영국의 반도체 설계(IP) 및 IoT 서비스 기업 Arm이 새로운 IP 설계 접근법인 토탈 컴퓨트(Total Compute)를 공개했다. Arm은 지난 10월 8일부터 10일까지 미국 산호세에서 개최된 Arm 테크콘(TechCon) 행사의 기조연설을 통해 토탈 컴퓨트 접근법을 소개하면서, 5G, AI, IoT 등 첨단 기술의 발전과 함께 요구되는 차세대의 새로운 디지털 경험을 위한 최적화된 성능을 제공하겠다는 포부를 밝혔다.

Arm 고객 부문 마케팅 부사장인 이안 스미스(Ian Smythe)는 “반도체 업계는 프로세스 확장 및 데이터 프라이버시부터 CPU를 넘어 파편화 된 에코시스템에 이르는 다양한 변화에 직면하고 있다. 5G로 수많은 기회가 생겨나겠지만, 차세대에 보다 현실감있는 경험을 위해서는 전력, 성능, 효율성을 제공하는 것이 여전히 중요하다"고 말했다. 또한, “5G와 더불어 AI, XR(확장 현실, eXtended Reality), IoT의 가속화는 컴퓨팅에 대한 요구 사항을 변화시키고 있다”며, “디지털 몰입에 필요한 성능은 현재 수준을 넘어 토탈 컴퓨트 단계로 나아가야 한다. 이를 위해서는 성능과 보안, 개발자 액세스를 최적화하는 데 중점을 두고 IP 설계에 대한 색다른 접근법을 취해야 한다”고 말했다.

사고의 패러다임 전환과 함께 반도체 업계에도 많은 변화가 예고되는 만큼, Arm은 단일 제품 개발에서 제품의 실제 사용 사례 및 경험 중심의 시스템 솔루션 개발로 초점을 옮기고 있다. 이를 위해, Arm은 IP, 소프트웨어, 툴 개발 전반에 걸쳐 최적화를 진행함으로써 안전한 토대를 제공하고 미래 워크로드의 복잡한 컴퓨팅에 요구되는 성능을 제공할 계획이다.

새로운 수준의 머신러닝 성능 제공
Cortex-A73을 발표한 이후, Arm은 세대가 바뀔 때마다 머신러닝 성능을 점진적으로 향상시켰다. 현재 Arm은 머신러닝에 대한 CPU 적용 범위를 크게 넓히기 위해 노력하고 있다. 이러한 새로운 디지털 세계를 구현하기 위해서는 컴퓨팅 성능을 더 높은 수준으로 끌어 올려야 하며, Arm은 이를 위해 차세대 Cortex CPU인 마테호른(Matterhorn)에 매트릭스 멀티플라이(Matrix Multiply, MatMul)를 추가하여 머신러닝 성능을 이전 세대의 두 배로 향상시키는데 성공했다.

토탈 컴퓨트 접근법은 CPU를 넘어 시스템 내 각각의 컴퓨팅 요소와 인프라에 적용돼야 한다. Arm의 CPU, GPU, NPU, 인터커넥트, 시스템 IP는 종류에 상관없이 모두 통합 솔루션으로 최적화돼야 한다. 이를 위해 Arm NN, Arm 컴퓨팅 라이브러리(Arm Compute Library), 오픈소스 커뮤니티, 개방형 표준 등 안전한 기반 위에 구축된 소프트웨어와 툴을 이용할 수 있다.

디지털 세상의 보안
궁극의 디지털 세상의 실현에 있어 보안과 보안의 중요성에 대해 파악하는 것은 매우 중요하다. 점점 더 많은 사람들이 휴대폰에 모든 개인정보를 보관하고 있으며, 보안 없이는 개인정보를 보호할 수 없다. 토탈 컴퓨트 내의 보안은 세 가지 계층을 기반으로 하고 있다 (그림 1 참조).

