7nm 젠2 코어와 2세대 EPYC, AMD는 어떻게 변신했나?

데이터 센터 시장의 성공을 좌우하는 것은 효율보다 가성비다. 누가 더 싸게 공급하면서 더 많은 컴퓨팅 파워를 제공하느냐에 따라 승패가 좌우된다.

AMD가 데이터 센서 시장에서 목소리를 높여가고 있는 것도 다 이런 이유 때문이다.  

젠 마이크로아키텍처로 개발된 EPYC는 최대 64개의 CPU 코어를 하나의 시스템으로 구현할 수 있는데다 8개 코어가 모듈화 된 구조라서 가격적인 경쟁력이 높을 수 밖에 없다.

CPU 코어 당 컴퓨팅 파워는 인텔에 밀리지만 더 많은 코어를 저렴한 가격에 제공할 수 있다는 점 때문에 현실적인 선택에서 인텔과 경쟁이 가능한 것인데 이 경쟁에 종지부를 찍을 제품이 어제 밤 발표됐다. 이미 예고된 바와 같이 AMD가 7nm 공정으로 생산한 2세대 EPYC를 공개한 것이다.

젠2 마이크로아키텍처를 기반으로 개발된 2세대 EPYC는 1세대의 한계를 극복하면서 더 많은 CPU 다이를 연결한 것으로 발표됐다.

1세대 EPYC는 8코어로 구성된 CPU 다이 4개가 인피니티 페브릭으로 복잡하게 연결된 구조에다 메모리 컨트롤러가 CPU 다이마다 종속된 구조라서 지연 시간이 길고 캐쉬 일관성 유지에 효율적인 구조가 아니었다.

AMD는 이 문제를 해결하기 위해 CPU 다이에 종속된 메모리 컨트롤러를 I/O 다이로 분리해 내고 이 다이를 통해 CPU들을 연결함으로써 지연 시간과 메모리 자원 문제를 개선해 냈다.  CPU 다이 끼리 복잡하게 연결되던 구조도 I/O 다이를 통해 연결하는 구조로 단순화 함으로써 더 효율적인 데이터 흐름이 가능하게 했고 최대 4개까지 연결 할 수 있던 CPU 다이 개수도 8개로 늘려 64개의 CPU 코어를 하나의 프로세서에서 구현할 수 있게 만들었다.

이런 변화 덕분에 2세대 EPYC는 1세대 보다 2배 많은 CPU 코어를 제공할 수 있게 되었고 젠2 마이크로아키텍처의 향상된 IPC와 2배 향상된 부동소수점 연산 능력을 통해 단순한 코어 개수 증가 이상의 컴퓨팅 파워를 제공할 수 있는 것으로 발표됐다.

젠2 마이크로아키텍처의 핵심은 256bit 부동소수점 연산의 확장이다. 128bit 단위로 연산 체계가 설계 됐던 1세대 젠 마이크로아키텍처와 달리 256bit 단위로 구조를 변경함으로써 작업량을 최대 2배까지 향상시킬 수 있게 됐다.

TSMC의 7nm 공정은 다이 밀도를 2배로 높이면서 소비전력은 절반으로 낮추고 성능은 1.25배 향상시킬 수 있는 것으로 소개됐지만 성능이 동일하다거나 소비전력이 동일한 특정 조건에서의 차이일 뿐이라서 2세대 EPYC의 실제 소비전력이나 성능은 추가 확인이 필요한 상황이다.

AMD가 제시한 2세대 EPYC 성능도 구조적인 변화와 CPU 아키텍처 개선을 근거로 계산한 단순 덧셈에 불과하기 때문에 실제 성능과 차이가 클수도 있다.

2세대 EPYC의 출시 시점은 내년 중으로만 발표됐다. 구체적인 시기는 언급하지 않았는데 외신들은 2분기가 유력하다는 기사를 내놓고 있다.

2세대 EPYC 출시와 함께 데스크탑 PC 시장에 투입할 라이젠 3000 시리즈도 젠2 마이크로아키텍처가 사용될 계획이지만 I/O 다이가 추가된 구조는 아닐 것으로 추정된다. 싱글 소켓 EPYC와 다를 바 없는 쓰레드리퍼 시리즈라면 모를까 싱글 다이로 충분한 일반 라이젠 시리즈에서 I/O 다이는 오히려 효율성을 저해 할 가능성이 높기 때문이다.