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액션 / 미국 , 영국 / 2020 .11.18 개봉 감독 : 캐리 후쿠나가 출연 : 다니엘 크레이그(제임스 본드), 라미 말...
다큐멘터리 / 한국 / 89분 / 2020 .09.24 개봉 / [국내] 전체 관람가 감독 : 박준수 출연 : BTS 등 ...
ANALYSIS
2009.11.03 04:32

GPU 시장 분석 <Transition>

조회 수 15686

- GPU 역사 및 계보 이해를 위한 사전 필독 항목


엔비디아 이야기 I - http://raptor-hw.net/xe/index.php?_filter=search&mid=know&search_keyword=%EC%97%94%EB%B9%84%EB%94%94%EC%95%84&search_target=title_content&document_srl=17040


엔비디아 이야기 II - http://raptor-hw.net/xe/index.php?_filter=search&mid=know&search_keyword=%EC%97%94%EB%B9%84%EB%94%94%EC%95%84&search_target=title_content&document_srl=17045



GPU 시장 분석 PART.4  < Transition >

 

엔트리 레벨 / 밸류 레벨의 모델은 언급하지 않는다.

 

지난 GPU 시장 분석 PART.3에서 우리는 AMD가 라데온 4870X2를 발표하여 최상위 플래그쉽 왕좌를 석권했고, 이후 엔비디아는 대응 모델로 듀얼 PCB 플래그쉽 카드를 발표할 수도 있다는 부분까지 예상할 수 있었다. 결국 엔비디아는 2009년 1월, 과거의 9800GX2를 답습하는 지포스 GTX 295를 발표한다.
 

 

▲ 지포스 GTX 295

 

지포스 GTX 295는 당시 AMD 라데온 4870 X2에게 빼앗긴 "절대성능" 의 가치를 다시 되찾고자 하는 목표로, 기존의 G200 (GTX)의 55나노 개선 모델인 G200B (216SP GTX 260) 두장을 하나로 패키징하여 만들어 냈다. 디테일하게는 최초 발표된 지포스 GTX 260은 192개의 스트림 프로세서가 탑재 되었던 반면, 이후 발표된 신형 GTX 260은 216개의 스트림 프로세서가 탑재되어 10~20% 정도의 성능향상을 도모했다.


엔비디아가 기존의 GTX 260의 신형 모델을 발표하게된 근본적인 원인은 AMD의 라데온 4800 시리즈의 존재 때문이다. AMD의 라데온 4800이 공식 출시된 이후 9800GTX는 라데온 4850에게 가격과 성능 모두 경쟁력이 상실됐고, GTX 260은 마찬가지로 4870에게 경쟁력이 상실되어 엔비디아는 우선적으로 기존 9800GTX의 55나노판 9800GTX+ 를 발표하여 기존 모델보다 클럭을 더 끌어올리고 전력소모, 발열적인 부분을 개선하여 라데온 4850에 대응했다. 지포스 GTX 260 또한 9800GTX와 같은 맥락으로, 4870에 가격과 성능 모두 경쟁력이 밀리게 되어 경쟁력을 다시 확보하기 위해, 9800GTX+ 가 공정이전으로 클럭만 끌어올렸던 점과 달리, 65나노 공정은 그대로 유지하고, GPU 성능의 핵심인 스트림 프로세서를 216개로 확장해 대응하게 된다.


결과적으로는 9800GTX+는 4850을, 216SP의 GTX 260은 라데온 4870을 다시 넘어서게 됐고, 엔비디아의 의도대로 진행되게 된다. 이후 9800GTX+는 스펙의 변화없이 지포스 GTS 250으로 리네이밍되어 재탄생 했고, 엔비디아의 지포스 계열은 시장에서 55나노와 65나노 모델의 혼재, 동일 모델을 모델명만 바꿔 시장에 유통하여 소비자들의 불만이 증폭하기 시작했고, 하드웨어 업계의 세부적인 지식을 갖고 있지 않은 일반유저들은 자신이 어떠한 제품을 구매하고 있는지도 정확하게 파악하지 못하는 상황이 발생하게 된다.

 
 GTX 295GTX 285GTX 280GTX 260 Core 216GTX 2609800 GTX+
Stream Processors2 x 240 240240216192128
Texture Address / Filtering2 x 80 / 8080 / 8080 / 8072/7264 / 6464 / 64
ROPs283232282816
Core Clock576MHz648MHz602MHz576MHz576MHz738MHz
Shader Clock1242MHz1476MHz1296MHz1242MHz1242MHz1836MHz
Memory Clock999MHz1242MHz1107MHz999MHz999MHz1100MHz
Memory Bus Width2 x 448-bit512-bit512-bit448-bit448-bit256-bit
Frame Buffer2 x 896MB1GB1GB896MB896MB512MB
Transistor Count2 x 1.4B1.4B1.4B1.4B1.4B754M
Manufacturing ProcessTSMC 55nmTSMC 55nmTSMC 65nmTSMC 65nmTSMC 65nmTSMC 55nm
Price Point$500-$350 - $400$250 - $300$250 - $300$150 - 200
 

지포스 GTX295는 정확하게는 216SP GTX260의 SLI 패키지 모델이고, 한가지 차별점은 최초의 216SP GTX260은 65나노 공정의 모델이었던 반면 295에 탑재된 260은 55나노 공정으로 제조된 모델이 탑재되어, 두장 구성시에 증가되는 전력소모와 발열적 부분을 최소화 화여 제작되었다.


지포스 GTX 295의 공개된 성능은, 이전까지 최고 성능을 나타냈던 4870X2를 넘어서며 AMD에 빼앗겼던 왕좌를 다시 찾아오는데 성공하게 된다.

