랩터 인터내셔널에 오신걸 환영 합니다

logo

  • head
  • news
  • product
  • mobile
  • benchmark
  • analysis
  • computing
  • multimedia

애플이 발매한 "iPhone 8/8 Plus/X"는 반도체 칩의 측면에서 보면 중요한 이정표가 된다. 프로세스 기술과 프로세서 코어 아키텍처가 모두 쇄신됐기 때문이다.


iPhone 8/8 Plus/X의 심장부로 애플이 개발한 새로운 모바일 SoC(System on a Chip) "A11 Bionic"의 프로세스 기술은 미세화 된 10nm 노드다. SoC 내의 프로세서 코어는 GPU 코어에 애플이 자체 개발한 마이크로 아키텍처가 탑재 되었으며 또한 독자 개발로 보이는 뉴럴 네트워크 처리 코어 "Neural Engine"이 추가됐다.


10nm에서 뉴럴 네트워크 프로세서를 탑재한 A11

3가지 포인트를 정리하면 우선 iPhone 6s/7세대의 16/14nm프로세스에서 2년만에 프로세스 세대가 바뀌었다.


탑재 트랜지스터 수는 4.3B(43억)로 다이 사이즈는 90mm2 이하로 축소됐다. 외관상은 과거 무어의 법칙대로 2년만에 노드의 숫자가 1세대 앞선 70%.


실제로는 트랜지스터의 스케일링으로 보면 면적으로 50%(리니어 70%) 축소에 3년이 걸렸다. 어쨌든 프로세스의 미세화에 의해 칩에 들어가는 트랜지스터 수가 늘고 아키텍처의 확장의 여지가 증가했다.


DIE_SIZE.png


A11은 증가된 트랜지스터를 사용하고, 아키텍처의 확장이 진행됐다. 아키텍처의 핵심은 애플이 자체 설계화를 진행한 것. GPU 코어는 기존의 Imagination Technologies의 PowerVR 계열 GPU 코어에서 자체 개발한 GPU 코어로 교체됐다. 자사의 정책에 따른 코어를 자사가 개발하지 못하면 안된다고 생각하고 있는 것으로 보인다. 참고로 CPU 코어는 ARM의 IP에서 완전히 재설계한 싱글 스레드 성능이 높은 자사 아키텍처로 바뀌고 있다.


A11의 3번째 중요한 점은 CPU/GPU와 함께 "딥 러닝 프로세싱 유닛(Deep Learning Processing Unit:DLPU)"을 탑재한 것. 모바일 SoC는 딥 러닝용 뉴럴 네트워크(NNA) 실장으로 향하고 있다. 아마 몇년 안에는 많은 클라이언트 컴퓨팅 칩에 3번째 프로세서 코어로 DLPU가 탑재될 것이며 애플은 여기서도 선두 그룹에 있다. 추론을 위한 뉴럴 네트워크 프로세서는 데이터 밀도를 낮출 수 있기 때문에 연산 배열을 상대적으로 줄일 수 있다.


그러나 추측이 맞다면 이 NNA는 온 다이 웨이트(무게) 데이터 버퍼를 상당량 싣고 있어 어느 정도의 다이(반도체 본체) 지역을 필요로 한다. 10nm화에 의한 트랜지스터의 증가는 이 프로세서의 탑재를 용이하게 하고 있다고 보인다. 프로세스의 쇄신에 맞추어 아키텍처 면에서도 비약한 것이 A11이다.


A11.png


A11 Bionic의 제조 프로세스는 TSMC의 10nm "10FF"

애플은 올해(2017년) 6월 새로운 iPad Pro의 SoC "A10X"를 TSMC의 10nm공정으로 제조하고 있다. 10nm제조 라인은 상당한 볼륨을 확보하고 있다고 보이며 이번에도 애플 이외의 고객에게 제공되는 10nm 초기 라인은 한정되고 있다고 한다.