Arm은 이미 토탈 컴퓨트의 일환으로 MTE(Memory Tagging Extension)와 같은 혁신적인 보안 기능을 출시하여 고객들의 다양한 요구를 충족시키고 있다. 실제로 구글은 최근 안드로이드 디바이스용 MTE를 설계하기 위해 Arm과 협력하겠다는 계획을 발표한 바 있다. 이러한 기능들은 PSA(플랫폼 시큐리티 아키텍처)와 결합되어 Arm 에코시스템 전반에 걸쳐 보안을 표준화하고 단편화를 해소하는 데 일조할 것으로 기대된다.

공통 아키텍처에서 개발자 지원
미국의 리서치 기업인 에반스 데이터 코퍼레이션(Evans Data Corporation)에 따르면, 전세계 2,300만 명에 달하는 소프트웨어 개발자들이 최고의 경험을 실현하기 위해 노력하고 있다고 전한다. 이들은 플랫폼 구축을 위한 표준 소프트웨어와 드라이버 인터페이스를 필요로 하고 있으며, Arm은 진보된 디지털 미래를 실현 가능케 하기 위하여 이러한 개발자들에게 투자하고 있다. Arm은 토탈 컴퓨트를 모든 개발자가 선택할 수 있는 플랫폼으로 제공하여 실리콘과 가상 프로토타입의 성능을 향상시키는 것을 목표로 한다.

한편, Arm은 유니티 테크놀로지스(Unity Technologies)와의 파트너십을 확장했다고 발표한 바 있다. 유니티 테크놀로지스는 Arm과 사업 목표를 공유하는 전략적 파트너로, 유니티 테크놀로지스와 파트너십을 강화하는 것은 개발자 지원에 대한 Arm의 노력의 일환으로 해석된다. 양사는 Arm 기반 SoC, CPU, GPU, NPU의 성능 최적화를 위해 협력하여, 개발자들이 새로운 몰입적 콘텐츠를 만드는 데 더 많은 시간을 투자할 수 있도록 지원할 예정이다. 이안 스미스 부사장은 "오늘날 VR 콘텐츠 개발의 70%가 유니티 테크놀로지스에서 이뤄지고 있다"며, "이번 파트너십 강화는 Arm의 전체 에코시스템에 큰 자산이 될 뿐만 아니라 미래 성공을 위한 핵심이 될 것"이라고 말했다.

유니티 테크놀로지스 플랫폼 부문 부사장인 랄프 하워트(Ralph Hauwert)는 "Arm과의 협력을 통해 세계 최대의 크리에이터 그룹인 유니티 개발자들이 수십억 개가 넘는 Arm 기반 디바이스에 최적화된 툴을 사용할 수 있게 되어 기쁘게 생각한다"고 밝혔다.

토탈 컴퓨트: 선택 가능한 플랫폼
Arm이 개별 IP와 파편화 된 솔루션을 최적화하기 어렵다는 주요 과제를 해결하기 위해 노력하고 있는 가운데, 반도체 업계는 핵심적인 기로에 서있다. 엄청난 미래 기술의 기회를 활용하려면 IP 설계에서는 실제 제품의 사용 사례, 소비자의 경험, 마지막으로 에코시스템의 요구가 중심이 되어야 한다.

이안 스미스 부사장은 "VR 헤드셋, 웨어러블, 스마트폰, DTV 등 모든 토탈 컴퓨트 솔루션에는 다양한 요소가 연관되어 있을 것"이라며, "Arm은 미래 컴퓨팅 플랫폼의 토대를 제공하고자 한다. 토탈 컴퓨트 접근방식을 통해 보안을 간소화하고, 성능과 효율성을 향상시키며, 개발자들이 Arm 에코시스템 전반에 걸쳐 성능에 보다 더 많이 접근할 수 있도록 할 예정이다. 궁극적으로 진정한 디지털 실현을 제공하는 것이 목표"라고 말했다.