중국 CPU 굴기 여기까지 왔다…96코어 서버 CPU 선보인 자오신 [고든 정의 TECH+]

중국은 반도체와 AI 기술에 천문학적인 투자를 하면서 1위인 미국을 맹렬하게 추격하고 있습니다. AI에서는 이미 미국에 이어 확고한 2위라는 이야기가 나오고 있고 메모리에서는 아직 두드러진 성과를 내진 못하고 있지만, DDR 메모리 및 낸드 플래시 메모리에서 점차 생산량을 늘려나가고 있습니다.

이에 더해 중국은 CPU 개발에도 매우 적극적으로 나서고 있습니다. 이 가운데는 인텔 x86 CPU 호환 CPU도 존재합니다. 중국 상하이 지방 정부와 대만 비아 테크놀로지의 합작 벤처인 자오신(Zhaoxin)이 바로 그 주인공입니다. 이야기는 아주 오래전 인텔이 초기 x86 CPU에 대한 호환칩을 만들 수 있게 허용하면서부터 시작합니다. IBM이 IBM 호환 PC에 들어갈 CPU로 인텔 칩을 선택하면서 안정적인 공급을 이유로 2차 공급 업체로 둘 것을 요구했고 결국 AMD 같은 x86 CPU 호환칩 업체의 존재를 허용할 수밖에 없었던 것입니다.

AMD보다 늦게 x86 시장에 등장한 후발 주자 중 하나가 사이릭스입니다. 사실 이들은 정식 라이선스가 아니라 역설계 방식으로 486 및 펜티엄 시리지 CPU와 경쟁할 수 있는 호환칩을 만들기 시작했는데, 상대적으로 저조한 성능으로 인해 AMD의 애슬론과 인텔 펜티엄 III의 틈바구니에서 사라지고 결국 1999년 대만의 비아 테크놀로지에 인수되는 운명을 맞이합니다.

비아 테크놀로지는 과거 메인보드 칩셋으로 유명한 회사였으나 인텔과 AMD 모두 자체 칩셋을 만들면서 사업 영역이 좁아지게 됩니다. 결국 이들은 사이릭스를 인수한 후 자체 칩셋과 함께 자체 PC 플랫폼을 만들게 됩니다. 성능으로는 인텔이나 AMD와 경쟁이 되지 않았지만, 저렴한 저전력 PC를 만들어 산업용 PC처럼 틈새시장에 공급한 것입니다. 물론 시장 점유율은 매우 낮을 수밖에 없었습니다.

따라서 많은 사람이 비아가 결국 x86 호환 CPU 사업에서 철수할 것으로 예상했지만, 이들은 중국에서 예상치 못한 방식으로 부활하게 됩니다. 바로 중국과의 합작 법인인 자오신입니다. 자오신의 x86 CPU는 기본적으로 비아의 x86 CPU를 기반으로 개량한 것이기 때문에 성능이 낮을 수밖에 없었습니다. 인텔과 AMD가 치열한 경쟁을 하면서 최신 x86 CPU 성능은 크게 높아진 상태였는데, 비아의 x86 CPU는 과거와 큰 차이가 없었기 때문입니다.

하지만 중국 정부의 지원을 받아 가며 계속 개량에 개량을 거듭한 끝에 자오신의 최신 x86 CPU들은 과거보다 상당히 높아진 스펙을 지닐 수 있게 됐습니다. 작년에 탑재 서버 시스템을 선보인 KH-40000 CPU의 경우 32코어 CPU와 8채널 DDR4 메모리 지원으로 제법 서버로써 실제 활용될 가능성을 보여줬습니다. 여기에 사용된 코어는 2010년대 후반에 쓰인 인텔 스카이레이크나 AMD Zen 2 코어에 견줄 수 있는 성능을 지녔다는 평가를 받았습니다.

그리고 최근 자오신은 스펙을 대폭 끌어올린 새 서버 프로세서인 KH-50000 CPU를 발표했습니다. KH-50000은 AMD CPU처럼 8코어 칩렛 12개를 사용해 96코어를 구현했으며 중앙에는 매우 큰 I/O 다이가 있는 구성을 하고 있습니다. 캐시 메모리 용량은 전 세대보다 6배나 늘어난 384MB로 대폭 증가했습니다.

KH-50000 CPU의 최대 클럭은 3.0GHz이며 기본 클럭은 2.2GHz 정도입니다. 12채널 DDR5-5200 메모리를 최대 3TB까지 장착할 수 있으며 자체 인터페이스인 ZPI 5.0 인터커넥터를 이용해 4개의 CPU를 하나의 메인보드에 장착할 수 있습니다. 따라서 384코어 서버가 가능한데, 1코어 1스레드이기 때문에 스레드도 최대 384개입니다.

이 정도면 스펙 상으로는 인텔, AMD의 최신 서버 프로세서를 많이 따라잡은 것으로 가격이 저렴하다면 어느 정도 시장 진입도 가능한 수준으로 보입니다. 다만 라이선스 등의 문제를 고려하면 중국 내수 전용으로 해외 수출 가능성은 일부 친중 국가 이외에는 크지 않습니다. 또 서버라는 게 성능만 중요한 게 아니라 하루 24시간, 1년 365일 계속 가동할 수 있는 안전성과 신뢰성을 지녀야 해서 쉽게 대체가 가능한 물건도 아닙니다.

하지만 계속되는 도전 끝에 이제 상당히 발전된 CPU를 개발하는 데 성공하는 모습을 보면 중국의 CPU 굴기를 만만하게만 볼 게 아니라는 점을 알 수 있습니다. 동시에 처음에는 성과가 별로 없어도 꾸준히 도전하다 보면 언젠가는 그럴듯한 결과물이 나올 수 있다는 점을 우리에게 보여준 사례이기도 합니다. 우리 역시 AI 개발에 있어 타산지석으로 삼아야 할 부분일지 모릅니다.

고든 정 과학 칼럼니스트 jjy0501@naver.com