TSMC의 10FF는 꾀 "채운" 프로세스가 되고 있어 삼성전자의 16nm공정과 비교하여 사이즈(게이트 피치×미니멈 메탈 피치)는 50% 정도 미세화되고 있다. 무엇보다 애플의 발표에 따르면 A11의 트랜지스터 수는 4.3B(43억)로 전 세대 A10의 3.3B(33억)에 비해 30% 정도밖에 늘어나지 않았다. 트랜지스터 증가의 이점은 희박해 보인다.


그러나 A10은 다이 사이즈(반도체 본체의 면적)을 125mm2 정도로 늘리고 트랜지스터 수를 늘렸고 그 만큼 제조 비용이 높은 칩이었다. 반면 이번 A11은 Techinsights의 보고서에 따르면 다이 지역은 87.66mm2로 A10과 비교해 40% 정도 소형화되고 있다. 퍼포먼스 레인지의 모바일 SoC 다이(반도체 본체)의 기준이며 100mm2 이하의 사이즈가 되고 있다.


featuresize.png


파운드리 프로세스 기술과 애플 SoC

애플의 A 시리즈 SoC는 20nm의 A8(2014년)에서 20억 트랜지스터가 된 뒤 A10에서 33억까지 완만하게 트랜지스터 수가 증가했다. 20LPM으로 89mm2 A8의 20억과 16FFC에서 125mm2 A10의 33억을 보면 트랜지스터의 평균 밀도는 17% 밖에 높아지지 않았다.


이는 파운드리의 트랜지스터 사이즈가 20nm에서 16/14nm으로 거의 수축하지 않았기 때문이다. 프로세스 노드 숫자는 20에서 16/14로 줄고 있지만 트랜지스터의 크기 기준이며, 게이트의 간격인 게이트 피치(Gate Pitch)와 배선의 간격인 메탈 피치(Metal Pitch)는 대부분 작지 않다.


그래서 Apple은 A8→ A9→ A10에서 다이 사이즈를 늘림으로써 트랜지스터 수를 늘리고 기능을 높여 왔다. A8의 89mm2에서 A9에서는 96/104mm2로, A10은 125mm2로 기존의 태블릿 전용 다이 사이즈에 가까운 사이즈까지 확대했다.


비용적으로 무리를 해도 칩을 대형화함으로써 매년 기능 향상을 실현한 것이 과거 2년간의 애플이였다. 참고로 애플은 그 이전의 A6→ A7→ A8 이행에서는 다이 사이즈를 89mm2부터 102mm2로 퍼포먼스 모바일 SoC의 표준적인 사이즈로 유지하면서 트랜지스터 수를 늘리고 있다. 이는 프로세스가 32nm→ 28nm→ 20nm으로 미세화되고 트랜지스터도 작아졌기 때문이다.


즉 트랜지스터가 매년 작아지고 있던 2012~2014년 다이 사이즈를 작게 담아 트랜지스터 사이즈가 크게 달라지지 않았고, 2014~2016년은 다이 사이즈가 대형화했다. 파운드리의 프로세스 이행에 의해 큰 영향을 받고 있는 것이다.


다이 사이즈가 소형화되도 비용이 떨어지지 않는 A11

이번 A11에서 애플은 10nm로 전환함으로써 다이를 대폭 소형화했다. 과거 2년과 달리 다이는 축소됐다.


그러나 칩 제조 원가는 이번에 다이 사이즈에 비례하여 떨어지지 않는다. 이는 16/14nm프로세스보다 10nm프로세스가 제조 프로세스가 크게 복잡해져 비용이 올라가기 때문이다.


실제로 IHS Markit이 발표한 iPhone 8의 비용 분석 보도 자료를 보더라도 A11의 비용은 27.5달러로 추정되어 iPhone 7세대 A10의 추정 비용으로 26.9달러에서 거의 바뀌지 않았다.


