칩 부족, 거대 칩, 무어의 법칙의 미래

코로나19가 젤리빈 상자를 들고 성난 아장아장 걷는 아이처럼 글로벌 공급망을 뒤흔드는 상황에서 일반인은 반도체 산업에서 추락 코스를 밟아야 했다. 그리고 그들 중 많은 사람들은 그들이 배운 것을 좋아하지 않았다. 새 차를 원하십니까? 안타깝게도, 칩이 충분하지 않습니다. 새로운 게임 시스템? 하지만 독자 여러분은 보통 사람이 아닙니다. 그래서 애초에 칩 부족이 있었던 이유를 알아내는 것 외에도, 여러분은 상당한 노력으로 한 칩에 2조 개 이상의 트랜지스터를 장착할 수 있다는 것을 발견했습니다. 당신은 또한 무어의 법칙의 미래가 전선이 어디에 놓이는지, 트랜지스터가 얼마나 작게 만들어지는지에 달려있다는 것을 발견했다.


칩 부족이 끝나는 방법과 시기

반도체 제조업체들은 수요를 충족시키기 위해 노력했고 대부분 자동차 부문의 엔진을 가로막는 칩보다 더 높은 마진을 목표로 하지만 전격적인 확장을 시작했다. 반도체 제조장비산업협회 SEMI의 최신 수치에 따르면 2021년 장비 매출이 1000억 달러를 돌파해 사상 최대치를 기록할 것으로 전망된다.

자동차 제조업자들은 그들의 교훈을 얻었을지도 모른다. 올여름 미국 뉴욕 몰타 글로벌파운드리 팹8에서 열린 자동차 전자 공급망 이해관계자 모임에서는 완성차 업체와 칩 제조사가 친해질 필요가 있다는 데 만장일치로 합의했다. 최종 결과? 글로벌 파운드리는 이미 포드와 BMW 모두와 계약을 체결했다.


차세대 칩은 아래에서 트랜지스터로 구동될 것이다.

트랜지스터를 원하는 만큼 작게 만들 수는 있지만, 서로 통신할 수 없으면 소용이 없습니다. 이 문장의 표현은 동영상에 사용된 것과 조금 다르다. 그들이 발견한 가장 좋은 계획은 전력을 (데이터가 아닌) 논리 회로로 전달하는 상호 연결을 가져다가 실리콘 표면 아래에 묻어서 칩의 뒷면에 구축된 전력 공급 네트워크에 연결하는 것이었다. 이러한 연구 경향은 인텔이 “오 그래”와 비슷한 말을 한 후에 널리 알려지게 되었다. 우리는 의심할 여지 없이 2025년에 그렇게 할 것이다.

1조 4천억 개의 트랜지스터를 가진 세레브라의 새로운 AI 몬스터 칩

무엇이 2조 6천억 개의 트랜지스터를 가지고 있고, 20킬로와트를 소비하며, 10억 개의 넷플릭스 영화를 스트리밍할 수 있는 충분한 내부 대역폭을 가지고 있는가? 물론, 이것은 세계에서 가장 큰 칩의 2세대입니다! (나도 알지만, 스트리밍이 그렇게 작동하는 것은 아니지만, 초당 220페타비트의 대역폭을 어떻게 설명할 수 있을까요?) 지난 4월, Cerebras Systems는 더 발전된 칩 제조 기술을 사용하여 만들어진 버전으로 역사를 새로 만든 최초의 AI 프로세서를 능가했다. 그 결과, 온칩 메모리는 인상적인 40기가바이트로 두 배 이상 증가했고, 프로세서 코어의 수는 40만 개에서 입이 벌어질 정도로 85만 개로 증가했으며, 트랜지스터가 1조 4천억 개가 추가되었다.


IBM, 세계 최초로 2nm 노드 칩 출시

IBM은 이른바 2나노미터 노드 칩을 개발했다고 주장했으며 2024년에 생산될 것으로 예상하고 있다. 상황을 설명하자면, 선두 칩 제조업체인 TSMC와 삼성은 5나노미터에서 본격적으로 시작하고 있으며, 2022년에는 3나노미터에 대한 신중한 시작이 가능하다. 우리가 작년에 당신에게 상기시켰듯이, 기술 프로세스 노드라고 부르는 것은 그것이 구성하는 트랜지스터의 어떤 부분의 크기와도 전혀 관련이 없습니다. 따라서 IBM의 프로세스가 경쟁사보다 더 나은지 여부는 밀도, 전력 소비 및 성능의 조합으로 귀결됩니다.

IBM 프로세스의 진정한 의미는 실리콘의 미래로서 나노시트 트랜지스터의 또 다른 지지자라는 것입니다. 각 주요 칩 제조사들이 오늘날의 핀펫 설계에서 나노시트로 각자의 속도로 이동하는 동안, 나노시트는 피할 수 없다.


RISC-V는 전 세계 칩 개발자들 사이에서 인기를 얻고 있다.

뉴스에서 트랜지스터에 관한 것이 전부는 아니었다. 프로세서의 아키텍처는 점점 더 중요해지고 있습니다. 스마트폰의 두뇌는 대부분 Arm 아키텍처를 기반으로 하는 반면 노트북과 연결된 서버는 x86 아키텍처를 기반으로 합니다. 그러나 특히 아시아에서 빠르게 성장하는 기업의 간부들은 RISC-V라고 불리는 오픈 소스 칩 아키텍처를 찾고 있다. 독점 아키텍처에 대한 비싼 라이선스 비용을 부담하지 않고 스타트업이 맞춤형 칩을 설계할 수 있도록 한 것이 매력이다.


새로운 광학 스위치는 트랜지스터보다 1,000배 더 빠릅니다.

비록 특정 유형의 광학 컴퓨팅이 가까워지고 있지만, 러시아와 IBM의 연구원들이 10월에 기술한 전환은 먼 미래의 컴퓨터일 가능성이 높다. 이 장치는 여기자극자와 보스-아인슈타인 응축물과 같은 이국적인 물질에 의존하여 초당 약 1조 번의 속도로 전환되었다. 그것은 너무 빨라서 장치가 다시 켜지기 전에는 빛이 1/3 밀리미터 밖에 이동할 수 없었다.