특화된 프로세싱 진화…경제성‧설계 자율성‧범용 컴퓨팅 접근 용이성 기반 구현
더욱 고성능‧강화된 보안‧디지털 신호 처리‧머신러닝 역량 제공
향후 3000억개의 Arm 기반 칩에 최첨단 기술 제공
“Arm v9은 향후 출시될 3000억개의 Arm 기반 칩에서 가장 중요한 역할을 할 것이다. 경제성, 설계 자율성, 범용컴퓨팅의 접근성을 바탕으로 구축됐다”
영국 반도체 설계 업체 Arm이 온라인 기자간담회 ‘Arm 비전 데이(Arm Vision Day)’를 개최하고 ‘Arm v9’ 아키텍처를 발표했다. Arm v9은 10년만에 출시된 새로운 Arm 아키텍처로 향상된 보안, 인공지능(AI), 그리고 유비쿼터스 전용 프로세싱에 대한 전세계적인 요구사항에 대응하기 위해 설계됐다는 것이 회사측 설명이다.
사이먼 시거스(Simon Segars) Arm CEO는 “AI에 의해 정의될 미래를 향해 나아가고 있는 만큼 Arm은 앞으로 직면할 다양한 어려움들을 해결할 수 있는 최첨단 컴퓨팅의 기반을 마련해야 한다”며 “Arm v9이 그 해답”이라고 강조했다.
또 사이먼 시거스 CEO는 “Arm v9은 널리 사용될, 안전하고 강력하며 특화된 프로세싱에 대한 수요는 향후 3000억개의 Arm 기반 칩을 이끄는 동력이 될 것”이라고 말했다.
또 “그동안 전세계에 1800억개 이상 ARM 기반 칩이 생산됐다”며 “Arm v9은 앞으로의 반도체 시장 10년을 주도하게 될 것”이라고 밝혔다.
Arm에 따르면 Arm 기반 칩의 출하량은 더욱 가파르게 증가하고 있으며 지난 5년 동안에는 무려 1000억개 이상의 디바이스가 출하된 것으로 집계됐다.
사이먼 시거스 CEO는 “이러한 속도라면 곧 전세계에서 공유되는 데이터의 100%가 엔드포인트, 데이터 네트워크, 클라우드 중 한 곳에서는 Arm에 의해 처리될 것으로 예상된다. 이러한 Arm 기술의 만연한 활용은 Arm이 Arm v9에 더욱 강화된 보안 및 성능과 더불어 새로운 기능들을 선보여야 할 책임이 있다는 것을 의미한다”며 “Arm v9의 새로운 역량들은 전세계적으로 AI, IoT 및 5G가 빠르게 발전함에 따라 모든 애플리케이션들이 범용 컴퓨팅에서 특화된 컴퓨팅으로 전환하는 것을 더욱 가속화할 것”이라고 강조했다.
Arm은 v9 설계 과정에서 보안 분야에 최우선적으로 집중했다.
사이먼 시거스 CEO는 “오늘날 업계가 직면한 최대 기술적 과제, 즉 전세계의 정보를 보호하는 문제를 해결하기 위해 Arm v9 로드맵은 Arm 컨피덴셜 컴퓨팅 아키텍처(Arm Confidential Compute Architecture, CCA)를 제시한다”며 “컨피덴셜 컴퓨팅은 하드웨어 기반의 보안 환경에서 컴퓨팅을 수행함으로써 처리 중인 상태의 일부 코드 및 데이터가 심지어는 상위권한의 소프트웨어에서(privileged software)도 접근 및 수정될 수 없도록 보호한다”고 설명했다.
Arm CCA는 보안 및 비(非)보안 세계로부터 분리된 부분에서 동적으로 생성된 영역(Realm)이라는 개념을 선보일 예정이며 이는 기존 애플리케이션에서도 사용이 가능하다는 것.
사이먼 시거스 CEO는 “비즈니스 애플리케이션을 예로 들면 이러한 ‘영역’은 상업적으로 민감한 데이터 및 코드를 사용 중이거나 저장 상태이거나 전송 중인 상태에서도 모든 시스템으로부터 보호할 수 있다. 기업 임원들을 대상으로 실시한 펄스 설문조사(Pulse survey)에서 약 90%의 응답자들은 컨피덴셜 컴퓨팅을 활용하 수 있게 되면 보안 비용을 절감함으로써 엔지니어링 혁신에 대한 투자를 대폭 늘릴 수 있을 것으로 기대한다고 답했다”고 전했다.