10nm는 노광 공정에서 멀티 패터닝 레이어가 늘면서 멀티 패터닝 기술 자체도 복잡해진다. 마스크가 늘어나고 스루풋은 떨어져 같은 다이 사이즈라도 종전보다 코스트가 올라간다. 반대로 말하면 애플은 10nm의 A11에서 다이를 줄이지 않으면 비용적으로 맞지 않았다. 이 사정은 타사도 마찬가지로 10nm프로세스 세대의 모바일 SoC는 당분간 다이 크기가 줄어들 것으로 예상된다.


이번 10nm프로세스로의 이행에서는 수율, 스피드, 수량의 문제가 반도체 업계 내에서 소문이 퍼졌다. 삼성의 양산 단계 10nm프로세스와 비교하면 TSMC 쪽의 프로세스가 그 만큼 난이도 훨씬 높기 때문이다. 참고로 TSMC 등 파운드리의 프로세스 로드맵에는 내년(2018년)은 액침 7nm프로세서(삼성은 8nm)의 양산이 시작된다. 그러나 액침노광 기술판 7nm는 프로세스가 더 복잡해지기 때문에 웨이퍼의 처리 비용이 치솟는다. 애플이 다음 A12에 액침 7nm을 사용할지는 비용을 고려할때 불 분명하지만 업계의 소문은 7nm로 알려졌다.


또한 그 다음 큰 브레이크 스루가 되는 EUV 노광 기술판 7nm프로세스의 양산은 EUV 노광 장치의 가용성 문제로 2019년의 타이밍이다. 즉 A13세대


TSMC의 강점 중 하나는 패키지 기술

애플의 A11은 전 세대의 A10과 같이 칩 패키지에 "Fan-Out Wafer Level Package(FO-WLP)"기술을 채택하고 있는 것으로 보인다.


TSMC의 FOWLP 기술은 "InFO WLP(Integrated Fan-Out Wafer-Level Package)"로 불린다. 애플의 FO-WLP 채용은 반도체 기술적으로는 큰 혁신으로 A10이라고 하는 칩의 큰 특징이었다.


기존 SoC와 프로세서의 패키지와 달리 FO-WLP는 유기 기판을 사용하지 않는다. 그 대신 얇은 "Redistribution Layer(RDL)"로 패드를 전개한다. 패키지의 두께(Z)가 얇아지고 배선 저항이 줄어 I/O 성능이 높아지고 소비 전력도 절감된다. TSMC는 InFO-WLP 기술로 패키지의 두께를 20% 줄이고 I/O 속도를 20% 향상, 10%의 열 저감을 실현한다고 설명했다.


InFO 같은 새로운 패키지 기술은 성능과 전력에서 좋은 부문이 많지만 패키지에 특수한 기술이 필요하다. 또 웨이퍼 수준에서 패키지를 하기 때문에 실리콘 파운드리의 기술이며 제조를 위한 툴(기기)등도 새로 개발해야 한다. 즉, 기술의 시작에 막대한 비용이 필요하다.


그러나 TSMC는 애플이 처음 InFO를 채용했기 때문에 InFO 기술을 안전하게 확장시킬 수 있었다. 결과적으로 애플은 칩을 패키지 기술 수준에서 성능과 전력 효율을 높일 수 있었다. TSMC 측은 처음부터 큰 볼륨으로 InFO가 출범되어 InFO 팹에 대한 투자의 감가상각을 추진할 수 있었다.


그리고 TSMC는 패키지의 특수성에 의해 애플을 자사의 고객으로 고정시키는 것이 쉽게 됐다. 16/14nm로 이행한 A9에서 애플은 양산 볼륨의 불안으로 TSMC와 삼성으로 제조를 분산하고 위탁했지만 InFO를 사용하면서부터 10nm 양산에 불안이 있더라도 TSMC에만 의존하는 것으로 예상된다.


