[분석정보] 현실 노선으로 수정된 AMD의 FUSION

CPU 코어와 GPU 코어가 바뀐 새로운 FUSION 계획

 AMD는 GPU 통합형 CPU "FUSION (퓨전)"제품군의 첫 번째 단계인 "Swift (스위프트)"를 더 온당한 계획으로 궤도 수정했다. AMD는 8월의 시점에서는 통합 CPU 코어는 차세대 "Bulldozer (불도저)" 코어로 하고 있었지만, 이것은 현재 K10 (K8L) 세대 "STARS"계열 코어로 바뀌었다. 또한 올봄 일본 AMD는 FUSION을 위한 GPU 코어를 개발한다고 설명하고 있었지만, 현재 계획은 Swift에 통합되는 코어는 "기존의 하이 엔드 독립형 그래픽스"가 된다. 이러한 변경은 AMD의 궁극적인 비전인 명령 레벨에서 CPU 코어에 GPU 코어의 통합에 더 단계가 필요한 것임을 시사하고 있다.

 또한 AMD는 2009년 후반에 등장하는 FUSION이 45nm 공정의 첫 번째 제품이 아닌 45nm 2세대 제품이 되는 것도 밝히고 있다. 올봄 시점에서는 일본 AMD도 FUSION이 첫번째 45nm 공정 세대가 될지 그 전에 45n​​m CPU가 있는지 모른다고 설명했다. AMD는 45nm에서 갑자기 FUSION 을 취하는 것이 아니라, 이전 제품으로 공정을 드라이브하고 FUSION에 이르는 온당한 계획을 밝힌게 된다.

 ATI Technologies를 인수한 이후 AMD는 매우 논리적이고 웅대한 기술 비전을 제시하고 있지만, 현실의 제품을 일으켜 세우는 것은 진척이 안되는 불균형 상황에 있었다. 즉, 먼저 말은 하지만, 가까운 계획이 잘되지 않았다. AMD는 이러한 상황을 고쳐 세우려는 것으로 보인다.

 이번 변경은 긍정적인 면과 부정적인 면이있다. 긍정적인 면은 변화의 결과 FUSION을 포함한 AMD의 CPU 계획이 더 현실적으로 된 것. 부정적은 결과적으로 AMD의 기술 비전이 다소 불투명해진 것이다. AMD는 수정한 통합적인 비전을 내세울 필요가 있다.

현재 FUSION 계획

올해 (2007년) 8월의 FUSION 계획

Barcelona 의 진척이 안되는 것에서 현실 노선을 강조하는 AMD

 AMD의 노선 변경은 반년 사이에 둔 두개의 애널리스트 회의를 보면 명확하다. 올해 (2007년) 7월 "2007 Technology Analyst Day"에서 차세대 CPU 코어 "Bulldozer (불도저 : BD)"와 "Bobcat (밥캣)"을 포함한 큰 기술 비전을 장담했다. 이에 비교해 12월 "2007 Financial Analyst Day"에서 Bulldozer와 Bobcat은 거의 언급되지 않고, FUSION 더 온당한 구현을 포함한 현실적인 노선이 밝혀졌다.

 물론, 7월의 Analyst Day가 기술 포커스, 12 월의 그것은 재무 포커스라는 회의 자체의 성격의 차이도 있다. 그러나 그 이상으로 눈에 띄는 것은 현실적인 로드맵을 제시함으로써 네이티브 쿼드 코어 "Barcelona (바르셀로나)"의 지연에 의해 잃어버린 신뢰를 회복하려는 AMD의 자세다.

 실제 12월의 Analyst Day에서 애널리스트들의 질문도 Barcelona의 지연과 AMD의 경쟁력에 의문이나 재무 등에 집중되어 있었다. 바늘 방석 상태에서 AMD로는 단기적으로 시장을 잡고 매출을 올리기 위한 계획에 설명을 집중하지 않을 수 없었다. 즉, AMD를 둘러싼 환경이 "장기적인 기술적인 것은 좋으니, 지금의 상황을 어떻게하는지 설명하라"라는 분위기였기 때문에 AMD도 이에 응한 것이다.

시작의 확실함을 위한 신중한 기술 선택

 AMD는 지금까지 코드 명 FUSION으로 불러 온 헤테로지니어스 (Heterogeneous : 이종 혼합) 형 CPU 계획을 여름 무렵부터 "Accelerated Processing Unit (APU)"라고 ​​분류하고 있다. 또한 12월에는 APU 부문의 부사장으로 원래 MIPS의 CTO였던 Mike Uhler 씨를 영입했다. AMD는 지난 몇년 동안 CPU 업계 기술 분야의 인재를 계속 끌어오고 있지만, 여기에 또 새로운 인물이 참여했다.

