[피플] 적응형 컴퓨팅 가속화 플랫폼(ACAP), FPGA의 한계를 넘다

픽터 펭(Victor Penc), 자일링스 CEO

FPGA(Field Programmable Gate Array) 반도체가 다른 비메모리반도체와 달리 필요에 따라 프로그램을 구성할 수 있다는 장점으로 한 동안 다양한 산업분야에서 큰 호응을 얻어왔다. 사용자는 자신의 용도에 맞게 반도체의 기능을 소프트웨어 프로그램 하듯이 변형시킬 수 있기 때문이다. 디지털과 네트워크로 연결된 기술의 변화는 반도체 시장에도 변화를 요구하고 있다. 시스템온칩(SoC)에서 이제는 네트워크온칩(NoC)로 나아가고 있다.

적응형 및 지능형 컴퓨팅의 선두업체인 자일링스의 사장 겸 CEO인 빅터 펭(Victor Peng)은 자일링스의 미래 비전과 전략에 대해 밝혔다. 자일링스의 새로운 성장과 기술 그리고 방향을 제시하기 위해 수립한 빅터 펭의 비전은 ‘적응형 및 지능형 세계’를 구현하는 것이다.

자일링스는 FPGA 역량의 한계를 극복할 수 있는 ACAP(적응형 컴퓨팅 가속화 플랫폼, Adaptive Compute Acceleration Platform)이라는 혁신적인 제품 카테고리를 발표했다. ACAP은 다양한 애플리케이션과 작업량의 요구에 적응하기 위해 하드웨어 레벨에서 변경될 수 있는 고도로 통합된 멀티코어 이기종 컴퓨팅 플랫폼이다. 동작 중에 동적으로 수행되는 ACAP의 적응성은 CPU 또는 GPU가 따라갈 수 없는 성능과 와트 당 성능의 수준을 제공한다.

ACAP은 빅데이터와 인공지능 시대에서 다양한 애플리케이션을 가속화하는 데 적합하다. 여기에는 비디오 트랜스코딩, 데이터베이스, 데이터 압축, 검색, AI 추론, 유전체학, 머신 비전, 연산 스토리지 및 네트워크 가속화 등이 포함된다. 이를 통해 소프트웨어 및 하드웨어 개발자들은 엔드포인트, 에지 및 클라우드 애플리케이션을 위한 ACAP 기반의 제품을 설계할 수 있다. 최초의 ACAP 제품군인 코드네임 ‘에베레스트’는 TSMC 7나노미터 공정 기술로 개발되며, 올해 말 개발이 완료될 예정이다.

무어 인사이트 & 스트래티지(Moor Insights & Strategy)의 설립자인 패트릭 무어헤드(Patrick Moorhead)는 “이것은 미래 컴퓨팅의 모습이다. 이것은 몇 일씩 소요되던 것에 비해 몇 분 내에 유전체 순서 결정을 처리할 수 있는 능력을 말하는 것이다. 또한 낮 동안 비디오 트랜스 코딩을 하고 야간에는 이미지를 인식하는 것과 같은 컴퓨팅 요구에 따라 작업량을 변경하도록 서버를 프로그램하는 능력을 갖고 있는 데이터 센터에 대한 것이다. 이것은 매우 중요하다”라고 말했다.

에베레스트는 자일링스가 10억 달러 이상의 지속적인 R&D 투자를 통해 4년 동안 개발 중이다. 현재 1,500명이 넘는 하드웨어 및 소프트웨어 엔지니어가 자일링스의 ‘ACAP 및 에베레스트’ 설계에 참여하고 있으며, 소프트웨어 툴은 핵심 고객에게 전달되었다. ‘에베레스트’는 2018년에 개발 완료될 예정이며, 2019년에는 시중에서 구입이 가능해질 전망이다.

자일링스의 사장 겸 CEO인 빅터 펭은 “FPGA와 징크(Zynq)® SoC 기술이 여전히 자일링스 비즈니스의 핵심이지만 자일링스는 더 이상 FPGA 회사가 아니다. FPGA는 자일링스의 유산과도 같지만, 이 기술을 바탕으로 전체 SoC를 프로그래머블 다이에 통합하고 3D IC를 개발, 소프트웨어 개발 프레임워크를 구축했으며 파트너 에코시스템을 구축해 산업에 새로운 제품을 제공하고 있다”고 말하며, “이러한 혁신을 바탕으로 ACAP 기술과 관련해 데이터 센터와 핵심 시장 그리고 미래에 더 많은 가치를 제공할 수 있는 새로운 도약을 준비하고 있다”고 말했다.

[온라인 TIPs]

ACAP 기술 세부사항

ACAP은 분산형 메모리 및 하드웨어 프로그래머블 DSP 블록, 멀티코어 SoC, 하나 이상의 프로그래머블 소프트웨어, 적응형 하드웨어, 컴퓨팅 엔진, 네트워크 온 칩(NoC)을 통한 모든 연결이 가능한 차세대 FPGA 패브릭을 갖추고 있다. 또한 ACAP은 하드웨어 프로그래머블 메모리 컨트롤러, 향상된 SerDes 기술과 첨단 RF-ADC/DAC를 집적하고 있으며, 디바이스 종류에 따라서 HBM(High Bandwidth Memory)까지 집적화된 고도의 통합된 프로그래머블 I/O 기능을 갖추고 있다.

소프트웨어 개발자는 C/C++, OpenCL 및 Python 같은 툴을 이용해 ACAP을 기반하여 목표 시스템을 개발할 수 있으며, 또한 FPGA 툴을 이용해 RTL 레벨에서도 프로그래밍이 가능하다.

에베레스트는 최신 16나노미터 버텍스® VU9P FPGA와 비교해 DNN(Deep Neural Networks) 응용에서 20배 이상의 성능 개선을 달성할 것으로 예상된다. 에베레스트 기반 5G 원격 무선 헤드(Remote Radio Head)는 최신 16나노미터 기반 무선통신 대비 4배의 대역폭을 갖게 된다. 따라서 자동차, 산업, 과학 및 의료용, 항공우주, 국방, 테스트, 측정 및 에뮬레이션, 오디오/비디오, 방송, 컨수머 시장 등의 다양한 시장에서 광범위한 애플리케이션의 성능 및 전력 효율 개선이 기대된다.

김홍덕 국제기자 hordon@icnweb.co.kr