐, 이게 사용자에게 뭐가 중요할까요? 제조사 입장에 가까운 것일 뿐이죠 (물론 제조사 역시 자신들 입장이 있기 때문에, 동 코어의 코어 숫자별로 즉 제조 비용별로 가격을 어느정도 매기기는 합니다. 다만, 고클럭의 경우도 제조시에 어려운 겁니다. 고클럭도 수율이 그만큼 나오지 않습니다. 클럭이 낮은건 더 많이 생산되구요.). 사용자 입장에서는 다이가 작아도 성능이 좋은 아키텍처가 있으면 그게 좋은거고, 다이가 커도 성능이 나쁜 아키텍처가 있으면 그건 안좋은거고 그런거죠. 실제 AMD도 일부 그렇게 했구요. 위에 내용에도 나오듯이 L2 캐시가 2배인데 가격이 혼합되어 있죠. 펜4와 펜D 시절이면 더 소프트웨어가 멀티스레드를(멀티코어) 지원하지 않는 경우가 많기 때문에 더욱 성능상 그렇죠.

 

뭐 물론 그럼에도 불구하고, 실제 성능을 보지 않고, 캐시를 따져서 저건 사며 안된다고 말하고 다닌다던가, i3인데 왜 i5와 가격차가 적냐고 따지는 사람도 존재하지만.....  보통 듀얼이냐 쿼드냐를 따지는건 실제 코어가 2개냐 4개냐가 주가 아니라 (캐시도 마찬가지), 비슷한 코어당 성능이면,  쿼드쪽이 성능이 보통 높으니까 따지는거죠. 즉.  목적을 망각하고, 그 목적을 이루기 위한 수단 자체가 언제부턴가 목적이 되어버린 사람들의 얘기... 이런거 주위에서 때때로 자주 있습니다. 수단에 집착하시는 분들...... 이게 더 발전하면, 컴퓨터 쪽으로만 말하면, 저 IPC의 불도저가 8코어인데, 고 IPC의 4코어 8스레드 인텔은 왜 더 비싸냐 라고 따지기도 하죠. 성능이 좋으니까..... 이런 분들은... 486 16코어 쓰게 만들어야 알아 차릴려나..... 모로 가도 서울만 가면 되는건데 (불법 제외)......).

　이것만을 보면, AMD는 듀얼 코어의 가치에 자신이 있고, Intel은 별로 안 보인다. 이유는 어디에 있는지는 모르겠지만, 다이 크기만 보면 AMD의 가격이 더 자연스럽다.

 

 

	인텔	AMD
1000 달러	펜티엄 XE 840	X2 4800 +
800 달러	-	X2 4600 +
600 달러	-	-
500 달러	펜티엄 D 840	X2 4400 + / X2 4200 +
400 달러	-	-
300 달러	펜티엄 D 830	-
200 달러	펜티엄 D 820	-

 

 

(기사의 원문에는 위 표의 AMD 제품들에 X2가 붙어 있지 않으나.. 기사의 내용상으로도 그렇고, 실제 당시에 출시된 X2의 가격을 보면, X2가 붙어야 하기에, 별도로 X2를 붙였습니다.)

 

2005년 4월 22일 기사 입니다.

 

 

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