기본 콘텐츠로 건너뛰기

18A 공정의 최신 우주 등급 프로세서 인텔 스타파이어 SoC



 (출처: 인텔)

​

​

인텔이 가장 독특한 SoC 프로세서를 공개했습니다. 바로 18A 공정으로 만든 우주 등급 SoC인 스타파이어(Starfire)입니다. 통상 인공 위성이나 혹은 우주 탐사선에 사용되는 방사선 강화 (radiation hardening) 프로세서는 90nm나 45nm처럼 구형 공정을 사용합니다. 18A 같은 최신 미세 공정을 이렇게 우주 등급으로 개발한 것은 처음입니다.

​

이전 포스트: https://blog.naver.com/jjy0501/221080998539

​

일반적으로 트랜지스터 크기가 줄어들고 회로가 작아지면 프로세서 성능은 좋아지지만, 외부 방사선에는 취약해집니다. 예를 들어 트랜지스터가 작아지면 저장된 전하량이 줄어듭니다. 고에너지 입자(우주선, 양성자, 중이온)가 한 번 충돌해도 에러가 나기 쉬운 것입니다. 또 누적 방사선으로 프로세서 자체의 손상이 날 가능성도 커집니다. 마자막으로 우주에는 태양광과 어두운 지역 사이의 온도 차이가 커서 극단적인 저온과 고온 사이를 오가게 됩니다.

​

따라서 이 문제에 대한 해결책이 없다면 첨단 공정 프로세서일수록 우주에서 더 심한 오류를 일으킬 수 있습니다. 인텔이 구체적으로 어떻게 이 문제를 해결했는지는 밝히지 않았지만 프로세서 설계 단계에서 회로를 저밀도로 설계하고 방사선 보호 실드를 장착헤 문제를 극복한 것으로 추정됩니다.

​

인텔 스타파이어 SoC는 저전력 버전과 고성능 버전 두 가지로 출시됩니다. 두 버전 모두 4개의 P-코어와 4개의 LPE 코어로 구성된 동일한 8코어 구성을 특징으로 합니다. 저전력 버전의 클럭 속도는 P-코어 1GHz, LPE 코어 850MHz이며, 고성능 버전은 P-코어 3.1GHz, LPE 코어 2.1GHz입니다.

​

이 칩들은 기본적으로 팬서 레이크 4Xe3 버전을 기반으로 합니다. 참고로 클럭을 낮추는 것 역시 방사선 문제에 대한 해결책이될 수 있습니다. 그래도 과거 사용하던 90nm나 28nm 기반 프로세서와는 비교할 수 없을 만큼 높은 성능을 낼 수 있으며 심지어 NPU를 통한 인공지능 연산도 가능합니다.

​

​

#인텔 스타파이어 스펙

​

CPU 구성: 8코어 (4x P-Core + 4x LPE-Core, Low Power Efficiency Core). Panther Lake 4Xe3 SKU 기반.

Low-Power SKU: P-Core 1GHz, LPE-Core 850MHz.

Performance SKU: P-Core 3.1GHz, LPE-Core 2.1GHz.

​

iGPU: 4x Xe3 코어 (Low-Power: 최대 1.0GHz, Performance: 최대 2.0GHz). Intel 3 공정.

NPU: Intel 18A 기반 AI 가속.

Low-Power: 최대 45 TOPS.

Performance: 최대 75 TOPS.

​

전력: Low-Power 10W, Performance 35W.

패키징: Multi-chip Foveros 3D 패키징 (저전력·고성능·소형화에 유리).

우주 적합성 (Space-Grade Survivability):

작동 온도: -55°C ~ 125°C.

방사선 보호: TID (Total Ionizing Dose), SEL (Single Event Latch-up), SEE (Single Event Effect) 대응.

수명: 10년 이상 보증.

​

I/O 및 메모리: 12x PCIe Gen4 레인, LPDDR5/DDR5 메모리 지원.

