[디지털데일리 김문기 기자] "모든 어려운 문제에는 훌륭한 해결책이 필요하다. 우리는 파트너들의 강력한 요구에 부응해 창사 최초로 직접 판매하여 수익을 창출하는 실리콘 칩 'Arm AGI CPU'를 전격 발표한다."

르네 하스(Rene Haas) Arm 최고경영자(CEO)는 24일(현지시간) 미국 샌프란시스코에서 열린 'Arm 에브리웨어' 컨퍼런스 기조연설에서 Arm이 에이전틱 인공지능(AI) 데이터센터의 전력 및 성능 병목 현상을 해결하기 위해 창사 이래 최초로 자체 설계한 상용 실리콘 칩 'Arm AGI CPU'를 공개하며 이같이 말했다. 설계자산(IP)과 컴퓨팅 서브시스템(CSS) 라이선스 중심이던 기존 비즈니스 모델을 넘어 생산용 실리콘 칩을 고객에게 직접 공급하는 새로운 시장 진출을 선언한 셈이다.

이번 Arm AGI CPU를 자체적으로 설계할 수밖에 없는 당위성에 대해 Arm은 파트너사의 직접적인 요구와 데이터센터 트래픽 한계를 꼽았다. 하스 CEO는 "에이전틱 AI가 주류로 자리 잡으면서 워크로드 처리에 필요한 모든 작업이 중앙처리장치(CPU)에 집중되고 있다"며 "배터리 기반으로 태어난 특유의 저전력 DNA를 갖춘 목적 기반 CPU가 그 어느 때보다 절실한 시점이다"라고 강조했다.



이어 등장한 모하메드 아와드(Mohammed Awad) 수석 부사장은 신규 칩의 3대 설계 원칙으로 성능과 확장성, 효율성을 제시했다. 우선 단일 칩에 고성능 'Arm 네오버스 V3(Arm Neoverse V3)' 코어를 최대 136개 탑재했다. 파운드리 생산은 '티에스엠씨(TSMC)' 3나노미터(nm) 공정을 활용한다. 듀얼 칩렛 구조를 채택해 복잡한 누마(NUMA) 도메인 설계를 배제하고 메모리 접근 지연시간을 100나노초(ns) 미만으로 단축했다. 열설계전력(TDP)은 300와트(W)로 제한해 컴퓨팅 밀도를 극대화했다는 것.

메모리와 입출력(I/O) 성능도 대폭 강화했다. 코어당 초당 6기가바이트(GB/s)의 전용 메모리 대역폭을 일관되게 보장한다. 각 코어에는 2메가바이트(MB) 전용 L2 캐시를 탑재했으며 최대 3.7기가헤르츠(GHz) 클럭 속도로 동작한다. 96레인의 PCIe 6.0 규격을 지원해 CXL 3.0 기반 메모리 확장 및 다양한 가속기와의 원활한 연결이 가능하다.

기존 x86 진영과의 아키텍처 차별화에도 신경 썼다. 아와드 부사장은 "x86은 실행 오버헤드와 구형 기능 지원이라는 무거운 짐을 지고 있다"며 "Arm은 로터스 노츠 같은 구형 소프트웨어를 지원하지 않으며 오직 에이전틱 데이터센터의 요구사항에만 무자비하게 집중한다"고 말했다. 과거 유산에 얽매이지 않는 독자적 설계 철학을 명시한 셈이다.

동시멀티스레딩(SMT) 기술의 한계도 지적했다. 하나의 코어에 두 개의 작업을 할당할 경우 I/O 대역폭이 좁아져 데이터 병목 현상이 발생한다. 데이터센터 운영자가 코어 경합을 해결하기 위해 30% 이상 컴퓨팅 자원을 초과 할당해야 하는 구조적 비효율을 꼬집었다. 반면 Arm AGI CPU는 스레드당 전용 코어를 1대1로 할당해 대규모 부하 상태에서도 스로틀링 없이 일관된 성능을 유지한다고 강조했다.

극대화된 전력 효율을 바탕으로 랙당 집적도를 대폭 끌어올렸다. 오픈컴퓨트프로젝트(OCP) DC-MHS 표준 폼팩터를 준수하는 레퍼런스 서버 구성은 1OU 2노드 설계로 블레이드당 272개 코어를 탑재한다. 표준 36킬로와트(kW) 공랭식 랙 1개에 30개 블레이드를 장착해 총 8160개 코어를 제공한다. 액체냉각 방식을 도입한 200kW 랙 기준으로는 336개의 CPU를 탑재해 최대 4만5000개 이상의 코어 탑재가 가능하다.



경제적 파급 효과도 크다. 동일한 전력 인프라 내에서 최신 x86 시스템 대비 랙당 2배 이상의 성능을 낸다. 기가와트(GW) 규모 AI 데이터센터 구축 시 최대 100억달러의 자본지출(CAPEX) 절감 효과를 달성할 수 있다. 현재 파트너사 시스템 검증을 진행 중이다. 올 하반기부터 시장에 본격 공급될 예정이다.

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