 

 

엔비디아는 우선적으로, 브랜드의 절대적 가치라 할 수 있는 "플래그쉽 효과"에 기인한 지포스 GTX 295를 발표하여 왕좌를 석권하고, 비슷한 시기에 지포스 GTX 285를 발표한다. 285는 앞서 설명한 대로, 기존 280의 55나노 공정 이전에 따른 각 클럭을 상승시켜 성능향상을 도모하고, 기존 모델보다 전력과 발열을 개선한 모델이다.


결과적으로 엔비디아는 퍼포먼스 라인의 216SP GTX260 과 퍼포먼스 메인스트림 라인의 9800GTX+ (GTS250) 으로 라데온 4850과 4870에 대응했고, 지포스 GTX285 와 295 로 플래그쉽 / 하이엔드 라인의 경쟁력을 다시 강화하여 AMD에 대응했다. AMD와 엔비디아의 이러한 GPU 무한 경쟁 순환은 멈추지 않고 계속되는 현재 진행형으로, 어느 한 쪽이 사라지기 전까지는 멈추지 않는 영원한 전쟁이 된다.


이러한 엔비디아의 대응에 맞서 AMD는, 하이엔드 시장의 경쟁력을 다시 확보하고자 새로운 라데온 4890을 발표하기에 이른다.

 

 
 ATI Radeon HD 4890ATI Radeon HD 4870ATI Radeon HD 4850
Stream Processors800800800
Texture Units404040
ROPs161616
Core Clock850MHz750MHz625MHz
Memory Clock975MHz (3900MHz data rate) GDDR5900MHz (3600MHz data rate) GDDR5993MHz (1986MHz data rate) GDDR3
Memory Bus Width256-bit256-bit256-bit
Frame Buffer1GB1GB512MB
Transistor Count959M956M956M
Manufacturing ProcessTSMC 55nmTSMC 55nmTSMC 55nm
Price Point~$250~$200$150
 

HD 4890은 출시되기 이전, 스트림 프로세서가 1200개로 증가한다는 등의 소문이 무성했으나, 정식 발표된 4890은 기존의 4800 계열에서 아키텍쳐의 변화가 없는 800개의 스트림 프로세서, 동일한 ROP와 텍스쳐 유닛의 스펙을 나타냈고, 변화된점은 기존의 4870 에서 코어/메모리 클럭의 상승, 트랜지스터 집적량 또한 약 300만개가 증가하여 전체적인 퍼포먼스가 약진 했다는 점이다. 따라서 전체적인 연산성능은 4870의 1.2 테라플롭스에서 1.36 테라플롭스로 상승했다.


이점은 엔비디아의 285가 280에서 코어/메모리 클럭이 상승되어 발표된 것과 같은 맥락으로, 물론 285는 공정개선도 이루어졌다는 점은 다르지만, AMD는 엔비디아보다 한세대 빨리 55나노 공정을 도입하고 있었기 때문에 같은 틀안의 내용으로 볼수 있다.


HD 4890은 엔비디아의 GTX280, 285가 포지션되어 있는 시장을 타겟으로 삼았다. AMD는 엔비디아의 이 두가지 모델에 대응할 만한 마땅한 모델이 없었고, 이 라인의 시장을 계속해서 내줄 수는 없었기 때문에 4890 을 탄생시킨 것이다. HD 4890은 강력한 시장 공격을 위해 280과 285가 형성되어 있는 가격선보다 훨씬 더 저렴한 250 달러로 가격선을 책정하여 소비자들에게 강하게 어필한다. 이점은 AMD가 엔비디아 보다 한세대 빨리 55나노 공정으로 이전하여 안정적인 수율이 이루어 지고 있었던 점이 기반되고, 엔비디아는 65나노와 55나노 칩의 혼재, 설계상의 기본적인 칩 생산단가도 높았기 때문에 이러한 가격대로 형성할 수 있었던 것으로 판단할 수 있다.

 

 

▲ 라데온 4890의 쿨링 / 디지털 전원부

 

라데온 4890은 이전 4870 보다 상승된 클럭과 트랜지스터 카운트, 그에 따른 발열, 전력소모를 고려하여 카드의 전력 컨트롤의 담당하는 디지털 전원부를 보다 강화했고, 레퍼런스 쿨링의 성능을 강화하기 위해 3개의 히트파이프와 더욱 밀도가 높아진 방열핀을 적용하여, 시스템 구동시의 안정성을 개선했다.


라데온 4890의 밝혀진 성능은 AMD가 타겟으로 삼았던 지포스 280과 285의 중간급 성능을 나타내며, 하이엔드 라인업에서 새로운 강자로 링에 오르게 된다.

 

 

라데온 4890은 출시후, 경쟁모델인 지포스 280과 285보다 당시 100달러 이상 저렴한 가격에 비슷한 성능을 나타내고 있었기 때문에, 엔비디아의 지포스 280과 285는 급격한 타격을 받게 된다. 이에 엔비디아는 4890이 출시될 것이라는 소문이 퍼지고 있을 무렵, 이미 지포스 GTX 275라는 비밀 병기를 준비하고 있었다.


지포스 275는 라데온 4890의 공식 발표와 함께 발표는 이루어졌다. 그러나 4890은 시장에서 구매가 가능했었던 반면, 275는 실구매는 불가능한 페이퍼 런칭 상황이 발생한다. 지포스 275는 엔비디아에서 라데온 4890의 대응모델로 급격히 탄생시킨 모델이기 때문에 이미 준비가 되고 있었던 4890과 달리, 리뷰어나 벤치마크용 샘플들을 제외하고는 적정량의 칩을 생산하지 못했었고, AMD 보다 한세대 느린 55나노 제조공정으로 안정적인 수율을 확보하지 못했었던 부분도 기반한다.

