14나노 플러스 프로세스와 인텔 CPU 로드맵 (Basin Falls)

올해 IDF는 프로세서에 관한 화제가 별로없었다. 일단 카비레이크로 생각되는 "7세대 Core프로세서"로 H.265/10bit의 4K 비디오 재생 시연 정도가 열렸다.

 

Intel Developer Forum(IDF)에서 기조 강연을 맡은 인텔 CEO 브라이언 크르자니크

연재에서 언급한대로 카비레이크는 모바일 제품이 연내에 출시된다는 정보가 6월 COMPUTEX에서 밝혀졌고 그 이상의 정보는 없었다.

 

물론 GPU의 4K 비디오만 해도 H.265의 10bit 재생을 하드웨어로 지원하는 것은 새로운 기능이지만 그것은 CPU 코어가 크게 변화가 없기 때문일수도 있다.

실제 테크니컬 세션을 보더라도 크게 변하지 않았음을 나타냈다고 생각된다.

7세대 Core 프로세서에 대해 언급이 있었지만 4K 비디오 재생 시연 정도가 열린 정도. 4K 비디오에 대한 대응이 언급된 정도로 정보 공개는 거의 없었다

일단 그 카비레이크의 데스크톱 라인업 등은 많이 밝혀졌으니 그것을 가미한 형태로 로드맵을 본다. 이번부터 브로드웰까지의 세대는 생략한다.

2015년 ~ 2017년 인텔 CPU 로드맵

14nm 프로세스 기반의 저전력 CPU 브라스웰 투입

우선 지난번 반영을 잊은 얘기지만 올해 2월에 펜티엄 및 셀러론 그레이드에 14nm 프로세스 기반의 아톰인 브라스웰(Braswell)이 투입됐다. 셀러론은 2코어 J3060과 4코어의 J3160, 펜티엄은 4코어 J3710이다.

 

모두 에어몬트(Airmont) 아키텍처 채용이지만 성능 자체는 22nm의 실버몬트(Silvermont) 아키텍처에서 크게 향상된 것이 아니라 동작 주파수가 같다면 성능도 비슷한 정도다.

 

다만 에너지 효율성이 증가하면서 2.4GHz 구동의 4코어의 Bay Trail-D의 TDP가 10W, Braswell-D는 2.6GHz 구동 4코어도 6.5W로 새로운 전력 절약화가 실현되고 있다.

 

또 이 세대에는 내장하는 GPU도 강화되고 있다. 예를 들면 Pentium J2900에 탑재된 Intel HD Graphics는 4EU 구성으로 동작 주파수가 최대 896MHz로 높지만 성능은 낮았다. 이것이 Pentium J3710에서는 18EU 구성까지 늘어나고 있으며(Celeron J3060/3160은 12EU) 주파수는 최대 700/740MHz로 다소 낮게 설정되어 있지만 렌더링 성능은 크게 향상되고 있다.

카비레이크는 2017년 1월말 발표?

그런데 그 다음이 카비레이크(Kabylake)다. 현 시점에서 CPU 코어 자체에 아무 변화가 가해지지 않는 것은 거의 틀림 없다. 차이가 있는 것은 첫머리에 썼던 대로 GPU 측의 비디오 디코더 또는 인코더 정도가 현실적인 것이며 나머지는 동작 주파수의 상승이다.

 

그 동작 주파수가 의외로 집중하여 2bin(200MHz)정도의 향상을 보이고 있다. 다만 동작 주파수/소비 전력 관계 개선은 이번에는 무리였던것 같은 것이 카비레이크 세대에서 하이엔드 Core i7-7700K의 경우 TDP가 95W로 약간 증가하고 있다.

 

아직 이 카비레이크의 투입 시기는 분명치 않지만 일단 준비가 되면 2017년의 이른 시기(1월 말?)에는 발표할 것으로 보이고 처음에는 Core i7 과 Core i5, 이어 Core i3 와 Pentium 그레이드를 1~2개월 후(2월 말?)에는 투입할 것으로 보인다.

 

Celeron 그레이드의 투입이 조금 뒤에 보이는 것은 카비레이크 세대에서는 DDR3L의 지원이 줄어들기 때문이다.

 

카비레이크 세대는 PCH도 변경이 될 것이다. 일단 기능적으로는 현재의 Intel 100 시리즈에서도 이용이 가능할 것이지만 과거 Haswell Refresh와 Broadwell이 Intel  9 시리즈를 필수로 한 것처럼 SKU에 따라서는 새 PCH가 필요한 형태로 발매될 것 같다.