새로운 카테고리 'APU'해설

 APU라는 명칭은 FUSION와 비교하면 더 AMD가 목표 프로세서 상을 정확히 나타내고 있다. AMD의 비전에서는 궁극적으로 CPU가 디코딩하는 명령어 스트림에서 SSE5 명령의 일부 등이 GPU 코어 측의 블록에서 실행된다. 즉, CPU에서 특정 처리를 가속화하는 유닛으로서 GPU 코어를 녹여 넣으려는 발상이다. x86 CPU에 x87 코 프로세서가 융합하여 결과적으로 부동 소수점 연산이 가속화 된 것과 같은 이미지다. 그렇게 생각하면 APU 쪽이 더 현실에 맞는 표현이라고 말할 수 있을지도 모른다.

 가장 최초의 APU 인 Swift는 그러한 비전에서 멀다. Swift는 여러 개의 CPU 코어, 풀 DirectX GPU 코어와 UVD 유닛, DDR3 메모리 인터페이스, 캐시 메모리, PCI Express 인터페이스 등으로 구성된다. CPU 코어는 AMD의 "STARS"시리즈를 기반으로 하는 3세대 STARS 코어, GPU 코어는 기존의 하이 엔드 외장 GPU를 기반으로 한다, 또 노스 브릿지 부분은 AMD의 내년 (2008년)의 모바일 CPU "Griffin (그리핀)" 기반으로 한다. 어느쪽 일까 말하면, SOC (System on a Chip)형의 유닛의 통합이며, FUSION을 고친 APU의 비전은 아직도 거리가 있다.

 기존 제품 또는 Swift 등장 시점에서 기존 구성 제품의 유닛을 재사용함으로써 "생산 개시를 보다 확실하게 하는 기술 선택" 이라고 Analyst Day에서 Mario Rivas 씨 (Executive Vice President, Computing Products Group) 는 설명했다. APU에 새로운 유닛을 개발하면, 늦을 가능성이 있기 때문에 이미 검증된 코어를 재사용 한다. 이것이 Swift의 개념이다.

어두움을 드리운 Intel의 GPU 통합 CPU Havendale / Auburndale

 AMD의 이 결정의 이유는 간단하다. 그것은 Intel이 2009년 중반에 GPU 통합형의 Nehalem (네할렘) 제품군 "Havendale (헤븐 데일)" "Auburndale (어번데일)"를 투입하기 때문이다. Havendale / Auburndale에 대항해 2009년 말까지 APU를 투입하기 위해서는 확실한 계획을 선택할 수 밖에 없다는 것이다. 여기에 Intel에 크게 리드 당하면, 쿼드 코어로 뒤진 지금의 재현이 된다.

 Intel의 Havendale / Auburndale은 CPU 다이 (반도체 본체)와 GMCH 다이, 2개의 다이로 구성된 MCM (Multi-Chip Module)이다. AMD의 Swift 대해서는 아직 MCM인지 1개의 다이에 통합되는 것인지 알고 있지 않다. 이전에는 AMD는 FUSION에서는 통합하여 전력 소모를 줄일 수 있다고 밝히고 있으며, MCM 대신 1 실리콘에 통합 솔루션으로 계획하고 있었다. 하지만 기존 기술로 굳힌 현재 Swift의 계획은 MCM도 이상하지는 않다.

 그러나 AMD는 여전히 Swift을 소비 전력이 중요한 모바일에서 투입으로 정하고 있어 그 점을 보면 1 실리콘 가능성이 있다. 또한 AMD는 Barcelona 세대에서 CPU의 각 블록의 모듈화를 강력하게 지향하고 있으며, 인터페이스의 클린화와 명문화를 진행해 왔다. 따라서 Intel과 비교하면, SOC (System on a Chip) 형태의 통합은 쉬운 것이다. 반대로 말하면, 1 실리콘에 통합하지 않으면 AMD가 모처럼 추진해온 모듈화의 의미가 사라져 버린다. 모듈화는 오버 헤드 인한 것이며 AMD는 희생있다. 따라서 Intel보다 AMD 쪽이 1 실리콘 화에 대한 동기 부여가 강하다.

 그렇지만, 반대의 증거도 있다. AMD가 최근 Intel의 MCM 솔루션의 공격을 대기하기 시작한 것이다. 예전에 AMD는 Intel의 MCM 대 AMD의 네이티브 솔루션을 대립 축으로 가지고 있었다. 그러나 Analyst Day에서도 그 부분은 강조되지 않았다. 이것은 AMD 자신이 MCM을 투입 할 징조라고 알려져 있다. 그러나 현재 알고있는 한, MCM은 서버 측이다.

AMD의 노선 변경에 어두움을 드리운 구 ATI 인재 유출

 AMD가 Swift에 "기존 그래픽"을 사용한다고 발표한 것은, Swift의 GPU 코어가 VLIW (Very Long Instruction Word) 형의 R6xx 계 명령 세트가 되는 것을 시사하고 있다. 그러나 R6xx의 VLIW 형 명령 세트는 AMD의 CPU 명령어 세트 확장의 방향성은 분명 일치하지 않는다. 또한 현재의 R6xx 아키텍처의 벡터 길이가 매우 크고, 긴 지연 시간의 셋업이  필요하다. AMD의 Phil Hester (필헤스터) 씨 (Senior Vice President & Chief Technology Officer (CTO))는 9월에 FUSION의 통합은 단계별로 진행 명령어 수준에서의 통합 및 벡터 길이의 미세 입자화를 진행해 간다고 설명했다. 이러한 단계는 모두 Swift의 다음 세대에서 시작하게 될 것 같다.