출처 - http://pc.watch.impress.co.jp/docs/column/kaigai/1083247.html






  1. 이더리움(암호화폐) 효과 - 상상 초월의 그래픽 카드 가격

    가상화폐(전문용어 : 암호화폐)의 글로벌적인 인기로 2017년부터 시작되고 있는 그래픽카드 부족 현상이 지속되고 있다. 이런 현상으로 인해 GPU 제조사인 엔비디아와 AMD는 함박 웃음을 짓고 있지만 일반 게이머들은 최악의 나날들을 보내고 있...
    Date2018.02.17 Reply0 Views444
    Read More
  2. 4분기 애플 실적, "사상 최대" 전세계 모든 지역에서 성장

    미국 애플이 2017년 10월 ~ 12월 실적 발표 실적 데이터 - 애플 프레스 릴리스 (괄호는 전년 동기 대비 비교폭) 이전 실적 확인 - http://raptor-hw.net/xe/rapter_analysis/153375 총합 매출액 : 882억 9300만 달러 (13% 증가) 순이익 : 200...
    Date2018.02.03 Reply3 Views1272
    Read More
  3. 세계 백신 프로그램 성능 순위, "카스퍼스키의 위엄"

    백신 프로그램의 성능을 측정하는 av-test.org의 최신 결과에 따르면 카스퍼스키 백신 프로그램이 모바일 버전, PC 버전 모든 OS의 모든 테스트에서 전 부문 만점을 기록하며 세계 1위 백신의 위엄을 강하게 어필하고 있다. 또한 국산 백신 V3 유료 버전 프...
    Date2018.02.01 Reply3 Views644
    Read More
  4. 2018년 1월 전세계 CPU 점유율 (인텔 vs AMD)

    출처 - https://www.cpubenchmark.net/market_share.html 작년 3월, 신형 라이젠 프로세서 출시에 힘입어 2분기까지 소폭 상승세를 보였던 AMD의 점유율은 3분기부터 다시 내리막이 시작되어 2018년 1월 현재 20%가 붕괴되며 약 18% 정도로 떨어...
    Date2018.01.13 Reply0 Views3256
    Read More
  5. CES 2018 메인강연) 인텔이 밝힌 VR, 양자컴퓨터, 인공지능, 자율 주행차 등

    CES의 개막 전날 저녁에 진행되는 메인 기조 강연(Kickoff Keynote)은 CES의 기조 강연 중에서도 가장 격식이 높은 것으로 과거에는 마이크로소프트 창업자 빌 게이츠, 인텔의 크레이그 배럿과 폴 오텔리니 등 역대 CEO, 지난해(2017년)는 NVIDIA CEO 젠슨 ...
    Date2018.01.10 Reply0 Views1565
    Read More
  6. 이제는 하늘을 나는 자가용 시대, 플라잉카 내년 출시

    현재 시대는 4차 산업혁명과 함께 모든 것이 급 속도로 변하고 있다. 그 중 자동차 분야는 인간의 개입없이 컴퓨터가 스스로 주행하는 "자율 주행차" 분야와 육지와 하늘을 모두 이동할 수 있는 "플라잉카" 로 개발이 진행되고 있는데 상업용으로는 자율...
    Date2017.12.17 Reply0 Views1346
    Read More
  7. 2017년 반도체 파운드리 시장 점유율, TSMC 독주체제 강화

    시장조사 기관 트렌드포스가 2017년 세계 반도체 파운드리 보고서를 발표했습니다. 자료에 따르면 2017년 세계 파운드리 시장 규모는 약 573억달러 규모로 완만한 성장이 지속되고 있으며 1위는 변함없이 대만의 TSMC로 나타났습니다. TSMC는 전...
    Date2017.12.10 Reply2 Views1160
    Read More
  8. AMD 퇴출? CPU, GPU 모두 한자릿수 점유율로 (스팀)

    전세계 게이밍 유저들이 접속하는 스팀의 2017년 11월 하드웨어 및 소프트웨어 점유율 결과 출처 - http://store.steampowered.com/hwsurvey/ 지난 10월 점유율에서 우려했던대로 전세계 게이머들은 AMD CPU를 더욱 더 사용하지 않고 ...
    Date2017.12.04 Reply2 Views6091
    Read More
  9. 대한민국도 아이폰X가 점령, 3분만에 판매 완료