​

​

참고로 방사선 보호 기능에 대한 내용 정리 (그록)

​

1. TID (Total Ionizing Dose) — 총 이온화 선량

  • 정의: 방사선(감마선, 양성자, 전자 등)이 칩에 오랜 시간 누적되어 주는 총 에너지 양.

  • 발생 메커니즘: 입자가 산화막(SiO₂)이나 절연층을 통과하면서 electron-hole pair를 생성합니다. hole(양전하)은 trap(갇히게) 되어 전기적 특성을 변화시킵니다.

  • 주요 영향:

  • Threshold Voltage (Vth) shift → 트랜지스터가 제대로 켜지지 않거나 leakage current 증가.

  • Subthreshold leakage ↑ → 정적 전력 소모 증가, 칩 과열.

  • 장기적으로 성능 저하 또는 기능 정지.

  • 특징: 누적 효과 (Cumulative). 미세 공정에서 gate oxide가 얇아지면 상대적으로 덜 민감할 수 있지만, FinFET/GAA의 buried oxide나 spacer 영역에서 여전히 문제.

  • 대책: Hardened process (SOI, 특수 doping), annealing, design margin 확보.

  • 단위: krad(Si) 또는 Mrad(Si). LEO 위성 기준 수십~수백 krad, GEO/Deep Space는 더 높음.

2. SEL (Single Event Latch-up) — 단일 사건 래치업

  • 정의: 고에너지 입자(주로 heavy ion)가 한 번 충돌하여 기생 thyristor 구조를 트리거시키는 현상.

  • 발생 메커니즘: 입자가 p-n junction을 타고 charge를 주입 → pnpn 구조(thyristor-like)가 on 상태로 고정되어 대전류가 지속적으로 흐름.

  • 주요 영향:

  • 칩 과열 → 영구 손상 (destructive SEL) 또는 power cycle로 회복 (non-destructive).

  • 시스템 전체 실패 유발 가능.

  • 특징: 파괴적일 수 있어 가장 위험한 SEE 중 하나. 전압이 높거나 온도가 높을수록 발생 확률 ↑.

  • 대책:

  • Guard ring, well/substrate tap 강화 (layout hardening).

  • SOI 기술 (BOX 층으로 latch-up 경로 차단).

  • Current limiting circuit, power cycling.

3. SEE (Single Event Effects) — 단일 사건 효과

  • 정의: 단 한 번의 입자 충돌로 발생하는 다양한 순간적/영구적 효과의 총칭. SEL도 SEE의 하위 카테고리입니다.

  • 주요 하위 유형:

  • SEU (Single Event Upset): Memory bit flip (0→1 또는 반대). 데이터 오류지만 재기입으로 회복 가능.

  • SET (Single Event Transient): Logic circuit에 순간 pulse → 잘못된 신호 전파.

  • SEFI (Single Event Functional Interrupt): CPU/FPGA가 hang 또는 기능 정지.

  • SEL (위에서 설명).

  • SEB/SED (Burnout, Gate Rupture): Power transistor 파괴.

  • 특징: 비누적, 순간적. 미세 공정에서 Qcrit(임계 전하량)이 작아져 더 쉽게 발생.

  • 대책:

  • TMR (Triple Modular Redundancy), ECC, Parity.

  • Temporal filtering, hardened cell (DICE SRAM 등).

  • Software scrubbing, watchdog timer.

​

​

과거 인텔이 미국방부를 위해 18A 공정 프로세서를 만들기로 하고 자금을 지원 받았는데, 이렇게 실제 결과물이 하나씩 나오는 것으로 보입니다. 참고로 바이든 행정부 당시 칩스 법안으로 받은 지원금 이외에 국방부에서 30억 달러의 개발 자금을 지원받은 바 있습니다. 액수를 생각하면 이것 하나로 끝나지 않을 것 같은데 앞으로 어떤 군용 등급 칩들이 계속 나올지 주목됩니다.

