AMD CPU의 젠 코어 아키텍처에 대한 로드맵 공개
2022년말 35% 성능 향상된 젠4 CPU 제품군 양산
2024년 완전히 새로운 젠5 아키텍처 기반 CPU 출시
AMD가 9일(현지시각) 자사 CPU의 반이 되는 젠(Zen) 코어 아키텍처에 대한 로드맵을 공개했다. 젠 아키텍처는 AMD의 가장 작은 임베디드 CPU에서 가장 큰 엔터프라이즈 칩에 이르기까지 모든 것의 기초가 된다.
젠4 아키텍처: 성능 및 와트당 성능 향상, 올해 말 출시
AMD는 현재 젠4 아키텍처 기반 제품을 강화하는 과정에 있다. 여기에는 올해 말에 출시 예정인 라이젠(Ryzen) 7000 라파엘(Raphael) 클라이언트 CPU와 4 세대 에픽(EPYC) 제노아(Genoa) 서버 CPU가 포함된다. 젠4는 새로운 CPU 코어 칩렛과 새로운 I/O 다이를 제공해 PCI-Express 5.0 및 DDR5 메모리와 같은 기능에 대한 지원을 한다. 그리고 성능 측면에서 AMD는 현재 젠3 기반 제품에 비해 와트당 성능 및 클럭 속도를 크게 향상시키는 것을 목표로 하고 있다.
AMD는 지난 5월 말 '컴퓨텍스(Computex) 2022' 기조연설에서 젠4 기반 라이젠 7000 CPU의 1코어(싱글 스레드) 성능이 젠3 대비 15% 향상될 것이라고 밝힌 바 있는데, 이날 향후 출시될 젠4 CPU의 성능 향상 근거에 대해 보다 명확히 밝혔다. AMD는 젠3에 비해 클럭당 명령 처리 수인 IPC(Instructions Per Clock) 8-10% 향상과 15% 이상의 1코어(싱글 스레드) 성능 향상을 예측했다.
AMD는 또한 젠4 프로세서가 와트당 성능이 25% 이상, 전체 성능이 35% 이상 향상될 것이라고 밝혔다. 젠4 칩도 상당한 클럭 주파수 향상을 가질 것이라고 밝혔는데, 모든 코어에서 5.5GHz에서 실행되는 라이젠 7000 프로세서를 이미 시연했다는 점을 감안할 때 놀라운 일은 아니다. 젠4는 또한 코어당 메모리 대역폭이 최대 25% 증가한다.
젠4 아키텍처는 AI(인공지능) 처리에 특화된 명령어와 대규모 데이터 처리용 AVX-512 명령어도 내장할 예정이다. CPU의 AI 성능이 이미 칩 제조업체의 전장이 되었기 때문에 AI 명령을 추가하면 AMD가 단기적으로 인텔 및 기타 경쟁업체를 따라잡을 수 있다.
AMD는 데스크톱PC와 노트북을 위한 젠4 코어, 128코어 에픽 베르가모(Bergamo) CPU에 들어갈 고밀도 서버용 젠4c 코어, V-Cache가 장착된 젠4로 구성된 세가지 제품을 생산할 예정이다.
AMD는 젠4 제품군을 5나노(nm)와 4나노 공정에서 생산하고 라이젠 7000과 제노아 및 젠4c 기반 제품군을 TSMC의 5나노 공정에서 생산할 예정이다. 따라서 4나노 공정이 AMD의 로드맵에서 어디에 해당하는지 명확하지 않지만 TSMC의 4나노 공정은 완전히 새로운 공정이 아니라 5나노급 공정을 소폭 개선한 파생물로 보인다.
젠5 아키텍처: 2024년을 위한 완전히 새로운 마이크로아키텍처
한편 AMD는 2024년에 출시할 젠5 아키텍처에 대한 로드맵도 일부 공개했다. AMD는 젠5를 ‘완전히 새로운 마이크로아키텍처’라고 부른다. 즉, 젠4보다 단순히 점진적으로 개선되는 것이 아닌 완전히 새로운 아키텍처다.
마이크로 아키텍처의 새로운 전면 재설계로 인해 젠4에서 보는 것보다 훨씬 더 중요한 세대 개선을 젠5에서 기대할 수 있다. AMD는 성능과 에너지 효율성을 더욱 향상시키기 위해 다시 파이프라인된 프런트 엔드와 문제 폭 확대를 활용한다. 또한 새로운 수치 형식 또는 행렬 곱셈 단위에 대한 하드웨어 지원으로 AI 및 기계 학습을 최적화한다.
AMD는 젠5 칩 스택이 젠4와 유사할 것으로 예상한다. 즉, 바닐라 Zen 5 코어, 컴팩트 코어(Zen 5c) 및 V-Cache의 동일한 3가지 디자인을 갖게 될 것이다. AMD 고객에게 이러한 연속성은 고객에게 AMD의 맞춤형 구성(젠4c 및 V-Cache)이 2024년 이후에도 후속 제품을 갖게 될 것이라는 보장을 제공하기 때문에 매우 중요하다.
젠5 CPU는 젠4용 5나노/4나노 혼합 공정과 달리 TSMC의 4나노와 3나노 공정에서 생산될 예정이다. 출시 시기는 2024년 하반기에서 연말 사이로 예상된다. 같은 시기 인텔이 출시할 코어 프로세서, 애로레이크(Arrow Lake)와 경쟁하게 된다.
AI타임스 박찬 위원 cpark@aitimes.com
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