기본 콘텐츠로 건너뛰기

2027년까지 에너지 효율을 100배 끌어올린다? by 리사 수







 

(Credit: AMD)

AMD CEO인 리사 수 박사가 국제 반도체 연구 기관 IMEC 혁신상에 선정된 후 IMEC의 ITF 월드 2024 컨퍼런스에서 기조 연설을 진행했습니다. 이 기조 연설에서 AMD가 2020년까지 25배로 에너지 효율을 높이는 계획인 25x20을 확장해 2025년까지 30배로 효율을 높이는 30X25 계획을 성공적으로 진행했으며 앞으로 2026-2027년에는 이보다 훨씬 큰 100배의 에너지 효율 증가를 이뤄낼 수 있을 것이라고 발표했습니다.

물론 CPU만으로 이런 성능 향상을 이루겠다는 것은 아니고 GPU를 이용해 AI 및 병렬 연산에서 성능 향상을 이루겠다는 의미로 본래 계획인 2014년 기준으로 2020년까지 에너지 효율을 25배 늘린다는 것이었습니다. 특히 이 과정에서 칩렛 디자인으로 여러 개의 프로세서와 메모리를 붙이는 현재의 2.5D 및 3D 패키징 방식이 큰 역할을 할 것으로 내다봤습니다.

이전 포스트: https://blog.naver.com/jjy0501/221353394456

솔직히 요즘 CPU는 전기 차력쇼가 기본기이고 그래픽 카드는 케이스가 부담되게 커지고 있지만, 절대 성능이 향상되는 건 사실이라서 전성비는 오히려 좋아지고 있습니다. 특히 최근 AI 연산 쪽으로 특화되면서 그런 쪽으로는 에너지 효율을 급격히 좋아지고 있는 건 사실입니다.

문제는 최근 대규모 언어 모델(LLM) 같은 생성형 AI가 등장하면서 과거와는 비교할 수 없을 정도로 AI 연산 요구가 늘어나고 있다는 것입니다. 그 결과 AI 모델을 학습하는데 수천 개의 GPU와 수만 MWh의 에너지가 소모되고 있습니다. 결국 새로 만들어지는 AI 데이터 센터는 그전보다 더 많은 에너지를 소모하고 있으며 심지어 건설 자체를 발전소와 가까운 위치에 하고 있습니다.

이런 어려움을 극복하기 위해 AMD는 칩렛 디자인으로 계속해서 칩의 크기를 키워 프로세서 하나가 먹는 전기의 양은 늘려도 시스템 전체 전기 소모량은 줄이고 있습니다. 왜냐하면 여러 개의 CPU와 GPU, 그리고 서버를 사용할 경우 이들 사이의 데이터를 전달하는 과정에서 엄청난 에너지가 소모될 뿐 아니라 병목 현상으로 속도가 지연되면서 에너지 효율성은 낮아지기 때문입니다.

전기 먹는 하마라도 일단 CPU와 GPU를 여러 개 모아 놓고 HBM 메모리를 같이 붙여 이동 거리를 최소화하면 에너지 효율은 역설적으로 더 좋아집니다. 예를 들어 AMD의 MI300X의 경우 12개의 칩렛과 24개의 HBM3 메모리를 달아 효율을 극대화했습니다. 물론 이는 인텔이나 엔비디아 같은 다른 제조사에서도 마찬가지입니다.

결국 미세 공정의 한계에 봉착한 프로세서 제조 업계는 앞으로 거대한 칩렛 디자인을 이용해서 더 많은 CPU와 GPU를 하나의 프로세서에 집적하고 여기에 메모리까지 붙여 효율을 높일 것으로 예상됩니다. 궁극적으로는 아마 트랜지스터 1조개에 달하는 초거대 프로세서를 보게 되는 날이 올 것으로 보입니다.

참고

https://www.tomshardware.com/pc-components/cpus/lisa-su-announces-amd-is-on-the-path-to-a-100x-power-efficiency-improvement-by-2027-ceo-outlines-amds-advances-during-keynote-at-imecs-itf-world-2024