 

 

< 상단 4890 / 하단 275, 다이 사이즈와 칩들로 생산 단가의 차이를 확인할 수 있다. >

 
GTX 285GTX 275GTX 260 216SPGTS 250
Stream Processors240240216128
Texture Address / Filtering80 / 8080 / 8072/7264 / 64
ROPs32282816
Core Clock648MHz633MHz576MHz738MHz
Shader Clock1476MHz1404MHz1242MHz1836MHz
Memory Clock1242MHz1134MHz999MHz1100MHz
Memory Bus Width512-bit448-bit448-bit256-bit
Frame Buffer1GB896MB896MB512MB
Transistor Count1.4B1.4B1.4B754M
Manufacturing ProcessTSMC 55nmTSMC 55nmTSMC 65nmTSMC 55nm
Price Point$360~$250$205$140
 

지포스 GTX 275는 216SP GTX 260에서 스트림 프로세서가 240개로, 텍스쳐 유닛 또한 80개로 증가했고, 코어 클럭과 쉐이더, 메모리 클럭이 각각 상승했다. 스펙만으로도 이전의 GTX 280의 위치를 275가 이어받는 것을 확인할 수 있고, 모델명은 280보다 하위 모델명으로 표기되고 있지만 성능은 280을 상회하고 285보다는 약간 뒤쳐지는 성능을 나타내며 4890과 동급의 퍼포먼스를 나타냈다.


275는 성능 뿐만 아니라, 가격 책정에서도 4890과 동일한 250달러로 책정하여 완벽한 4890의 대응모델임을 나타냈다.

 

 

라데온 4890과 지포스 275는 동급의 퍼포먼스와 비슷한 가격대로, 각각의 브랜드를 선호하는 유저들의 갈래에 따라 현재까지도 어느정도 인기를 갖고 있는 모델들이고, 현재는 각 제조사에 따라 쿨링이나 기판을 개선/강화한 모델들이 많이 등장하여 소비자의 선택의 폭이 다양해져 있는 상태다.


AMD는 여기서 멈추지 않고, 메인스트림 시장의 평정을 위한 HD 4770을 야심차게 발표한다. 4770은 최초의 40나노 데스크탑 GPU로 또 한번 엔비디아보다 빠른 공정이전으로, GPU의 생산단가 절감과 저전력/저발열의 동시에 구현했고, 더욱 높아진 와트당 성능을 실현했다.

 

 
ATI Radeon HD 4770ATI Radeon HD 4850ATI Radeon HD 4830
Stream Processors640800640
Texture Units324032
ROPs161616
Core Clock750MHz625MHz575MHz+
Memory Clock800MHz (3200MHz data rate) GDDR5993MHz (1986MHz data rate) GDDR3900MHz (1800MHz data rate) GDDR3
Memory Bus Width128-bit256-bit256-bit
Frame Buffer512MB512MB512MB
Transistor Count826M956M956M
Manufacturing ProcessTSMC 40nmTSMC 55nmTSMC 55nm
Price Point$110  
 

HD 4770은 엔비디아보다 한세대 빠른 최초의 40나노 공정을 도입하며, 다시 한번 앞서 나가기 위한 기틀을 마련한 모델로 AMD의 첫 번째 데스크탑 40나노 모델이면서, 40나노 공정의 실험적인 모델이기도 하다.

4770은 공식 출시되기 이전, 엔지니어링 샘플의 성능이 공개되면서 유저들에게 매우 큰 기대감을 만들었다. 그것은 바로 절대적인 "가격대 성능비" 로, 공개된 4770의 성능은 당시 4830과 4850의 중간급 성능으로 예상 가격대는 불과 99~109 달러 정도였기 때문이다. 당시의 상황으로 보자면, 지포스 9600GT 모델의 가격으로 20만원 초반선에 형성되어 있었던 4850급의 성능을 구매할 수 있다는 것을 의미했기 때문에 유저들은 매우 큰 기대감을 갖게 된것,

 

 

엔비디아는 예상치 못한 라데온 4770의 등장에 빠른 대처를 할 수 없었다. 당시 엔비디아의 주력은 65나노였고, 몇가지 모델들만 55나노로 생산하고 있었던 시점이었기 때문에, AMD의 이와 같은 40나노 모델을 견제할 대응 모델을 만들어 낼순 없었고, 언론에 다음과 같은 입장을 표명하는 것 밖에는 할 수 있는 일이 없었다.


"게임 이용자들은 99달러 정도의 그래픽카드로는 발전 가능성(잠재성/확장성)을 납득할 수 없을 것이고, 고해상도 환경이나 연산성능, 비전형적인 어플리케이션등을 사용하다보면 실망을 하게 될 것이다" 라는 입장을 표명했는데, 정식 발표된 4770은 엔비디아의 이런 주장과는 무관하게 당시 존재하는 최고의 가격대 성능비 / 와트당 성능비를 나타내며 일약 최고의 스타덤에 오르게 된다.


그러나 이때 예상치 못한 문제가 AMD의 발목을 잡기 시작한다. 그것은 바로 엔비디아와 AMD의 GPU를 위탁생산하는 대만 TSMC의 수율문제 발생했기 때문이다. 소비자들은 4770의 공식 출시와 함께 빠른 물량이 공급되기를 바라며 기다리고 있었지만, 실제로 구매 사이트나 판매점들에서는 최소한의 물량 밖에 공급받지 못했고, 매우 높은 인기로 인해 바로 동이 나는 상황이 발생하여 일반 소비자들은 구매를 할 수가 없었다.