AI 워크로드의 편재성(ubiquity)과 범위에 대해서도 언급했다.
사이먼 시거스 CEO는 “AI 워크로드의 편재성(ubiquity)과 범위는 더욱 다양하고 특화된 솔루션을 요구한다. 일례로 2020년대 중반에 이르면 80억개 이상의 AI 음성 비서 디바이스가 사용될 것으로 전망되는 가운데 온디바이스 애플리케이션 중 90% 이상이 시각 및 음성과 같은 AI 기반 인터페이스를 비롯한 AI 요소들을 갖출 것으로 예상된다”고 밝혔다.
이러한 요구사항을 충족하기 위해 Arm은 후지쯔(Fujitsu)와 협력해 스케일러블 벡터 익스텐션(SVE) 기술을 개발했고 전했다.
SVE2는 5G 시스템, 가상현실 및 증강현실의 프로세싱 역량 뿐만 아니라 이미지 프로세싱이나 스마트홈 애플리케이션같이 CPU에서 로컬로 실행되는 머신러닝 워크로드의 처리 능력을 강화한다.
사이먼 시거스 CEO는 “Arm은 앞으로 수년간 Arm 기술의 AI 역량을 더욱 확장할 계획”이라며 “이를 위해 Arm은 현재 말리(Mali) GPU와 에쏘스(Ethos) NPU에 대해 진행중인 AI 혁신과 더불어 CPU 내에서의 행렬 곱셉 성능을 대폭 강화할 예정”이라고 말했다.
시스템 설계를 통한 성능도 극대화했다.
사이먼 시거스 CEO는 “Arm은 지난 5년 동안 매년 업계 평균을 뛰어넘는 속도로 CPU 성능을 향상시켜 왔다”며 “Arm은 v9 세대에서도 이러한 모멘텀을 유지해 다음 두 세대의 모바일 및 인프라 전용 CPU에서도 30% 이상의 CPU 성능 향상을 선보일 계획”이라고 강조했다.
이어 “그러나 업계가 점차 범용 컴퓨팅을 벗어나 유비쿼터스 특화된 프로세싱으로 이동함에 따라 매년 두 자릿수의 CPU 성능 개선을 제공하는 것만으로는 충분하지 않다”며 “Arm은 특화된 프로세싱을 강화하는 것과 더불어 토탈 컴퓨트(Total Compute) 설계 방식을 적용함으로써 시스템 수준의 하드웨어 및 소프트웨어 최적화를 통해 전반적인 컴퓨팅 성능을 가속화하고 사용사례 기반의 성능을 높일 계획”이라고 덧붙였다.
토탈 컴퓨트 설계 원칙을 오토모티브, 클라이언트, 인프라 및 IoT 솔루션 전반의 모든 IP 포트폴리오에 적용하면 v9의 시스템 수준 기술을 모든 IP 솔루션으로 확장할 수 있을 뿐만 아니라 개별 IP 또한 개선할 수 있다는 것이 Arm측의 설명이다. 나아가 Arm은 동작주파수, 대역폭, 캐시 크기를 높이면서 메모리 지연 시간을 단축함으로써 v9 기반 CPU의 성능을 극대화하는 다양한 기술을 개발하고 있다고 전했다.
사이먼 시거스 CEO는 “점점 복잡해지는 AI 기반 워크로드의 요구사항을 충족시키기 위해서는 더욱 안전하고 특화된 프로세싱이 요구되는데 이는 새로운 시장과 기회를 창출하는 데 핵심적인 역할을 할 것”이라며 “v9은 하드웨어와 소프트웨어 사이의 치명적인 간극을 메워 개발자들이 신뢰할 수 있는 미래 컴퓨팅 플랫폼을 설계하고 프로그래밍할 수 있도록 할 계획이다. 더불어 표준화를 추진함으로써 Arm 파트너들이 시장 출시에 소요되는 시간을 줄이는 것과 비용을 관리하는 것 사이의 균형을 맞추고 각자 고유의 솔루션을 설계할 수 있도록 지원할 것”이라고 말했다.
한편 v9 기반 칩은 연내 생산될 예정이다. 대만 미디어텍은 애플리케이션프로세서(AP) 적용을 공식화했다. 향후 삼성전자, 퀄컴 등의 AP에도 활용될 것으로 보인다.