 AMD가 Swift에 기존 GPU 아키텍처를 사용하기로 결정한 배경에는 인재 유출이 있을지도 모른다. AMD와 ATI가 합병한 이래 구 ATI 캠프에서 탑인 David (Dave) E. Orton (데이브 오튼) 씨 (Executive Vice President, Visual and Media Businesses, AMD)를 비롯해 몇몇 유력한 인재가 빠졌다. GPU 개발의 사내 리더십이 약해져있을 가능성도 있다.

 또한 AMD와의 합병에 의해서, GPU 아키텍처도 CPU와 통합 지향적인 방향으로 수정할 필요가 생기고 있다. AMD는 Analyst Day에서 나타낸 로드맵 차기 외장 GPU 아키텍처 "R700"가 2009년이 되는 것도 보였다. 원래 계획은 R700은 2008년이며, 일정은 후퇴하고 있다.

 GPU의 개발주기는 현재 2 ~ 4년으로, 예전 1년 반 (18 개월)보다 길어지고 있다. 그리고 AMD와 ATI가 합병한 시점에서 이미 R700은 ATI 사내 달리고 있었다. 그러나 R700이 2009 년으로 밀려나면 개발주기로는 AMD 합병후 부터 상류 설계를 시작해도 늦게 된다. 이번의 다시 시작은, R700 아키텍처 자체가 APU 화를 전제로 궤도 수정된 것을 의미 할지도 모른다. 그렇다면, R700은 VLIW에서 SIMD로 입도 큰 벡터에서 입도 작은 벡터로 단일 컨텍스트에서 멀티 컨텍스트로, 라는 방향으로 진행될 가능성이 높다.

단계적으로 융합해 나갈 CPU 코어와 GPU 코어

융합의 그림

매니아 용 플랫폼의 로드맵

Stanford Graphics Lab에서 인재 유입

 덧붙여서, AMD는 GPU 아키텍처 개발에 유력한 인재를 스카우트 했다. 스탠포드 Stanford Graphics Lab의 연구자로 알려진 Mike Houston 씨, AMD에 가담하는 것으로 보여진다.

 Houston 씨는 스탠포드 대학에서 스트림 프로그래밍 언어 "BrookGPU"나 분산 컴퓨팅 "Folding @ Home" 에서 GPU 클라이언트 등의 프로젝트를 리드했다. GPU의 범용 컴퓨팅 활용 "GPGPU (General Purpose GPU)"의 전문가로 보여진다. 미래의 APU의 명령 세트 아키텍처를 GPU 측에서 생각하면 알맞은 인재일지 모른다.

 무엇보다, Houston 씨의 연구 범위는 GPGPU에 머물러 있지 않다. 예를 들어, Houston 씨가 스탠포드 대학에서 진행하고 있던 "Sequoia (세쿼이아)" 프로젝트는 프로세서의 메모리 계층을 프로그래밍 언어 안에서 모델화 하기 위한 프로젝트다. Sequoia에서는 GPU는 물론 Cell BE와 같은 특수한 메모리 계층 구조를 가진 프로세서의 프로그래밍을 획기적으로 용이하게 할 수 있다. 스트림형 처리의 경우, 기존 CPU의 캐시에는 적합하지 않지만, 지역성을 살리기 위해 메모리 계층은 필요하다. Houston 씨의 Sequoia는 그러한 프로세서의 가장 큰 문제로 있는, 데이터 이동 프로그래밍의 노력을 제거하는 것이다.

 Houston 씨는 올해 (2007년) 4월 AMD의 GPU 컨퍼런스 "Tech Day"의 즈음에 "Sequoia의 목적은 컴파일러가 메모리 계층간 데이터 이동을 자동화하는 것이다. 언어 중 적절한 모델화가 이루어지면 컴파일러 자체의 개발은 그리 어렵지 않다고 생각한다 "고 말했다. 물론 언어에서 확장한다는 Sequoia가 그대로 AMD의 단기 프로젝트가 된다고 생각되지 않는다. 그러나 AMD가 이러한 배경의 인물을 획득하면, 그것은 AMD가 더 깊이 헤테로지니어스형의  융합을 생각하고 있는 증거라고 생각된다.

 참고로, Stanford Graphics Lab에서, 같은 BrookGPU을 다룬 것으로 유명한 Ian Buck 씨가 NVIDIA에 CUDA 기술 리더 (NVIDIA CUDA Software Manager)으로 들어가 있다. GPU가 프로그래머블화 되면서, 그 분야의 연구를 거듭한 Stanford Graphics Lab이 인재 공급원의 색채를 강하게 한다.

"Sequoia"프로젝트

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