 

 

TSMC의 이러한 수율문제는 40나노 공정의 어려움도 물론 있겠지만, 공정이전에 따른 철저한 준비와 충분한 기술분석이 이루어지지 못했던 점이 주요 요인으로 분석됐다. 당시 TSMC의 40나노 수율은 20% 정도로 보고됐고, 이러한 낮은 수율로 인해 4770을 글로벌적으로 공급하는 량은 수요에 비해 턱없이 낮아 일반 소비자들은 4770을 구매하는 것이 사실상 힘들었다.


이러한 상황이 발생됨에 따라 주요 관계자나 애널리스트들은 AMD와 TSMC의 관계가 악화될 것이라 예상했지만, AMD의 부사장 Rick Bergman씨는 예상외의 공식 입장을 표명 했다. "AMD는 TSMC와 10년간 함께 일을 해왔다. TSMC는 우리의 가장 중요한 파트너다." AMD 부사장의 이와 같은 발언은 예상 밖의 표명이었고, AMD와 TSMC의 관계가 악화될 것이라는 루머들을 잠식시켰다. 그러나 이점은 오랜 협력자로써 AMD의 TSMC에 대한 애정?으로 볼 수 있는 발언이지만, 현실적으로 보자면 TSMC를 대체할 최신공정의 GPU를 생산할 만한 비메모리 반도체 생산업체가 없는 점이 기반하고 있다.


AMD는 올해초에 아부다비 ATIC, 무바달라와 계약하여 자신들의 생산 설비의 투자 및 지원을 받고 공동운영하는 "글로벌 파운드리"를 탄생시켰다. 글로벌 파운드리는 2010년부터 32나노 벌크 공정 및 SOI 공정의 AMD CPU를 생산하고, CPU 이외의 반도체도 생산할 것이라고 전해지고 있다. 보고된 바에 따르면 ATIC측으로부터 7억달러의 생산 설비 대금을 받고, 무바달라로 부터는 1억 2500만 달러의 주식 투자금을 받게 되어 AMD의 자본 회전력이 향상됐고, 글로벌 파운드리는 이 투자기업들과 AMD가 공동 운영하는 반도체 생산 업체가 된다.


AMD는 글로벌 파운드리의 빠른 안정화가 절실히 필요한 상황이다. CPU 뿐만 아니라 GPU 생산까지 글로벌 파운드리에서 가능해진다면, AMD는 현재와 같이 TSMC의 의존적인 생산형태를 벗어날 수 있기 때문이다. 물론 글로벌 파운드리 또한 공정 안정화가 빠르게 정착될 수 있을지는 장담할 수 없지만, IBM과 AMD가 기술지원을 한다는 부분만으로도 충분한 강점이 되기 때문에 기대 또한 해볼 수 있는 것이다. 현재 40나노 공정의 문제를 발생시키고 있는 TSMC는, 향후로도 최신 공정의 이행에 있어 계속해서 문제를 발생시킬 경우, TSMC의 경쟁력은 계속해서 떨어지게 될 것이고, 외부에서도 TSMC를 "저조한 기술력의 반도체 업체" 로 각인 할 수도 있다는 점을 스스로도 잘 알고 있을 것이다. 어찌됐건 현재의 상황에서는 TSMC의 빠른 공정 개선이 무엇보다도 시급하다는 점은 변하지 않는다.

 

 

AMD는 4770의 공급이 원할하지 않자, 이미 공정 안정화에 따라 안정적인 수율을 나타내고 있었던 55나노 공정의 4800 GPU의 가격인하를 실시하게 된다. 당시 20만원 초반선에서 가격이 형성되고 있었던 4850은 10만원 후반선으로, 10만원 후반선의 4830은 10만원 중반선으로 가격 조정이 이루어진다. 이에 엔비디아는 GTS250 을 4850과 비슷한 가격선으로, 9800GT를 10만원 중반선으로 낮추어 대응했고, 당시 엔비디아의 주력 모델이였던 9600GT 또한 10만원 초반선으로 전체적인 가격조정이 시행된다.


앞서 다룬 4770의 수율은 빨리 개선되지 않았기 때문에 이미 가격이 다운된 4850과 4830에 의해 4770 은소비자들의 기억에서 점점 지워지게 된다. TSMC의 40나노 수율은 2분기까지 60% 정도로 상승됐다고는 하지만, 이미 4770의 가격선에서 20~30달러 정도의 가격차이로 4850이 존재하고 있었기 때문에 시기를 놓친 4770은 레전드 모델로 전락하게 된다. 만약 4770의 공식 발표 당시 수율문제가 발생하지 않았다면 당시부터 현재까지의 메인스트림 모델의 시장 라인은 확연하게 달라져 있을 것이 틀림이 없지만 결국은 기회를 놓친 GPU가 되어버린 것이다.

 

 

AMD의 4770 출시 이후 시점부터 2분기까지는 특별한 모델의 발표가 없었고, 엔비디아는 기존의 최상위 모델인 GTX 295 의 Single-PCB 모델의 출시정도가 있었다. 이 모델은 기존 두장의 PCB를 하나로 패키징하여 만들어 낸것과 달리, 하나의 PCB 기판에 두 개의 GPU를 집적하는 라데온 4870 X2를 답습하는 모델이기 때문에 크게 다룰 필요성은 없다고 판단된다. 


2분기부터 3분기까지는 엔비디아와 AMD GPU의 전체적인 가격 안정화가 이루어진다. 안정된 55나노 수율에 따라 엔비디아 및 AMD의 전체적인 모델들의 가격이 다운되어 4890은 20만원 후반선으로, 4870은 10만원 후반~ 20만원초, 4850은 14~16만원선으로 가격대가 형성된다. 지포스 제품군은 275가 30만원 내외 (고급 개량 모델제외), 216SP GTX260 이 20만원 중반선, GTS 250이 10만원 중반, 9800GT가 10만원 초반선으로 각각 조정된다.


