프로그래머블 로직 솔루션 분야의 리더인 자일링스(www.xilinx.com)는 지난달 28나노 공정으로 명령 프로그래머블 구동을 위한 플랫폼을 가속화했다. 자일링스 측에 따르면 28나노 노드에서 정적 전력은 디바이스의 총전력 소산에서 매우 중요한 부분이며, 때로는 지배적인 요소가 되기도 한다고 밝혔다. 사용 가능한 시스템의 성능과 기능을 더욱 크게 키울 수 있는 열쇠는 전력소비 컨트롤에 있기 때문에 최대 전력 효율을 달성하려면 엄선된 공정 기술이 가장 좋다는 것. 자일링스의 빈센트 통(Vincent Tong) 아시아태평양 임원스폰서 전세계 품질 및 신제품 출시담당 수석 부사장을 만나 28나노 테노놀로지스와 아키텍처에 대해서 들어봤다.

이재용 기자(hades@cyberes.co.kr)

Q : 28nm 디바이스를 위해 고성능, 저전력 공정기술을 선택한 이유는.
빈센트 통 : 삼성과 TSMC의 28nm High-k 메탈-게이트 고성능 및 저전력 공정기술은 표준 28nm 고성능 공정기술과 비교해 정적 전력소모를 50% 줄여주는 것은 물론 매우 까다로운 애플리케이션에서 필요로 하는 성능 요건에도 부합함으로써 자일링스의 요구를 만족시켰다. 이러한 공정기술을 선택함으로써 자일링스는 기존 세대 디바이스와 비교해 전체 전력소모를 50%까지 낮출 수 있을 것으로 예상하고 있다.

Q : 동적 전력소모에는 어떤 영향을 미치는가.
빈센트 통 : 동적 전력소모는 트랜지스터의 온/오프 토글링을 통해 전력이 소모된다. 미세노드 공정기술이 더 낮은 전압레벨을 허용한다 하더라도, 열 및 다른 전력관리 문제를 야기할 수 있는 보다 높은 주파수에서 동작하는 수많은 트랜지스터들이 있다. 여러 회로에 걸맞게 트랜지스터를 선택하고 게이트 산화물 두께를 관리함으로써 동적 전력소모를 줄일 수 있을 것이다. 또한 첨단 클럭 게이팅 및 다른 기법을 통해 디자이너들이 추가적으로 20%까지 동적 전력소모를 낮출 수 있다.

Q : 동적 전력소모를 낮추는 핵심요소로 Low-K 유전상수가 항상 이슈가 되어 왔는데, 자일링스가 High-K 유전상수를 28nm 디바이스에 사용한 이유는.
빈센트 통 : Low-K 유전상수는 주로 인터커넥트 내의 기생 커패시턴스를 줄이기 위해 사용되어 왔는데, 이러한 네트 전하를 줄임으로써 동적 전력소모를 낮출 수 있다. Low-K 유전상수는 여전히 이러한 형태로 사용되고 있으며, 또한 28nm 제품라인에서 동적 전력소모를 줄이는 데에도 도움이 될 것이다. 이와 함께 자일링스는 High-K 메탈 게이트를 사용함으로써 획기적으로 정적 전력소모를 감소시키고 있다. High-K 메탈 게이트는 동적 전력소모에는 어떠한 부정적인 영향을 주지 않는다.

Q : 프로그래머블 솔루션의 필수성(Programmable Imperative)은 무엇을 의미하는가.
빈센트 통 : 프로그래머블 솔루션의 필수성(Programmable Imperative)은 전자 시스템에서 필요로 하는 프로그래머블 로직에 대한 요구를 융합해 나가고자 하는 자일링스의 방향을 정의한 것이다. 높은 칩 개발 비용과 위험부담에 민감한 경제 및 마켓조건, 그리고 재컨피규레이션 및 프로그래머블 특성, 고성능에 대한 요구 등으로 수많은 애플리케이션에서 프로그래머블 솔루션의 사용은 필수화 되어가고 있다.

Q : 확장 가능한 통일된 아키텍처는 무엇이며, 왜 중요한가.
빈센트 통 : 통일된 아키텍처는 가장 낮은 용량 및 성능에서 가장 높은 레벨의 디바이스에 이르기까지 서로 다른 FPGA 제품군에 동일한 방법으로 구현된 동일한 요소(로직, BRAM, DSP 등)를 공유하는 디바이스를 제공할 수 있다. 이러한 확장성은 버텍스-4 제품군에서 처음 소개된 고유의 ASMBL(Application Specific Modular Block) 컬럼 기술을 기반하고 있기 때문에 가능한 것이다. 통일된 아키텍처는 디자이너들이 기존 설계를 소형/대형 디바이스로 재타겟하고자 할 때 코드 재작업 및 재시뮬레이션, 버그 교정 작업을 최소화할 수 있어 디바이스 제품군 전반에 걸쳐 설계 이동성을 향상시킨다. 이를 통해 시스템 제조업체들은 기존에 투자한 IP를 활용하여 인접 마켓의 요건을 해결하기 위한 보다 높은 성능 혹은 낮은 가격을 제공하는 성공적인 제품을 구현함으로써 빠르게 제품 포트폴리오를 확장할 수 있다. IP 개발비용 절감을 통해 보다 크고, 보다 즉각적으로 대응이 가능한 에코시스템을 개발할 수 있다. 이는 자일링스 및 에코시스템 파트너사들이 전체 FPGA 제품분야에 걸쳐 제공하고 있는 광범위한 IP를 보다 빠르게 배치할 수 있도록 함으로써 타겟 디자인 플랫폼을 통해 혁신을 가속화하고 개발 비용을 절감하고자 하는 자일링스의 전략을 뒷받침하고 있다.

Q : 새로운 플랫폼이 고객들에게 제공하는 중요한 혜택은 무엇인가.
빈센트 통 : 전력면에서 새로운 플랫폼은 동등한 디바이스 용량의 기존 디바이스 제품군에 구현된 동일한 디자인과 비교하여 전체 전력소모를 50%까지 낮출 수 있다. 또한 새로운 플랫폼은 2배 더 큰 디자인에서 전체 전력소모를 20%를 절감할 수 있다. 대역폭에서는 내부 칩 성능과 탁월한 수준의 병렬화를 가능하게 하는 디바이스 용량을 증가시킴으로써 병목현상에 따른 문제를 해결하고 있고, 동시에 획기적으로 전체 I/O 성능을 향상시킨다. 저가격 실현과 보다 많은 기능을 집적화시킬 수 있다는 이점을 제공한다. 설계자들에게 개발시간을 단축시켜 보다 빠른 마켓출시를 이룰 수 있도록 한다.