댓글

이 블로그의 인기 게시물

100 테슬라급 자기장 도달

 미국의 로스 알라모스 국립 연구소 (Los Alamos National Laboratory) 에서 과학자들이 지금까지 인간이 개발한 가장 강력한 자기장을 발생시키는 장치 개발에 도전하고 있습니다. 자기장의 세기를 나타내는 방법으로 자기력선의 밀도를 나타내기 위해 단위 면적당 자기력선의 수를 표시하는 단위인 테슬라 (T) 가 있습니다. (1T = 1Wb/㎡  웨버 (Wb) 는 자속의 단위)   의료용으로 사용되는 초전도체를 이용한 MRI 의 경우 1.5 - 3 테슬라급의 강력한 자기장으로 인체 내부를 볼 수 있게 만들지만 과학 연구용으로 이보다 더 강력한 자기장이 필요할 수 있습니다. 최근에 등장한 90 테슬라급 자기장에 이어 이번에 로스 알라모스 국립 연구소에서는 100 테슬라급인 100.75 T 를 실현 했다고 합니다.   이를 구현한 것은 18000 파운드 (8.16 톤 정도) 의 코일과 여기에 에너지를 공급할 1200 메가줄 (Megajoule) 급 모터 제네레이터등의 설비입니다.  (   The 1,200-megajoule motor generator that powers the magnetic pulse.  )  이와 같은 연구를 통해 알아내고자 하는 것은  Quantum Phase transitions and new ultra high field magnetic states Electronic Structure determination Topologically protected states of matter  로 요약할 수 있다고 합니다.   아무튼 수 T 급 MRI 만 해도 자기장의 힘이 엄청난데 100 T 라니 엄청난 자기장이네요. 이는 지구 자기장 세기보다 200만배 강력한 (물론 좁은 범위에서 작용하는 자기장이라 지구 전체...

고대 양서류 이야기 (2) - 악어를 닮은 거대 양서류들

  페름기에는 다양한 양막류가 진화해서 앞서 소개한 육상형 템노스폰딜리는 점차 설 자리를 잃게 됩니다. 하지만 양서류는 본래 자신의 서식지인 물과 습지에서 여전히 번성을 누렸습니다. 당시에는 악어류 같은 대형 양서형 파충류도 없던 시절이었기 때문에 이와 비슷한 생태학적 지위는 여전히 양서류의 몫이었습니다. 이들에 대한 이야기는 제 책인 포식자에서 비교적 간단히 다뤘는데, 오늘은 여기에 대한 보충 설명입니다.  책 정보:  http://book.naver.com/bookdb/book_detail.nhn?bid=13347200 Yes 24:  http://www.yes24.com/24/goods/58772859 11번가:  http://books.11st.co.kr/product/SellerProductDetail.tmall?method=getSellerProductDetail&prdNo=1977867160 알라딘:  http://www.aladin.co.kr/shop/wproduct.aspx?ItemId=134877825 교보문고:  http://www.kyobobook.co.kr/product/detailViewKor.laf?ejkGb=KOR&mallGb=KOR&barcode=9788970447988&orderClick=LAG&Kc= 인터파크 :  http://book.interpark.com/product/BookDisplay.do?_method=detail&sc.prdNo=279593764&sc.saNo=003002003&bid1=search_auto&bid2=detail&bid3=prd_img&bid4=001 영풍문고:  http://www.ypbooks.co.kr/book.yp?bookcd=100843205&gubun=NV ...

이빨이 다시 진화한 개구리

  ( CT scans of Gastrotheca guentheri skulls revealed what appeared to be identical rows of teeth on both the upper and lower jaws, which researchers later confirmed through dissection. Credit: Florida Museum/Daniel Paluh )  개구리는 2억년 전 진화 과정에서 이빨을 잃어버리고 큰 턱과 혀를 이용해 곤충 같은 작은 먹이를 잡아 먹는 방향으로 진화했습니다. 파충류나 포유류 같은 다른 사지류와의 경쟁에서 밀려 양서류가 쇠퇴하고 멸종하던 시기에도 개구리는 여전히 생존할 수 있었던 비결입니다.   이빨이 없는 덕분에 큰 혀를 발사하기 편해졌을지는 모르지만, 이빨이 없으면 종종 불편할 때가 있습니다. 씹는 대신 삼키기 때문에 음식을 씹을 수 없다는 점은 문제되지 않지만, 필사적으로 달아나려는 먹이를 잡기 힘들기 때문입니다. 이런 이유 때문에 일부 개구리는 이빨 같이 보이는 엄니 (fang)을 지니고 있으나 이는 사라진 이빨이 다시 난 것이 아니라 다른 부분이 진화한 것입니다.   이는 돌로의 법칙 ( Dollo's Law )으로 알려져 있습니다. 진화 과정에서 퇴화한 부분이 다시 생겨나지 않으며 대신 필요하면 다른 부분이 진화해 그 역할을 대신한다는 것입니다. 예를 들어 아가미가 사라진 사지 동물은 다시 물에 들어온다고 해도 아가미가 다시 생기진 않습니다. 대신 고래처럼 폐가 커져서 그 기능을 대신하게 됩니다.   하지만 모든 법칙엔 예외가 있기 마련입니다. 남미에서 발견된 멸종 위기 개구리 중 하나인 구엔터 유대류 개구리 ( Gastrotheca guentheri, Guenther's marsupial frog, dentate marsupial frog)는 완전한 형태의 이빨을 지니고 있습니다. 참고로 유대류 개구리라는 명칭은...