Arm, 칩렛 혁명 이끈다...칩렛 시스템 아키텍처(CSA) 첫 공개 사양 발표

[이코노믹데일리] 글로벌 반도체 설계자산(IP) 기업 Arm(나스닥: ARM)이 칩렛(Chiplet) 기술 혁신의 새로운 이정표를 세웠다. Arm은 칩렛 시스템 아키텍처(Chiplet System Architecture, CSA)의 첫 번째 공개 사양을 발표하며 칩렛 기반 설계 생태계 확장을 본격화한다고 3일 밝혔다. 이번 발표는 AI 시대의 폭발적인 컴퓨팅 수요에 대응하고 맞춤형 실리콘 솔루션 개발을 가속화하는 데 중요한 역할을 할 것으로 기대된다.

현재 에이디테크놀로지(ADTechnology), 알파웨이브 세미(Alphawave Semi), AMI, 케이던스(Cadence), 재규어 마이크로(Jaguar Micro), 칼레이(Kalray), 리벨리온(Rebellions), 지멘스(Siemens), 시놉시스(Synopsys) 등 60개 이상의 업계 선도 기업들이 CSA 개발에 참여하고 있다. 

에디 라미레즈(Eddie Ramirez) Arm 인프라 사업부 부사장은 “AI는 이전과 달리 모든 시장에 스며들어 새로운 산업 혁명을 주도할 잠재력을 가지고 있다. 이를 위해서는 다양한 시장 전반의 광범위한 AI 워크로드에 대응할 수 있어야 한다”고 강조했다. 그는 “이처럼 광범위한 컴퓨팅 요구 사항은 특정 시장 요구에 최적화된 두 가지 이상의 컴퓨팅 솔루션을 제공해야 한다는 것을 의미한다. 맞춤형 실리콘에 대한 수요 증가와 실리콘 생산의 비용 및 복잡성이 결합되어 칩렛의 채택이 확대되는 추세를 주도하고 있다”고 덧붙였다.

특수 칩렛을 재사용하여 여러 맞춤형 SoC(System-on-Chip)를 만들면 모놀리식(monolithic) 칩 대비 설계 비용을 절감하고 성능 향상과 전력 소비 감소를 동시에 꾀할 수 있다. 그러나 업계 전반의 표준과 프레임워크가 없으면 칩렛 간 호환성 문제가 발생하여 혁신을 저해할 수 있다. 

Arm은 이러한 파편화를 해결하기 위해 작년에 CSA를 소개했다. CSA는 생태계와 공동 개발한 일련의 시스템 파티셔닝(system partitioning) 및 칩렛 연결 표준을 제공하여 칩렛 구축의 기본 선택 사항을 조정하도록 돕는다. CSA를 통해 설계자는 규정을 준수하는 모든 시스템에 적용하고 재사용할 수 있다는 확신을 바탕으로 새로운 칩렛을 설계할 수 있다. 

CSA에 참여하는 여러 기업들은 이미 Arm Neoverse™ 컴퓨팅 서브시스템(CSS)으로 구동되는 맞춤형 실리콘을 원활하게 제공하는 생태계인 Arm 토탈 디자인의 일환으로 솔루션을 구축하고 있다. Arm 토탈 디자인은 현재까지 다음과 같은 시장별 전략을 가능하게 하는 칩렛 기반 컴퓨팅 서브시스템의 배포에 성공했다.

알파웨이브 세미는 Arm Neoverse CSS 기반 칩렛과 독점적인 I/O 다이를 결합하여, AMBA® CHI C2C를 통해 각 시장의 특정 요구 사항에 맞는 가속기를 연결한다. 이를 통해 컴퓨팅 다이 비용을 절감하고 여러 시스템을 구축할 유연성을 확보한다.

에이디테크놀로지, 삼성 파운드리, 리벨리온은 협력을 통해 데이터센터에서 대규모 AI 워크로드 훈련 및 추론을 위한 AI CPU 칩렛 플랫폼을 개발했다. 이 플랫폼은 리벨리온의 REBEL AI 가속기와 AMBA CHI C2C 인터커넥트를 사용하는 일관된 NPU를 결합하고 에이디테크놀로지의 Neoverse CSS V3 기반 컴퓨팅 칩렛으로 구축된다.

특히 삼성 파운드리 2나노(nm) GAA(게이트 올 어라운드) 고급 공정 기술로 구현되어, 생성형 AI 워크로드(Llama3.1 405B 파라미터 LLM)에서 약 2~3배의 효율성 향상을 제공할 것으로 예상된다.

Arm은 인프라부터 자동차, 소비자 기술에 이르기까지 모든 시장에서 AI가 주도하는 다양한 워크로드를 해결하는 데 CSA가 기여할 수 있음을 보여주는 사례라고 강조했다. Arm 기반 칩렛 생태계는 Arm 컴퓨팅 플랫폼의 유연성, AMBA CHI C2C와 같은 표준이 지원하는 원활한 통신, CSA가 지원하는 통합을 활용하여 모든 시장에서 증가하는 AI 수요에 대응할 수 있는 독보적인 위치에 있다고 확신한다.

CSA를 둘러싼 생태계가 지속 성장함에 따라, 표준에 대한 협업과 산업에 미치는 영향력도 커질 것으로 기대된다. 이를 통해 업계는 파편화를 대폭 줄이고 맞춤형 실리콘 솔루션의 개발 및 배포를 더욱 가속화할 수 있을 것이다.