    역대 스마트폰 사상 최고가의 스마트폰인 애플 아이폰X가 해외와 마찬가지로 국내에서도 역대 최고의 인기를 구가하고 있다. 17일 오전 9시 국내 이통사들의 공식적인 예약판매 시작 결과 SKT : 3분만에 매진 KT : 5분만에 매진 LGU : 10분만에 매...
    Date2017.11.17 Reply5 Views1585
    Read More
  10. 2017년 3분기 세계 스마트폰 점유율, 중국이 1위

    미국의 시장 조사 기관 IDC가 2017년 3분기 세계 스마트폰 보고서를 발표했습니다. 보고서에 따르면 3분기 세계 스마트폰 출하량은 전년 대비 2.7% 증가한 3억 7310만대의 규모를 기록했습니다. 이 중 1위는 전년 대비 9.5% 증가한 ...
    Date2017.11.04 Reply1 Views2086
    Read More
  11. 시스템 반도체 동향) 인텔vs엔비디아vsAMDvs퀄컴 나스닥 주가

    인텔은 최근 40달러를 돌파하며 전성기를 구가하고 있는데 현재 진행형으로 44달러까지 돌파하며 사상 최고의 시기를 보내고 있다. 엔비디아도 무려 200달러를 넘어서며 사상 최고의 시기를 나타내고 있다. 이들의 주가 폭등 이유는 차세대 산업 시장의 경쟁력...
    Date2017.10.28 Reply4 Views2345
    Read More
  12. 아이폰X A11 Bionic 칩과 프로세스 기술 (TSMC)

    애플이 발매한 "iPhone 8/8 Plus/X"는 반도체 칩의 측면에서 보면 중요한 이정표가 된다. 프로세스 기술과 프로세서 코어 아키텍처가 모두 쇄신됐기 때문이다. iPhone 8/8 Plus/X의 심장부로 애플이 개발한 새로운 모바일 SoC(System on a Chip) "A11 Bio...
    Date2017.10.02 Reply4 Views1738
    Read More
  13. 커피레이크 등 2018년 중반까지 인텔 CPU 출시 스케줄

    인텔은 Z370 익스프레스 칩셋을 갖춘 8세대 커피레이크 프로세서 제품군을 이번달 선보일 예정입니다. 또한 커피레이크와 좀 더 저렴한 메인보드를 원하는 오버클럭 의도가 없는 유저들은 2018년 1/4 분기까지 기다려야 할 것입니다. 인텔은 8세대 코...
    Date2017.10.02 Reply0 Views1074
    Read More
  14. 애플, 신형 아이폰X 및 애플워치3, 4K TV 등 공식 발표

    애플이 한국시간으로 13일 새벽 2시경, 애플 파크 스티브 잡스 시어터에서 이벤트 개최 주요 내용 요약 애플 워치3 애플 워치는 롤렉스를 넘어서 세계 1위 시계 브랜드 달성 신형 워치의 가격은 329달러(일반) / 399달러(LTE) 애...
    Date2017.09.13 Reply6 Views3161
    Read More
  15. 프리미엄 스마트폰의 진화 LG V30, “일상이 영화가 된다”

    보도 - LG전자) LG전자가 31일(현지시각) 독일 베를린에서 차기 전략 프리미엄 스마트폰 ‘LG V30(영문 Thirty로 발음)’를 공개했다. LG V30는 새로운 모바일 경험과 최상의 멀티미디어 기능을 선보여 온 LG V시리즈의 장점을 한층 발전시켰다. ▲...
    Date2017.09.01 Reply0 Views1773
    Read More
  16. EISA 어워드) 최고 카메라 제품에 알파9 등 '소니시대'

    미국 TIPA 어워드, 일본 카메라 그랑프리와 함께 세계 3대 이미징 어워드 "EISA(European Imaging and Sound Association, 유럽영상음향협회) 2017 - 2018에서 최고 카메라 제품으로 소니의 최신형 미러리스 카메라 알파9가 수상하였습니다. 소니 ...
    Date2017.08.20 Reply1 Views2350
    Read More
  17. 인텔 브라이언 크르자니크 vs. AMD 리사수 경영 성능 평가