각각의 엔비디아와 AMD의 GPU는 소비자가 선호하는 브랜드나 구매 성향에 따라 나뉘고, 한가지 확실한 부분은 이전보다 AMD의 라데온 브랜드에 대한 소비자들의 인식이 많이 개선되었다는 점이다. 작년까지만 해도 4800 시리즈가 출시 되기는 했지만, 그동안 축적된 지포스 브랜드에 대한 소비자들의 인지도는 매우 높았기 때문에 4800이 상당한 메리트를 갖고 있었음에도 불구하고, 급격한 판매량 상승이 나타나지는 않았다. 이후 많은 PC 관련 사이트나 커뮤니티, 언론기관등에서 라데온에 대한 많은 언급이 이루어졌고, 현재와 같은 글로벌 네트워크 형성의 이점으로 빠른 정보 순환 및 습득이 이루어지는 점에 따라, 소비자들이 라데온이라는 브랜드를 많이 접하게 되어 이제는 생소하지 않은 단어가 된 것이다.


물론 아직까지도 대한민국의 "PC방 문화" 에서는 압도적으로 지포스 점유율이 높다. 이점은 "게임에서는 지포스가 좋다" 라고 하는 선입견들이 아직까지 존재하기 때문이다. 물론 라데온의 초창기 시절이나 3시리즈의 시점까지는 실제로 게임 호환성이나 안정성등의 문제가 많이 부각됐고 실제로 존재했다. 그러나 이러한 문제는 계속해서 개선되어 카탈리스트 드라이버 또한 이제는 "까탈" 스럽지 않고, 게임 부분은 지포스와 라데온 모두 각각 유리한 게임이 있고, 가격대에 따른 제품의 메리트가 갈리는 것일뿐, 더 이상 "게임에서는 지포스가 좋다" 라고 하는 점은 근거없는 선입견일 뿐이다.

 

ATI Radeon HD 5870ATI Radeon HD 5850ATI Radeon HD 4890ATI Radeon HD 4870
Stream Processors16001440800800
Texture Units80724040
ROPs32321616
Core Clock850MHz725MHz850MHz750MHz
Memory Clock1.2GHz (4.8GHz data rate) GDDR51GHz (4GHz data rate) GDDR5975MHz (3900MHz data rate) GDDR5900MHz (3600MHz data rate) GDDR5
Memory Bus Width256-bit256-bit256-bit256-bit
Frame Buffer1GB1GB1GB1GB
Transistor Count2.15B2.15B959M956M
Manufacturing ProcessTSMC 40nmTSMC 40nmTSMC 55nmTSMC 55nm
Price Point$379$259~$180~$160
 

2분기부터 3분기까지는 기존 모델들의 가격 안정화와 다양한 개량 모델들(O.C/기판/쿨링)의 혼재의 시점이었고, 마침내 9월, AMD는 새로운 세대의 "에버그린" 패밀리를 공식 발표한다.


에버그린 패밀리는 40나노 공정으로, 최상위 플래그쉽 햄록 (가칭 5970/5950), 퍼포먼스 사이프레스 (5870/5850), 퍼포먼스 메인스트림 주니퍼 (5770/5750), 메인스트림 레드우드 (가칭 5670/5650), 밸류 시더 (가칭 5500 이하 네이밍)으로 각각 분류된다. 최초 발표된 모델은 AMD의 기존 전략을 답습하는 퍼포먼스 타겟의 사이프레스를 우선적으로 선보였다.

 

 

▲ RV870은 RV770의 듀얼코어화

 

RV870 (사이프레스)의 전체적인 디자인은, 이전 세대 RV770 (4800)의 아키텍쳐를 기반으로 한다. 정확히 말하자면 사이프레스는 기존 RV770을 듀얼코어화한 모델이라고 볼수 있다.


상단 사이프레스 아키텍쳐의 설계에서도 확인할 수 있듯이 듀얼코어라는 의미는, 기존 RV770의 SIMD 엔진 (프로세스를 실행하는 단위)가 10개였던 반면 RV870은 이것을 20개로 확장/분할했고, 다각형을 픽셀로 변환하는 래스터라이저 유닛, 프로그램의 스레드 변환과 분기를 제어하는 스레드 시퀀서 유닛 또한 2개로 늘어났고, SIMD 엔진이 두배로 늘어남에 따라 SIMD 엔진에 부속되는 텍스쳐 유닛 또한 2배에 가깝게 증가했다.


따라서 스레드 디스패치는 분할된 양쪽코어가 일정하게 일하도록 로드 밸런스를 유지하게 하고, 다른 한쪽의 코어로부터 다른쪽의 코어로 데이터를 이동시키기 위해서 메모리를 거치는 일이 없어지도록 하기 위해, 스레드간에 데이터를 공유하기 위한 로컬 데이터 쉐어를 기존 16KB 에서 32KB로 확장했고, SIMD 엔진간의 데이터 공유를 위한 글로벌 데이터 쉐어도 16KB에서 64KB로 확장하여 전체적인 성능 향상에 일조하게 된다.


또한 사이프레스는 GDDR5 메모리를 탑재하여 넓어진 메모리 대역에 대응하는 ROP 유닛도 확장했다. 기존 RV770에는 256비트의 인터페이스에 16개의 ROP를 갖추고 있었다. 4개의 메모리 컨트롤러에서 4개의 ROP 유닛 그룹을 1:1로 부속하고 있었는데, 사이프레스는 4개의 메모리 컨트롤러에서 8개의 ROP 유닛을 부속하고 있다.