이 새로운 PCH는 현재는 Kabylake PCH로 불리며 실제로는 Intel 200 시리즈로 등장하게 된다. 기능적으로 이 Intel 200 시리즈는 PCI Express의 레인수나 SATA 포트 수, USB 포트 수 등은 현행 Intel 100 시리즈와 차이가 없고 USB 3.1의 컨트롤러 탑재도 이번에는 보류할 것 같다.

그러므로 아마도 Intel Optane SSD의 지원 정도에 그치는 것 아니겠나, 나머지는 오버클럭에 약간의 변경이 있을지도 모른다.

 

그런데 그 카비레이크에 "아마도 반영되지 않을 것이다" 또는 "첫 카비레이크에 반영되지는 않지만 내년 하반기에는 어쩌면" 이라는 가능성이 있는 것이 새로운 14나노 프로세스다.

 

아래 사진은 올해 IDF의 "Building Winning Products with Intel Advanced Technologies and Custom Foundry Platforms"라는 세션의 자료에서 발췌한 자료다.

2005년에 투입된 65nm 세대의 P1264 이후에는 High Speed Logic(짝수)와 SoC(홀수)가 라인업되고 있다. 2011년에는 22nm의 P1270, 2012년에는 22nm SoC P1271이 제공됐는데 이 22nm 세대는 또 다른 P1271.9로 불리는 FPGA 프로세스가 추가되고 있다

이쪽은 좀 더 먼 이야기이지만 10nm세대에는 10/10+/10++라는 3가지가 있는 것을 이미 예고했다. 즉, 2022년경까지 10nm 프로세스는 이용된다

이 세션은 Intel Custom Foundry로 인텔이 제공하는 파운드리 비지니스의 세부 내용에서 설명하지만 이 세션에서 처음으로 14nm 세대에서 새로운 14+ 라고 불리는 새로운 프로세스가 추가될 것이 밝혀졌다.

 

원래 14nm 세대는 4개의 프로세스가 있다는 것이 이 그림에서 드러나고 있지만 최초에 투입된 2013년의 것은 제품 제조에 사실상 실패했고, 그 다음 2014년의 것이 Broadwell-Y/U 용으로 이용된 프로세스로, 이것이 그 후 Broadwell-H 와 Skylake 등에 폭넓게 이용된다.

 

다만 이는 원래 에너지 절약용으로 설계된 것으로 데스크톱과 제온용으로는 별로 적합하지 않는 것이었다. 이를 커버할 수 있도록 현재 개발 중인 것이 14+에서 굳이 넘버링하면 P1273에 상응하게 된다. (혹은 P1272.9일수도)

 

앞의 슬라이드에서 12% 성능이 향상된다고 밝혔으며 조건이 같다면 그 여분의 동작 주파수가 오르게 된다. 

아마도 14+라고 불리는 프로세스는 기존 14nm 세대와 FinFET의 치수가 다를 것으로 생각된다. 이것은 배선의 개편이 최소한 필요하며 FinFET의 세대에서 원하는 특성을 얻기 위해 FinFET의 수를 증감시키는 셈이기 때문에 회로에 의해서 FinFET의 수 자체도 바뀔 것이다.

 

카비레이크도 마스크 자체는 개조지만 CPU 코어와 메모리 컨트롤러 등은 거의 변경이 없고, 어디까지나 GPU 혹은 비디오 액셀러레이터 주변만 변경이 있다는 얘기다.

 

그래서 올해 안에 OEM에 모바일 출하가 가능한 것이지만 CPU 코어에서 캐시까지 모두 설계를 변경한다는 이야기라면 이르고 내년 2분기 정도까지 물건이 나오지 못하게 된다.

 

그래서 적어도 올해 출하되는 모바일 및 내년 초에 출하되는 데스크톱용은 프로세스 자체는 기존 14nm 그대로일 가능성이 매우 높다. 다만 그 다음은? 이라고 말하면 다소 어려워지게 된다. 이는 다음 이야기로 이어진다.

LGA 2061의 Basin Falls는 Skylake-X 와 Kabylake-X의 2가지가 혼재

내년 데스크톱 부분은 카비레이크로 움직일 것이다. 10nm 프로세스가 예정대로 나오면 모바일은 Cannon Lake로 이행할지 모르지만 데스크톱용은 2018년까지 유지될 것이다. 만일 10nm이 늦는다면 14nm 공정의 한세대 제품이 들어갈 수도 있다. 이 경우는 14+를 사용한 제품이 될 것이다.