    좌> 브라이언 크르자니크 (INTEL CEO) / 우> 리사수 (AMD CEO) 현존 반도체 기술의 최고 끝판 기술인 CPU 시장에서 유일하게 경쟁하고 있는 인텔 브라이언 크르자니크 CEO와 AMD 리사수 CEO의 2017년 2분기까지 경영 성능 평가 ...
    Date2017.08.04 Reply4 Views3990
    Read More
  18. 전세계 태블릿 시장 몰락 가속화, 반등의 여지는 없다

    Top Five Tablet Companies, Worldwide Shipments, Market Share, and Growth, Second Quarter 2017 (preliminary results, shipments in millions) Company 2Q17 Unit Shipments 2Q17 Market Share 2Q16 Unit Shipments 2Q16 Market Share Year-O...
    Date2017.08.04 Reply3 Views1319
    Read More
  19. 린킨파크 전설의 라이브 Numb/In The End/Faint/Papercut

    I'm tired of being what you want me to be Feeling so faithless lost under the surface Don't know what you're expecting of me Put under the pressure of walking in your shoes (Caught in the undertow just caught in the undertow) Every ste...
    Date2017.07.21 Reply3 Views777
    Read More
  20. 소니 미러리스 알파9, 최첨단 기술로 DSLR 시대 종료

    메커니즘이 없는 이 카메라는 기존의 기계식 SLR의 한계를 뛰어넘어 한 차원 높은 성능을 구현합니다. 예를 들어, 기존의 시스템이 블랙아웃 시간을 줄이는 것에 그친 데 반해 이 시스템은 블랙아웃이 전혀 없는 뷰파인더를 제공합니다. 기계식 ...
    Date2017.07.15 Reply4 Views2678
    Read More
  21. 도시바 메모리, 세계 최초 64층 QLC 3D V-NAND 개발

    도시바가 세계 최초의 4bit/cell(QLC)기술을 이용한 3D 플래시 메모리 BiCS FLASH를 개발하고 기본 동작 및 성능을 확인했다고 발표했다. QLC는 기존 3bit/cell(TLC)와 비교하여 셀 기록 비트 수가 1개 늘어나기 때문에 대용량 메모리 제품을 실현...
    Date2017.07.01 Reply0 Views928
    Read More
  22. 엔씨소프트 리니지M, 국내 모바일 게임 시장의 "새로운 역사"

    엔씨소프트가 2017년 6월 21일 공식 출시한 모바일 게임 '리니지M' 이 국내 모바일 게임 시장의 대격변을 일으키고 있습니다. 리니지M은 출시와 동시와 국내 모바일 게임 시장의 역대 모든 기록을 갈아치우면서 그 위상과 브랜드 파워를 ...
    Date2017.06.24 Reply3 Views2121
    Read More
  23. 메시 인터커넥트, 인텔의 새로운 상호 연결 기술 (Mesh Interconnect)

    인텔이 새로운 메시 기반 상호 연결 기술을 발표했습니다. 인텔은 전통적으로 여러 코어 컴플렉스를 함께 연결할때 QPI (Quick Path Interconnect) 인터커넥트에 의존해 왔지만 제한이 있었습니다. 우선 QPI는 point to point 기술이기 때문에 무작위 코...
    Date2017.06.17 Reply0 Views973
    Read More
  24. 채굴용 메인보드? VGA 13장 지원 H110 Pro BTC+ 공개

    애즈락이 새로운 "변태" 메인보드를 전시했다. 그 메인보드는 "H110 Pro BTC+". Intel H100 칩셋을 채용하고 7세대 Core i 프로세서에 대응하는 메인보드지만 최대 특징이 PCI Express 슬롯이 13슬롯 준비되어 최대 13장의 비디오 카드를 장착하고 이용할 ...
    Date2017.05.31 Reply0 Views1393
    Read More
Board Pagination Prev 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ... 14 Next
/ 14