따라서 ROP가 2배로 확장됨에 따라, ROP 내부의 Z캐쉬와 컬러캐쉬 또한 배가 되어 전체적인 성능은 27.2 GPixels/s 에 이르게 된다. 이러한 ROP의 확장으로, 고배속의  안티 앨리어싱 환경에서 AA의 적용에 따른 성능 편차를 최소화 할 수 있게 된 것이다

 

 

▲ ATI Eyefinity

 

또한 AMD 라데온 5800은 다이렉트 11을 공식 서포트 함과 동시에, 새로운 기술인 "ATI Eyefinity" 를 선보였다. 이 기술은 일반적인 그래픽카드가 듀얼 DVI를 통해 동시에 2개의 모니터까지 출력이 가능했었던 반면, 이 기술을 탑재한 라데온 5시리즈는, 하나의 그래픽카드로 최대 3개의 모니터로 동시에 출력할 수 있다.


따라서 5800 GPU로 크로스파이어 구성시 최대 6개의 모니터로 동시에 출력이 가능하고, 추후 AMD는 한 장의 카드로 동시에 6개의 모니터로 출력이 가능한 2GB 메모리 버전의 5800 모델을 출시할 예정에 있다.

 

 

사이프레스의 공개된 성능은, 아키텍쳐의 듀얼코어화에 따른 막강한 성능을 나타냈다. 상위 5870 은 하나의 GPU로 두 개의 GPU로 만들어진 지포스 295에 준하는 성능을 나타냈고, 하위 5850은 엔비디아의 싱글 최상위 모델인 지포스 285를 넘어섰다.


AMD는 항상 새로운 세대의 모델을 선보일때 마다 엔비디아의 경쟁모델보다 100달러 정도 저렴하게 출시하여 경쟁사를 압박했었는데, 새로운 5시리즈 또한 같은 전략으로 사이프레스는 경쟁사의 모델보다 100달러 정도 저렴한 가격선으로 책정하여 소비자들에게 강하게 어필한다. 이점은 AMD가 다시 한번 40나노 공정으로 엔비디아보다 앞선 공정을 먼저 도입했기 때문에 생산단가의 우위에 따른 점도 기반하고 있다.

 
ATI Radeon HD 5870ATI Radeon HD 5850ATI Radeon HD 5770ATI Radeon HD 5750
ATI Radeon HD 4870
ATI Radeon HD 4850
Stream Processors16001440800720800800
Texture Units807240364040
ROPs323216161616
Core Clock850MHz725MHz850MHz700MHz750MHz625MHz
Memory Clock1.2GHz (4.8GHz data rate) GDDR51GHz (4GHz data rate) GDDR51.2GHz (4.8GHz data rate) GDDR51.15GHz (4.6GHz data rate) GDDR5900MHz (3600MHz data rate) GDDR5993MHz (1986MHz data rate) GDDR3
Memory Bus Width256-bit256-bit128-bit128-bit256-bit256-bit
Frame Buffer1GB1GB1GB1GB / 512MB1GB1GB / 512MB
Transistor Count2.15B2.15B1.04B1.04B956M956M
TDP188W151W108W86W150W110W
Manufacturing ProcessTSMC 40nmTSMC 40nmTSMC 40nmTSMC 40nmTSMC 55nmTSMC 55nm
Price Point$379$259$159$129 / $109$140-$160$109-$129
 

AMD는 9월에 퍼포먼스 시장 타겟의 사이프레스 발표후 약 한달이 지난 10월, 퍼포먼스 메인스트림 시장 타겟의 주니퍼 (5700)을 발표한다. 주니퍼는 사이프레스와 스트림 프로세서 / 텍스쳐 / ROP / 코어&메모리 클럭에 차이를 두고, 메모리 인터페이스가 128비트로 다운되어 퍼포먼스적인 차별성을 두고 있다.


주니퍼는 기존 라데온 4870과 4850급의 성능을 나타내며 4850과 4870의 자리를 이어받게 될것으로 보이는 모델이다. 주니퍼는 출시 이전의 예상 성능보다는 낮은 성능이 나타나 사이프레스와 주니퍼의 퍼포먼스적인 갭이 크다는 점을 볼때, 향후 사이프레스와 주니퍼 사이에 코어/메모리 클럭이나 메모리 인터페이스등, 과거의 4830과 같은 개량된 모델이 등장할 수도 있다는 점을 암시하고 있다.


AMD의 사이프레스와 주니퍼는 출시 후 단점을 꼽을수 없는 장점들만으로, 최고의 가치를 평가받게 되고, 최고의 인기를 누리게 된다. 그러나 여기서부터 과거의 악몽이 재현되기 시작하는데, 이것은 AMD의 활로를 방해하는 TSMC의 수율문제가 다시 나타났기 때문이다.


TSMC는 지난 4월, 라데온 4770의 발표 후 수율문제로 인하여 4770을 소비자들의 기억에서 삭제하도록 만든 장본인들이다. 그 이후, 보고된 바에 따르면 TSMC의 40나노 수율은 초기 20%에서 2분기까지 최대 60%까지 상승했다고 하는데, 세부적으로는 밝혀지지 않은 "심각한 문제" 에 또 다시 직면하여 수율은 40%로 떨어졌다고 전해지고 있다. 현재 시장에 발표된 사이프레스와 주니퍼중, 비교적 다이가 단순한 주니퍼는 어느정도 공급이 이루어지고 있는 반면, 상대적으로 다이가 복잡한 사이프레스는 과거 4770과 같이 구매가 쉽지 않은 상황이 발생하고 있다.