다만 여기서 새는 것이 하이엔드, 즉 Core i7 Extreme용이다. 이것은 무사히 Broadwell-E의 출하가 시작됐고, 다음은 Skylake-E 기반인데 이 세대에서 인텔은 Core i7 Extreme용(이 브랜드가 그대로 유지될지, 이름이 바뀌는지도 현 시점에서 확실하지 않다)에 새로운 LGA 2061 패키지를 도입한다.

지난번에도 언급한 Basin Falls다. 재밌는 것은 이 Basin Falls용 제품은 Skylake-EP(Xeon 전용)의 다이를 이용한 Skylake-X 와 Kabylake의 다이를 이용한 Kabylake-X의 2가지가 혼재하는 것이다.

 

다만 인텔은 Skylake-EP/EX 세대에서 2P/4P/8P와 같은 Purley Platform을 도입할 예정이지만 역시 이것은 Extreme용에는 과하다고 판단했다고 한다. 여기서 현재의 LGA2011-3 연장에 있는 새 패키지를 마련하기로 했다고 한다.

 

이러한 Basin Falls는 하이엔드 데스크탑과 워크 스테이션을 커버하는 것으로 구성은 전에 소개한 대로 4ch의 DDR4 메모리(DDR4-2677까지 대응:RDIMM과 LRDIMM도 지원)과 최대 x48 (x16이 3조)의 PCI Express 3.0을 CPU 측에서 지원하여 칩셋은 Kabylake PCH(즉 Intel 200시리즈)를 그대로 사용하는 형식이다.

 

코어는 Skylake-EP 중 LCC(Low Core Count)구성의 것을 사용하고 6/8/10코어가 라인업 될 것으로 보인다. (18코어 제품은 없다) TDP는 140W.

 

이와 별도로 역시 LGA 2061 이면서 Kabylake의 코어를 사용한 Kabylake-X로 불리는 것도 동시에 라인업된다. 이것은 4코어만, TDP는 112W로 알려졌다.

여기서 의문이 되는 것은 PCI Express와 메모리 컨트롤러다. Kabylake의 PCI Express는 x16(x16 또는 x8+x8)밖에 없고, DDR4는 2ch 이다. 여기서 가능성이 있는 것은 이하 두가지다.

·Skylake-X에서는 3× PCI Express x16과 4ch DDR4를 최대한으로 이용할 수 있지만 Kabylake-X에서는 PCI Express는 x16이 1개 유효. 또 4ch DDR4 중 유효한 것은 2ch 만.
·Skylake-X와 Kabylake-X는 모두 3× PCI Express x16과 4ch DDR4를 최대한으로 이용할 수 있다.

전자에서 Kabylake-X는 Kabylake 그대로의 다이에서 단순히 내장 GPU를 무효화하고, 동작 주파수를 약간 올린 (그만큼 TDP도 늘어난) 것이다.

 

후자라면 Kabylake의 PCI Express와 메모리 컨트롤러를 재설계(Skylake-EP의 것을 사용?)하고 GPU를 없앤 새로운 다이가 투입된다.

현재 어느 쪽이 될지 분명하지는 않지만 만약 후자라면 이때 프로세스를 14nm이 아니라 14+로 전환한다는 시나리오는 있을 법하다.

 

이전의 계획으로는 Kabylake는 그대로다라는 말이었지만 AMD가 젠 베이스의 서밋릿지(Summit Ridge)를 투입하는 것을 생각하면 좀 더 성능 이득을 취하려는 인텔의 생각은 무리가 아니다.

인텔의 10nm이 순조롭다면 무리하게 14+를 사용하지 않아도 10nm 제품을 조기에 투입하고 차별화하는 것도 이론상으로는 가능하므로 이 부분은 역시 10nm의 진척에 따른다는 것일까,

 

여담이지만 현재 AMD의 젠을 생산하는 글로벌 파운드리는 10nm 세대는 미끄러져 다음 공정인 7nm으로 진행할 예정이다.

 

역설적으로 말하면 젠과 후계의 Zen+는 14nm로 길게 생산된다는 것이며 인텔이 10나노의 조기 이행에 실패했을 경우 오랜만에 같은 프로세스 노드간 제품 싸움이 지속된다는 재미있는 상황이 될 것 같다.

출처 - http://ascii.jp