Diamond Standard 프로세서 코어 제품군 6종 발표

텐실리카, 범용 IP 시장에 ‘출사표’

분명 전자산업은 꾸준한 성장세에 있으며 특히 최근의 이러한 흐름을 주도하는 소비자 가전 분야 시장은 SoC 실리콘 업체의 성장동력이 되고 있다.소비자 가전 분야에서 SoC가 환영받는 이유는 저가격, 저전력 그리고 유연성으로 빠르게 변화하는 시장의 요구에 보조를 맞춰 갈 수 있는 특성을 갖추고 있기 때문이다. 대표적인 예로써 휴대전화와 같은 포터블 기기의 폭발적 성장세를 꼽을 수 있다. 라이선스 가능한 프로세서 시장에서 여러 IP 업체들이 계속해서 성공하는 이유는 포터블 기기의 수요가 수년 간 급부상해 실리콘 수요의 근본적 변화를 발생시켰기 때문이다.현재 라이선스 가능한 프로세서 시장규모는 성장 일로에 있으며, 그 만큼 경쟁도 치열하다. 특히 ARM의 경우 휴대전화 시장에서의 성공을 발판으로 자사의 입지를 확고히 다져놨다. 그러나 최근 휴대전화의 사양과 기능이 급속하게 고성능으로 발전됨에 따라, 기기에서 필요로 하는 프로세서의 수도 급격하게 늘고 있다. 가령 일반적인 휴대전화 단말기에 사용되는 프로세서의 수는 5~6개 정도인데, 다기능화에 맞춰 내년이면 8~10개 정도가 쓰일 것이 예상된다. 이렇듯 소비자 가전 시장에 있어서 SoC의 프로세서 빌딩 블록 복잡도는 점차 증가하는 반면, 단일 코어만으로는 고성능 요구에 대한 적절한 해결책이 되지 못한다.SoC, 멀티 코어 프로세서화 추세최근에는 멀티 코어 프로세서가 SoC에 많이 사용되는 추세로, 이는 설계자가 칩 디자인시 초기에 들어가는 노력과 비용을 줄일 수 있기 때문이다. 그밖에도 멀티 코어 프로세서를 통해 얻게 되는 장점이 많다.텐실리카의 크리스 로웬(Chris Rowen) CEO는 “텐실리카는 멀티 코어, 멀티 프로세서 디자인을 주도해왔다. 이러한 기술을 바탕으로 새로운 Diamond Standard 프로세서 코어 제품군은 이전의 칩보다 속도는 빠르고, 크기는 작으며, 전력 소모는 줄일 수 있다”고 말했다.현재 텐실리카의 프로세서 코어 라이선스는 휴대전화의 오디오, 비디오 프로세서 및 프린터 기기의 인쇄/이미지 프로세서 그리고 네트워크 분야의 xDSL 모뎀용 프로세서에서 폭넓게 사용중이다. 텐실리카의 코어 아키텍처가 이처럼 여러 분야에서 선택받은 이유에 대해 크리스 로웰 CEO는 대량 시장의 애플리케이션에서 요구하는 사항 즉, 낮은 비용, 저전력, 높은 유연성의 강한 성능을 제공했기 때문에 가능한 것이었다고 설명했다.Configurable IP의 진입장벽 낮춰Xtensa가 여러 실리콘 업체의 지원을 얻는 동시에 시장에서 좋은 반응을 얻고 있다는 두 가지 긍정적 요소가 결합되어 텐실리카는 새로운 카드를 꺼내놓았다. 이는 구성 가능한 프로세서뿐 아니라, 최적화된 프로세서를 제공해야 할 필요성을 느꼈기 때문이다. 또한 시장이 다르더라도 고성능, 저전력에 완벽하게 구성된 소프트웨어까지 필요로 하는 고객들이 있다는 사실을 텐실리카는 인식하고 있다. 이는 기존 시장에서 표준화된 프로세서가 제공되고 있지만, 고객들을 충분히 만족시켜 주지 못하고 있다는 자체적인 판단 때문이다. 따라서 텐실리카는 Configurable IP 외에 범용의 IP 제품을 제공하게 된 것이다.이번에 발표한 텐실리카의 Diamond Standard 프로세서 코어 제품군은 6개의 최적화된 컨트롤러와 CPU 그리고 DSP 코어를 포함한다. 모든 코어는 Xtensa ISA 기반이며 쉽게 적용 가능하도록 패키징되어 있고, 어떤 벤더에 의해서도 광범위한 라이선스가 가능한 코어 셋을 제공받을 수 있다. 또한 주요한 실리콘 업체들과 파트너십을 통한 지원과 더불어 강력하고 완벽하게 구성된 소프트웨어 개발 툴 셋도 제공한다. 여기에다 컨트롤러, CPU, DSP를 필요로 하는 고객들은 상대적으로 낮은 라이선스 비용과 로열티로 새로운 제품군을 사용할 수 있다.크리스 로웬 CEO는 “Diamond Standard 프로세서 코어 제품군은 텐실리카에게 새로운 고객을 확보시켜주는 동시에, 사용자들은 Configurable 제품에 대한 진입장벽이 낮아지는 혜택을 누리게 됐다”고 설명했다.Controller, CPU, DSP 총 6개 제품 라인업전체 Diamond Standard 프로세서 코어 제품군은 텐실리카의 Xtensa 프로세서 아키텍처에 기반하고 있다. 이 아키텍처는 포스트 RISC 형태(Post-RISC-Style)로 80여 개의 베이스라인 명령어를 위한 32비트 원시 데이터 유형을 가진다. 