이에 대해 TSMC의 CEO 모리스 창씨는 올해 말까지 수율문제를 해결하겠다고 말하고는 있지만, 이러한 시기적인 손해를 가장 많이 보게 되는 것은 바로 AMD다. 과거 4770과 같이 제품만으로는 최고의 가치를 갖고 있어도 실제로 많은 소비자들이 구매를 할 수 없게 된다면 그로 인한 타격은 AMD가 고스란히 받게 되는 것이고, 이것은 엔비디아에게 매우 큰 선물을 주게 되는 것이다. 엔비디아의 40나노 제품은 현재 밸류 시장 타겟의 GT220과 G210이 있는데, 이 두 모델은 50달러 이하의 로우엔드 시장을 대체하는 모델로 시장 판도에는 영향력이 없고, 12월경에 출시 예정인 새로운 아키텍쳐 "페르미" 의 출시 이전까지 TSMC가 시간을 벌어주는 형국이 되고 있는 것이다.


AMD의 부사장이 지난 4월 4770의 수율문제가 발생했을 당시 TSMC와 관련하여, "AMD는 TSMC와 10년간 함께 일을 해왔다. TSMC는 우리의 가장 중요한 파트너다." 라는 발언을 했었는데 과연 현재도 이와 같은 생각을 갖고 있을지 매우 궁금하게 만드는 부분이다. 결과적으로는 AMD의 TSMC에 대한 생각이 어떻든 간에, 계속해서 AMD의 발목을 잡고 있는 것이 GPU 설계 기술도 아니고, TSMC의 생산능력 부족 때문에 발생하고 있다는 점은 AMD로써는 참으로 답답한 상황이 아닐수 없을 것이다.

 

 

수율 문제를 떠나, AMD의 향후 GPU 로드맵에 따르면 AMD는 이번달 듀얼 GPU 플래그쉽, 햄록을 발표할 예정에 있다. 햄록은 기존 4870X2 와 같이 두 개의 5870 또는 5850을 하나의 기판에 집적하여 X2의 성능을 갖게 되는 모델로, 현재까지 밝혀진 정보들을 종합해보면 햄록부터는 기존과 같이 4870 X2 와 같은 네이밍을 사용하지 않고, 한단계 숫자 네이밍이 높은 5900 으로 명명될 것이라고 전해진다.


세부적으로는 두 개의 5870 GPU로 만들어지는 5970, 두 개의 5850 GPU로 만들어지는 5950 으로 각각 발표할 예정이라고 전해지는데, 이 사실은 AMD의 공식발표가 있기 전까지는 좀더 두고 봐야 될것으로 보인다. 최근 5900 시리즈의 실사진은 유출이 됐지만 세부적인 성능은 아직까지 밝혀지지 않고 있다. 하지만 현재의 5870과 5850의 싱글성능과 크로스파이어 구성시의 성능을 보면 햄록의 성능을 예상할 수 있고, 햄록의 예상되는 성능은, 현재 최상의 그래픽카드인 지포스 GTX 295를 크게 압도할것으로 전망된다.


- 라데온 5800 성능확인 : 글로벌 하드웨어 벤치마크

 

 

▲ 유출된 햄록 사진

 

AMD는 특별한 문제가 발생하지 않는다면, 로드맵에 따라 이번달 햄록을 발표하고 내년 1분기에는 메인스트림/ 밸류시장 타겟의 레드우드 (가칭 5600), 시더 (가칭 5500 이하 네이밍)을 발표하여, 이전 모델들과의 완전한 세대교체가 마무리 된다.


이에 대응 하는 엔비디아의 로드맵을 살펴보면, 엔비디아는 차세대 아키텍쳐인 페르미를 올해 10월경에 내놓을 예정이었다. 그러나 페르미는 빠르면 12월말경, 늦으면 내년초에 만날수 있을 것으로 예상된다. 이점은 페르미를 설계하는데 있어서 몇가지 난관에 부딪힌 것으로 예상이 되고 있다. 해외 소식통에 의하면, 엔비디아는 9월경 페르미의 첫 번째 실리콘 웨이퍼 샘플을 TSMC로부터 받았다고 한다. 페르미 다이는 하나의 웨이퍼당 104개까지 찍을수 있는데, 총 4장(416개)의 웨이퍼에서 정상적으로 작동이 가능한 페르미는 고작 7개밖에 없었다고 한다. 이점은 수율이 2%도 안되는 매우 저조한 상황이기 때문에 피할 수 없는 재설계의 과정을 거쳐야 된다는 점을 암시하는 부분이다.


일반적으로 첫 번째 샘플 웨이퍼는 버그 픽싱과 그로 인한 수정 등을 위해 필요하지만, 2%도 안되는 수율은 버그 픽싱이나 약간의 수정 정도가 아니라 전면적인 재설계를 피할 수 없다는 점을 의미한다. 따라서 엔비디아의 공식 표명은 없었지만 이러한 보고된 소식들과 현재의 상황만 지켜봐도, 페르미는 빠르게 얼굴을 내밀수 없다는 점을 확인할 수 있다.


따라서 페르미가 공개되기 전까지는 AMD의 독주가 예상되지만 TSMC의 수율 문제에 따라 시장은 계속해서 지켜봐야 될 상황이다.

 

 

엔비디아의 CEO 젠슨황씨는, 지난 9월 30일부터 10월 2일 기간 동안 주최한 GPU 개발자 회의 「GPU Technology Conference (GTC)」에서 기조 강연 연설을 했다.  이 강연에서 젠슨황씨는 엔비디아의 과거부터 현재까지의 GPU 진화상과 향후 엔비디아의 미래에 관해 언급을 했다.


