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엔비디아(Nvidia)가 서버용 중앙처리장치(CPU)를 개발해 시장 진출을 선포했다. 

엔비디아는 12일(현지시간) '엔비디아 그래픽 테크놀로지 컨퍼런스(GTC) 2021' 행사에서 자사 최초의 데이터센터 CPU인 ‘그레이스’(Grace)를 공개했다.

엔비디아는 최대 반도체 설계회사인 AMR 기술을 기반으로 그레이스를 개발, 오는 2023년 슈퍼컴퓨터에 탑재한다는 계획이다.

엔비디아는 인공지능(AI)용 그래픽 프로세서와 칩으로 가장 잘 알려져 있다. 그레이스 서버 프로세서는 엔비디아 최초의 데이터 센터 CPU로, 인텔이 시장 점유율 90% 이상을 차지하고 있는 시장에 도전장을 내밀고 있다. 인텔은 2020년에 자사의 데이터 센터 그룹에서 261억달러(약 29조원)의 매출을 기록했는데, 이는 전년 대비 11% 증가한 수치다.

엔비디아의 CEO인 젠슨 황은 공식 성명을 통해 “GPU와 DPU가 결합된 그레이스는 컴퓨팅을 위한 세 번째 기본 기술과 데이터 센터를 재설계하여 AI를 발전시킬 수 있는 기능을 제공한다”면서 "엔비디아는 이제 3개의 칩(GPU, DPU, CPU)을 가진 기업"라고 말했다. 

이어 ARM 기반 그레이스 시스템은 오늘날 최고성능 서버보다 AI 연산속도가 10배 이상이라고 강조했다. 

그레이스의 가장 큰 특징은 PCIe 대신 NVLink로 GPU와 CPU를 연결한다는 점이다. AI 워크로드 병목현상은 주로 GPU와 시스템 메모리간 연결 속도에서 발생하는데, NVLink는 GPU와 GPU를 연결하는 기술로 PCIe 대비 10배 빠르다. 

GPU끼리는 NVLink로 연결되어 데이터 전송이 빠르지만 x86 CPU는 PCIe 연결만 지원해 CPU 시스템 메모리 접근 과정에서 속도가 저하된다. 

GPU-CPU 연결에 NVLink를 사용하면 좋겠지만 현존하는 모든 x86 CPU는 NVLink 연결을 지원하지 않는다. 그래서 엔비디아는 NVLink 연결이 가능한 CPU를 직접 개발하게 됐다고 밝혔다.

그레이스는 CPU당 300 SPECint_rate 이상, 8개 CPU로 구성된 DGX 시스템은 총 2400SPECint_rate 이상(일반 시스템은 450 SPECint_rate)이다. GPU-CPU 인터페이스는 900Gbps NVLink로 CPU 시스템 메모리 대역폭과 대등한 수준으로, GPU가 시스템 메모리에 전체 대역폭으로 접근 가능하다. 

엔비디아는 미국 에너지국 로스 알라모스(Los Alamos) 국립연구소, 스위스 슈퍼컴퓨팅 센터(CSCC)가 그레이스 칩을 이용해 슈퍼컴퓨터를 만들 계획이라고 밝혔다.

엔비디아는 지난해 ARM을 400억달러(약 44조 7200억원)에 인수할 계획이며 애플과 퀄컴 등 ARM에 의존하는 칩 제조업체에 기술 라이센스를 계속 부여하겠다고 밝힌 바 있다. ARM 기반 칩은 스마트폰에서는 우세하지만 데이터 센터에서는 널리 쓰이지 않는다.

시장에서는 엔비디아의 CPU 시장 진입으로 인텔, AMD와 경쟁이 심화될 가능성에 주목하고 있다. 시장조사업체 머큐리리서치에 따르면 인텔은 2020년 4분기 서버 CPU 시장에서 92.9%의 점유율을 기록했다. 경쟁사인 AMD의 서버 CPU 점유율은 7.1%다. 당장 엔비디아가 서버 시장에서 인텔의 아성을 무너뜨리기는 어렵지만, ARM 기반 범용 CPU를 출시해 저변을 확대하는 전략을 펼칠 수도 있기 때문이다.

대신증권 허지수 연구원은 “엔비디아의 ARM 인수 여부와 관계없이 CPU를 개발하며 GPU, CPU, DPU, 그리고 CUDA 소프트웨어까지 아우르는 완전한 컴퓨팅 플랫폼을 갖게 된다. 향후 CPU 개발 진전에 따라 밸류에이션 리레이팅이 가능하다고 판단된다”고 말했다. 

한편, 엔비디아는 이날 GTC 2021 행사에서 그레이스 CPU 외에도 차세대 데이터 프로세싱 유닛인 '블루필드-3' DPU와 엔터프라이즈용 메타버스 플랫폼 '옴니버스 엔터프라이즈', 차세대 자율주행 플랫폼인 '드라이브 아틀란' 등을 선보였다.

엔비디아의 차세대 자율주행 플랫폼인 드라이브 아틀란(DRIVE Atlan)은 차세대 GPU 아키텍처, Arm 네오버스 CPU, 컴퓨터 비전 가속기를 결합한 SoC다. 초당 1000조번 이상 연산(TOPS), 대역폭 300Gbps로 이전 세대인 오린(Orin) 대비 4배 뛰어난 성능이다. 오린은 2022년부터 생산, 차세대 아틀란은 2023년 샘플링을 시작해 2025년부터 신차에 도입될 예정이다. 

엔비디아 드라이브는 오픈 플랫폼으로, 자동차 제조사들은 각자 니즈에 맞게 소프트웨어 정의 차량을 프로그래밍할 수 있다. 또한 옴니버스로 자율주행 시뮬레이션 학습도 가능하다.