CPU는 계산을 수행하기 위해 켜고 끄는 전기 게이트인 수십억 개의 작은 트랜지스터를 사용하여 만들어집니다. 그들은 이것을 하기 위해 전력을 소모하며, 트랜지스터가 작을수록 더 적은 전력이 필요합니다. “7nm” 및 “10nm”는 이러한 트랜지스터의 크기를 측정한 것입니다. “nm”는 나노미터, 아주 작은 길이이며 특정 CPU가 얼마나 강력한지 판단하는 데 유용한 지표입니다.
참고로 “10nm”는 2019년 4분기에 출시될 예정인 Intel의 새로운 제조 공정이며 “7nm”는 일반적으로 AMD의 새로운 CPU와 Apple의 A12X 칩이 기반으로 하는 TSMC의 공정을 나타냅니다.
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그렇다면 이러한 새로운 프로세스가 왜 그렇게 중요한가?
칩의 트랜지스터 수는 매년 두 배로 늘어나는 반면 비용은 절반으로 줄어든다는 무어의 법칙(Moore’s Law)은 오랫동안 유지되었지만 최근에는 속도가 느려지고 있습니다. 90년대 후반과 2000년대 초반에 트랜지스터는 2년마다 크기가 절반으로 줄어들어 정기적으로 엄청난 개선이 이루어졌습니다. 그러나 추가 축소는 더 복잡해졌으며 2014년 이후 Intel에서 트랜지스터 축소를 본 적이 없습니다. 이러한 새로운 프로세스는 특히 Intel에서 오랜 기간 동안 처음으로 주요 축소이며 무어의 법칙에 대한 간략한 재점화를 나타냅니다.
Intel이 뒤쳐지면서 Apple의 A12X 칩은 TSMC의 7nm 공정에서 제조되고 Samsung은 자체 10nm 공정을 사용하여 모바일 장치도 따라잡을 기회를 얻었습니다. 그리고 TSMC의 7nm 공정에서 AMD의 다음 CPU를 사용하면 성능 면에서 Intel을 뛰어넘고 시장에서 Intel의 독점에 대해 건전한 경쟁을 가져올 수 있습니다. 최소한 Intel의 10nm “Sunny Cove” 칩이 출시되기 전까지 말이죠.
“nm”가 실제로 의미하는 것
CPU는 다음을 사용하여 만들어집니다. 포토리소그래피, CPU의 이미지가 실리콘 조각에 에칭됩니다. 이것이 수행되는 정확한 방법은 일반적으로 프로세스 노드라고 하며 제조업체가 트랜지스터를 얼마나 작게 만들 수 있는지에 따라 측정됩니다.
트랜지스터가 작을수록 전력 효율이 높기 때문에 일반적으로 CPU 성능의 제한 요소인 너무 뜨거워지지 않고 더 많은 계산을 수행할 수 있습니다. 또한 더 작은 다이 크기를 허용하여 비용을 줄이고 동일한 크기에서 밀도를 높일 수 있습니다. 이는 칩당 더 많은 코어를 의미합니다. 7nm는 이전 14nm 노드보다 밀도가 두 배 높아 AMD와 같은 회사에서 출시할 수 있습니다. 64코어 서버 칩, 이전 32개의 코어(및 Intel의 28개)에 비해 크게 개선되었습니다.
Intel이 아직 14nm 노드에 있고 AMD가 곧 7nm 프로세서를 출시할 예정이지만 이것이 AMD가 2배 빨라질 것이라는 의미는 아닙니다. 성능은 트랜지스터 크기와 정확히 일치하지 않으며 이러한 작은 규모에서는 이 수치가 더 이상 정확하지 않습니다. 각 반도체 파운드리 측정 방법은 서로 다를 수 있으므로 전력이나 크기의 정확한 측정보다는 제품을 세분화하는 데 사용되는 마케팅 용어로 사용하는 것이 가장 좋습니다. 예를 들어 Intel의 곧 출시될 10nm 노드는 숫자가 일치하지 않더라도 TSMC의 7nm 노드와 경쟁할 것으로 예상됩니다.
모바일 칩이 가장 크게 개선될 것
노드 축소는 성능에만 국한되지 않습니다. 또한 저전력 모바일 및 랩톱 칩에 큰 영향을 미칩니다. 7nm(14nm와 비교)를 사용하면 동일한 전력에서 25% 더 많은 성능을 얻거나 절반의 전력으로 동일한 성능을 얻을 수 있습니다. 이는 제한된 전력 목표에 두 배의 성능을 효과적으로 맞출 수 있기 때문에 동일한 성능으로 더 긴 배터리 수명과 더 작은 장치를 위한 훨씬 더 강력한 칩을 의미합니다. 우리는 이미 Apple의 A12X 칩이 스마트폰 내부에 수동으로 냉각되고 포장되었음에도 불구하고 벤치마크에서 일부 구형 Intel 칩을 부수는 것을 보았습니다. 이는 시장에 출시된 최초의 7nm 칩일 뿐입니다.
더 빠르고 전력 효율적인 칩이 기술 세계의 거의 모든 측면에 영향을 미치기 때문에 노드 축소는 항상 좋은 소식입니다. 2019년은 이러한 최신 노드를 사용하는 기술 분야에서 흥미진진한 해가 될 것이며 무어의 법칙이 아직 죽지 않았다는 사실을 알게 되어 기쁩니다.