- 칩렛은 복잡한 시스템을 더 작은 기능 블록으로 나누어 제조를 개선합니다.
- 동일한 시스템에 다양한 제조 노드를 결합하여 더 큰 확장성과 유연성을 제공합니다.
- AMD와 같은 회사는 CPU 및 GPU에서 이러한 접근 방식을 선도하여 모놀리식 설계의 과제를 극복하고 있습니다.
칩렛 기술은 프로세서와 전자 부품의 설계와 제조에 혁명을 일으키고 있습니다. 하지만 칩렛은 정확히 무엇일까요? 그들이 기술 분야에서 그토록 중요한 추세를 보이는 이유는 무엇일까? 다음 글에서는 칩렛의 매혹적인 세계를 깊이 파고들어 그 기원, 이점, 한계, 그리고 칩렛이 프로세서, GPU 등의 산업을 어떻게 변화시키고 있는지 알아보겠습니다.
칩렛은 처음 도입된 이후 잘 알려지지 않은 기술 도구에서 첨단 하드웨어 설계의 핵심 요소로 자리 잡았습니다. AMD , 인텔 , 그리고 최근에는 다른 업계 기업들이 이러한 모듈형 구성 요소가 제공하는 가능성을 탐구하기 시작했습니다. 여기서는 칩렛에 대해 알아야 할 모든 것을 명확하고 자세하게 설명합니다.
칩렛이란?
칩렛은 기본적으로 더 큰 시스템의 일부를 구성하는 집적 회로의 조각 또는 블록으로, 다른 칩렛들과 함께 작동합니다. 제조업체들은 프로세서나 GPU 전체를 하나의 모놀리식 칩으로 설계하는 대신 , 설계를 여러 개의 작은 칩렛으로 나누어 서로 연결하여 완전한 시스템을 구성합니다. 이러한 모듈식 접근 방식은 설계를 단순화하고 비용 을 절감하며 확장 성을 향상시킵니다.
이 개념은 엄밀히 말하면 새로운 것은 아닙니다 . 멀티칩 모듈(MCM)은 수십 년 전부터 존재해 왔기 때문입니다. 하지만 칩렛의 혁신은 유연성에 있습니다. 각 칩을 서로 다른 공정에서 제조할 수 있어 비용과 성능을 훨씬 효과적으로 최적화할 수 있습니다 .
칩렛 사용의 동기
칩렛 기술은 칩의 설계 및 제조 과정에서 발생하는 점점 더 복잡해지는 문제에 대한 해결책으로 등장했습니다. 단일 칩을 제조하는 방식은 결함 발생 확률이 높고, 비용이 많이 들며, 확장성에도 어려움이 있습니다 . 예를 들어, 시스템을 더 작은 칩렛으로 나누면 실리콘 웨이퍼 상에서의 성능을 향상시켜 사용 가능한 칩의 수를 늘릴 수 있습니다.
실리콘 웨이퍼를 생각해 보세요. 하나의 큰 모놀리식 칩을 제조할 때, 그 영역의 결함 하나라도 전체 칩의 기능에 영향을 미칩니다. 하지만 설계를 더 작은 칩렛으로 나누면 결함이 전체 시스템의 작은 부분에만 국한되어 영향을 최소화할 수 있으므로 낭비를 줄일 수 있습니다.
칩렛의 주요 장점
- 비용 절감: 더 작은 칩렛을 제조하면 웨이퍼당 유용한 단위 수가 늘어납니다. 기능 칩당 비용 절감.
- 확장 성 : 칩렛을 사용하면 모듈식 시스템을 만들 수 있으므로 새로운 시스템을 쉽게 추가할 수 있습니다. 필요에 따른 코어 또는 기능.
- 제조 노드의 유연성: 각 칩렛은 서로 다른 공정(예: 7nm 처리 코어 및 14nm 컨트롤러)을 사용하여 제조될 수 있습니다. 비용 및 성능 최적화.
- 개발 속도: 이미 설계된 칩렛 재사용 새로운 세대의 제품 창조를 가속화합니다.