이 강연은 완성되지도 않은 카드를 공개했고, 이 카드로 정상작동 되는것과 같이 시연을 해서 유저들을 속였다는등의 뒷담이 많았지만, 이 강연의 핵심은 이런 부분들을 떠나 엔비디아의 향후 방향성을 나타내고 있다는 점이 포인트라고 할 수 있다. 엔비디아가 말하는 방향성은, CPU에 의한 중앙 집중적 처리로부터 CPU+GPU에 의한 공동 처리의 이행 환경을 만든다는 것이다. 이것은 현재의 CPU에 의존적인 컴퓨팅 환경을 앞으로는 GPU의 활용 방향을 극대화 할 수 있도록, 원초적인 하드웨어부터 GPGPU 적인 설계, 이를 적극활용 할 수 있는 소프트웨어 업체들과의 긴밀한 협력을 통해 " 연산 GPU의 시대 " 만들겠다는 것이 엔비디아의 목표다.


엔비디아의 이러한 방향과 비전은 높게 평가 할 수도 있지만, 엔비디아가 이러한 방향을 잡게된 것은 사실상 시장의 현실 때문이라고도 분석할 수 있다. 지난 GPU 시장 분석 PART.3 에서도 언급했듯이, 그동안 엔비디아가 펼쳐왔던 주요 사업부문들에서 엔비디아는 점차적으로 경쟁력이 악화되고 있다. 데스크탑 GPU 부분은 AMD와의 끝없는 경쟁 순환으로 계속해서 시장에서 경쟁력은 갖을수 있을 것으로 보이지만 문제는 마더보드 칩이다.


최근 보고된 소식들에 의하면, 인텔은 엔비디아에게 FSB 플랫폼의 라이센스와 새로운 DMI 버스의 라이센스도 내주지 않겠다고 통보 했다고 한다. 이점은 더 이상 인텔 플랫폼의 엔비디아 마더보드 칩을 볼수 없다는 점을 의미하고, AMD 또한 인텔과 같은 맥락으로 NVIDIA FOR AMD 칩셋들을 사용할 수 가 없다. 엔비디아의 전체 수익중 31%정도가 마더보드 칩셋 분야에서 거두고 있는점을 감안하면, 앞으로 엔비디아의 상당한 수익감소가 예상되고, 또 하나의 관건은 인텔과 AMD가 CPU에 GPU를 탑재하는 퓨전 프로세서들을 출시할 예정에 있다는 점이다.


인텔은 32나노 클락데일에 GPU를 탑재하여 내년에 공식 발표하고, AMD는 인텔보다는 늦은 2011년 GPU가 탑재된 퓨전 프로세서를 발표할 예정이다. 이러한 퓨전 프로세서는 구성자본과 구성방법이 기존의 형태보다 비교적 단순해지기 때문에, 메인스트림/밸류 시장에서 상당한 경쟁력을 갖게 될것으로 전망되고, 이러한 퓨전 프로세서는 마더보드의 IGP와 연계되어 동작하기 때문에 자체적인 플랫폼의 경쟁력 또한 강화되는 부분이다. 


또한 인텔과 AMD는 자체적인 GPU 기술과 M/B 칩, CPU 기술까지 갖고 있는 기업이다. 그에 따라 CPU + M/B + GPU의 플랫폼 결합에 따른 다양한 수익확보가 가능하지만 엔비디아는 주 사업분야였던 GPU와 M/B칩 부문에서 M/B 칩이 곧 떨어져나가기 때문에 엔비디아가 설자리가 점차적으로 줄어들고 있다는 점을 의미한다.


최근 존 페디(Jon Peddie)리서치의 시장 조사 에 따르면 2009년 1, 2 분기 사이 AMD의 노트북용 그래픽 카드는 시장점유율의 경우 36.5%, 판매량은 82.27% 증가했다고 보고된다. 단적으로 최근 노트북 시장에서 스펙들을 확인해보면 상위 일부 모델들을 제외하고 대부분 모빌리티 라데온 4시리즈가 탑재되있는 것만으로도 라데온의 경쟁력이 예전과는 다르다는점을 나타내는 부분이다. 물론 엔비디아의 아이온 플랫폼은 나름대로의 순항을 가고 있지만, 아이온 플랫폼 칩셋 또한 언제까지 만들어 낼수 있을지는 정확히 밝혀지지 않았다.


따라서 당분간은 현재와 같은 시장 상황이 유지되고, 2010년 3분기 이후부터는 이러한 여파가 엔비디아에 영향을 줄것으로 전망되기 때문에 엔비디아는 이러한 시장상황에 따라 자신들의 사업확장을 위한 전략과 비전을 어떻게 만들어가느냐가 중요한 관건이 될것으로 보인다.

 

 

엔비디아가 새로운 방향을 잡은 최초의 GPU 페르미는, GPGPU를 위해서 풀 스크래치로 개발되고 있다고 한다. 페르미는 GPU의 아키텍쳐 비중을 단순 그래픽 처리로부터 범용 컴퓨팅으로 이전하는 새로운 세대의 GPU 라고 밝히고 있기 때문에 세로운 세대의 포석이 될 페르미가 어떻게 등장할지, 우리는 지켜볼 필요성이 있다.

  • ?
    RAPTER 2009.11.03 04:51
    게시판이 오류가 나서 삭제하고 다시 올립니다.
  • ?
    최준석 2009.11.03 05:13
    피와 살이 되는 정보 감사합니다.
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    김민수 2009.11.03 18:57
    이게다 TSMC 때문이다
  • ?
    파시스트 2009.11.03 19:24
    5850 좀 살려고 하는데 물량 진짜 없네요.. 그래서 가격도 높고.. tsmc 짜증..
  • profile
    연대생 2009.11.07 01:04
    엔비디아가 3분기 순이익은 증가했다고 하네요, 하지만 역시나 장기적으로 보면 앞날은 캄캄.. 페르미가 관건일듯






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