콤팩트한 24비트/16비트 명령어 인코딩과 이들 간의 모델리스(modeless) 스위칭 기능을 통해 전력 소모량이 감소되고, 표준 32비트 아키텍처에 비해 코드 밀도가 25~50% 더 높다고 텐실리카는 밝혔다. 효율적인 처리 전환을 위한 레지스터 윈도는 고성능과 저전력의 특징을 제공한다. 특히, 기본 Xtensa ISA는 강력한 분기 명령어를 제공하고 복잡한 비트 조작이 가능하다. 텐실리카의 Diamond Standard 프로세서 제품군은 다양한 시스템 요구사항을 충족하며, 6개 제품이 먼저 선보이게 된다(표 1).Controller - 108Mini, 212GP「Diamond 108Mini」는 초저전력 캐시리스 RISC 컨트롤러로서 풍부한 인터럽트 아키텍처를 이용하고 게이트 수가 적으며, 다양한 크기의 로컬 메모리 명령 및 데이터 RAM을 연결할 수 있다.또한 130nm LV(Low Voltage) 타입 프로세스를 이용해서 최대 클록 주파수가 350MHz이다.「Diamond 212GP」는 유연한 미드레인지급 RISC 컨트롤러로서 명령 및 데이터 캐시, 16비트 MAC, DSP 기능, 제로 오버헤드 루프(zero-overhead loop) 지원 및 단일 사이클 지연 로컬 인터페이스 버스를 포함한다. 마이크로컨트롤러 형태의 직접 입력 와이어 및 출력 포트로 I/O를 단순화했다.CPU - 232L, 570T「Diamond 232L」은 리눅스 애플리케이션을 겨냥해 고안된 것으로, 완전한 기능을 갖춘 MMU(Memory-Management Unit), 그리고 듀얼 16K, 4웨이 연상(associative) 명령어 및 데이터 캐시를 포함한다. 232L은 또한 MAC16, MUL16, 최소/최대(min /max), 부호 확장(sign extend) 및 NSA (Normalized Shift Amount) 명령어가 포함된 강력한 디지털 신호 프로세싱 명령어 기본 세트를 제공한다.「Diamond 570T」의 전력소비량은 130nm LV 프로세스에서 0.192mW/MHz, 130nm G 프로세스에서는 0.275mW /MHz(모두 일반적인 조건을 기준으로 할 때)이다. 크기 면에서도 570T가 차지하는 면적은 1.46mm2로서 효율성이 매우 높다.DSP - 330HiFi, 545CK200MHz에서 실행되는 TSMC의 0.13nm LV 프로세스에 기반한 「Diamond 330 HiFi」는 정적 전력이 0.40mW이고, 동적 전력이 17.8mW이다. 총 전력은 18.2mW 또는 0.091mW/MHz이다. 330HiFi를 이용한 MPEG-4 AAC LC 인코더에 필요한 최대 MHz(최악 상황의 비트스트림)는 38MHz에 불과하다.「Diamond 545CK」는 고성능 VLIW (very long instruction word) DSP로 모델리스 스칼라(modeless scalar) 및 VLIW 명령어 믹싱이 특징이다. 이는 사이클 당 3이슈(issue)의 64비트 VLIW 명령어를 사용한다. 그리고 멀티이슈 명령어가 최소한도로 코드 사이즈를 맞출 수가 없을 때 콤팩트한 Xtensa 16/24비트 명령어 코딩을 이용한다. 8개의 16비트 멀티플라이어는 16엔트리, 160비트 와이드 벡터 레지스터의 SIMD (single instruction, multiple data) 모드로 동작할 수 있다. Viterbi 가속기는 통신용 베이스밴드 애플리케이션에서의 사용을 목적으로 설계됐다.그 동안 Xtensa라는 Configurable 제품군을 통해 한정된 시장만을 가졌던 텐실리카에게 Diamond Standard 프로세서는 새로운 기회를 제공함과 동시에 경쟁 업체와의 힘겨운 정면 승부를 피할 수 없게 만들 것이다. 그러나 새롭게 범용 제품군을 발표한 텐실리카의 행보에 눈길이 가는 이유는 역시 시장의 반응을 지켜보는 것만큼 흥미로운 일도 없기 때문이다.멀티 코어 프로세서의 장점● 하드 와이어 로직인 RTL을 사용해 시스템을 구현하는 것보다 프로세서나 소프트웨어를 활용하면 생산성이 높아지고, 비용이나 시간을 절약할 수 있다.● 프로세서를 더 많이 사용하게 되면 칩과 시스템은 프로그램성(Programable) 자체가 증가되어 개발 관련 위험부담을 줄일 수 있다.● 전력 에너지 요구사항을 낮출 수 있다. 즉 특화된 2개의 코어를 이용한 SoC는 한 개의 고성능 코어를 사용한 SoC보다 저전력을 소모한다.

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김가희 (webmaster@techworld.co.kr)

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