​

​

참고

​

​

https://wccftech.com/intel-brings-18a-silicon-to-orbit-with-starfire-space-grade-soc/

​

#IT#인텔#18A#스타파이어

라벨:

댓글

댓글 쓰기

이 블로그의 인기 게시물

벨 V-280 Valor 시험 비행 성공

( The V-280 Valor flew for the first time at Bell Helicopter's Amarillo Assembly Center in Texas(Credit: Bell Helicopter/YouTube) )  앞서 소개드린 V-280 발러가 첫 번째 비행 테스트에 성공했다는 소식입니다. V-22 오스프리의 소형화 버전이라고 할 수 있는 V-280 발러는  미 육군의 차세대 헬기 사업인 Future Vertical Lift (FVL)에 입찰을 시도하는 틸트로터기로 현재 미 육군이 주력으로 사용하는 블랙호크 헬기와 비슷한 체급입니다. 다만 틸트로터기인 만큼 최고 속도나 항속 거리면에서 더 유리합니다. 스펙은 이전 포스트를 참조해 주시기   이전 포스트:  https://blog.naver.com/jjy0501/221115245986  (동영상)   V-280 발러는 틸트로터기의 더 대중화 될 수 있을지를 검증하는 중요한 무대가 될 것입니다. V-22 오스프리의 경우 복잡한 구조로 인해 가격이 너무 비싸져서 사실 미국은 몰라도 그 동맹국에 널리 도입되기는 어려운 부분이 있습니다. V-280 역시 가격이 아주 저렴할 것 같지는 않지만, 좀 더 합리적인 대안은 될 수 있을 것 같습니다. 만약 성공적인 결과가 나오면 한국을 포함한 미국의 동맹국에서 도입을 검토할 수 있을지 모르겠다는 생각입니다.   참고  https://newatlas.com/bell-v-280-valor-maiden-flight/52663/
댓글 쓰기
자세한 내용 보기

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...
댓글 쓰기
자세한 내용 보기

세상에서 가장 큰 벌

( Wallace's giant bee, the largest known bee species in the world, is four times larger than a European honeybee(Credit: Clay Bolt) ) (Photographer Clay Bolt snaps some of the first-ever shots of Wallace's giant bee in the wild(Credit: Simon Robson)  월리스의 거대 벌 (Wallace’s giant bee)로 알려진 Megachile pluto는 매우 거대한 인도네시아 벌로 세상에서 가장 거대한 말벌과도 경쟁할 수 있는 크기를 지니고 있습니다. 암컷의 경우 몸길이 3.8cm, 날개너비 6.35cm으로 알려진 벌 가운데 가장 거대하지만 수컷의 경우 이보다 작아서 몸길이가 2.3cm 정도입니다. 아무튼 일반 꿀벌의 4배가 넘는 몸길이를 지닌 거대 벌이라고 할 수 있습니다.   메가칠레는 1981년 몇 개의 표본이 발견된 이후 지금까지 추가 발견이 되지 않아 멸종되었다고 보는 과학자들도 있었습니다. 2018년에 eBay에 표본이 나왔지만, 언제 잡힌 것인지는 알 수 없었습니다. 사실 이 벌은 1858년 처음 발견된 이후 1981년에야 다시 발견되었을 만큼 찾기 어려운 희귀종입니다. 그런데 시드니 대학과 국제 야생 동물 보호 협회 (Global Wildlife Conservation)의 연구팀이 오랜 수색 끝에 2019년 인도네시아의 오지에서 메가칠레 암컷을 야생 상태에서 발견하는데 성공했습니다.   메가칠레 암컷은 특이하게도 살아있는 흰개미 둥지가 있는 나무에 둥지를 만들고 살아갑니다. 이들의 거대한 턱은 나무의 수지를 모아 둥지를 짓는데 유리합니다. 하지만 워낙 희귀종이라 이들의 생태에 대해서는 거의 알려진 바가 없습니다.  (동영상)...
댓글 쓰기
자세한 내용 보기