칩렛 기반 설계의 실제 사례
대표적인 예로 AMD 라이젠 프로세서 시리즈를 들 수 있습니다 . 3세대(라이젠 3000)부터 AMD는 칩렛 방식을 채택하여 프로세싱 코어(CCD)는 7nm 공정으로 제조하고, 입출력(IOD) 칩은 보다 경제적인 12nm 공정을 사용했습니다. 이러한 설계는 라이젠 5000 및 7000 세대에도 유지되어 AMD는 단일 칩 방식의 한계를 극복할 수 있었습니다.
또 다른 관련 사례로는 AMD의 Radeon RX 7000 GPU가 있는데, 이 제품은 메모리와 캐시에 칩렛 기반 설계를 적용하여 메인 그래픽 코어의 공간을 확보 하고 전체적인 설계 복잡성을 줄 였습니다.
칩렛과 MCM의 차이점
칩렛과 앞서 언급한 멀티칩 모듈(MCM)을 혼동하지 않는 것이 중요합니다. 둘 다 여러 개의 칩을 하나의 패키지에 담는다는 공통점이 있지만, 칩렛은 통합 시스템으로 함께 작동하는 특정 기능 블록을 의미합니다. 반면, MCM은 칩렛처럼 기능적으로 응집되지 않고 단순히 여러 칩을 묶은 것에 불과 합니다.
예를 들어, MCM 설계를 적용한 프로세서는 여러 개의 코어와 메모리를 포함할 수 있지만, 칩렛이 제공하는 특정 최적화 기능을 통해 더욱 효율적이고 확장 가능한 작동을 보장하지는 않습니다.
칩렛의 한계와 과제
칩렛 기반 설계에는 단점이 없는 것은 아닙니다. 이 접근 방식은 또한 몇 가지 중요한 기술적 과제를 제시합니다.
- 지연 시간: 칩렛 간 통신은 추가 대기 시간을 추가합니다. 응답 시간에 민감한 애플리케이션에서 성능에 영향을 미칩니다..
- 인터포저 복잡성: 칩렛 간 중개자 역할을 하는 인터포저는 다음과 같이 설계되어야 합니다. 여러 연결을 효율적으로 처리합니다이로 인해 복잡성과 비용이 증가합니다.
- Consumo energético : 칩렛 간의 상호 연결은 다음과 같습니다. 에너지 소비를 늘리다특히 적절하게 최적화되지 않은 경우 더욱 그렇습니다.
- 기준: 통신 인터페이스의 표준화 부족은 다음과 같은 문제를 야기할 수 있습니다. 다양한 제조업체의 칩렛을 통합하기 어렵게 만듭니다..
칩렛의 미래
칩렛의 미래는 특히 UCIe(Universal Chiplet Interconnect Express) 와 같은 상호 연결 표준의 도입으로 더욱 밝아 보입니다. 이러한 표준을 통해 서로 다른 제조업체의 칩렛을 단일 시스템으로 결합할 수 있게 될 것입니다 . 이는 더욱 이질적이고 협력적인 솔루션의 가능성을 열어주며, 전문 기업들이 자사의 부품을 글로벌 생태계에 기여할 수 있도록 할 것입니다.
미래의 시나리오로는 CPU는 한 제조업체에서 생산한 것이고, GPU는 다른 제조업체에서 생산한 것이고, 가속기는 제3자에서 생산한 것이고, 모두 개방형 표준 덕분에 효율적으로 상호 연결되는 시스템이 있을 수 있습니다.
칩렛 기술은 이제 우리 삶의 중심이 되었습니다. 기술적 한계를 극복하고 비용을 절감하며 확장 가능한 솔루션을 제공하는 칩렛 기술은 반도체 산업의 판도를 바꾸고 있습니다. AMD, 인텔 , 엔비디아 와 같은 기업들이 앞장서고 있으며, 상호 연결 표준이 등장함에 따라 칩렛은 프로세서와 GPU를 넘어 자동차, 인공지능, 클라우드 컴퓨팅과 같은 다양한 분야의 새로운 애플리케이션에 활용될 것입니다. 물론 해결해야 할 과제도 있지만, 칩렛은 전자 부품의 설계 및 제조 방식을 재정의하는 모듈형 접근 방식을 제시합니다.
