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종합

[클로즈UP]IBM, AI용 CPU·가속기 공개...삼성이 잠재적 최대 수혜자?

IBM, 반도체학회 ‘핫칩스2024’서 텔럼2·스파이어 등 AI반도체 전격 발표 자체 메인프레임 우선 적용...삼성 파운드리·HBM·DDR5 수요 증가 기대

[클로즈UP]IBM, AI용 CPU·가속기 공개...삼성이 잠재적 최대 수혜자?
IBM이 AI가속기를 공개하며 AI반도체 시장에 본격 진출한다. 사진은 IBM의 차세대 프로세서 텔럼2와 통합된 AI가속기 사파이어. 사진=IBM
IBM이 AI가속기를 공개하며 AI반도체 시장에 본격 진출한다. 사진은 IBM의 차세대 프로세서 텔럼2와 통합된 AI가속기 사파이어. 사진=IBM

미국 전통의 컴퓨터강자 IBM이 차세대 CPU와 AI가속기를 전격 공개하며 엔비디아가 사실상 독점하고 있는 AI반도체 시장에 도전장을 냈다.

MS, 애플, 엔비디아, 알파벳(구글), 아마존, 메타(페이스북), 테슬라 등 미국 증시를 이끄는 빅테크 7인방, 일명 '매그니피센트7' 간에 치열하게 전개되고 있는 'AI 전쟁'에 IBM이 가세한 모양새다.
 
특히 메인프레임 등 중대형 컴퓨터 시장을 장악하고 있는 IBM의 독자적인 AI칩 설계 및 개발로 파운드리(위탁생산), HBM(고대역폭메모리), DDR5 등 반도체 생태계 전반에 적지않은 영향을 미칠 전망이다.
 
◆IO속도 높이고 저전력 구현...AI에 최적화
 
IBM은 26일(현지시간) 미국 캘리포니아주 스탠퍼드대학에서 열린 반도체학회 ‘핫칩스2024’에서 AI에 최적화한 차세대 CPU ‘텔럼2(TelumII)와 이에 연동하는 AI가속기 스파이어(Spyre)의 아키텍처 세부사항을 공개했다. 본격 상용화는 내년초로 예상된다.
 
IBM이 이날 첫선을 보인 텔럼2 프로세서는 AI시대를 겨냥한 IBM의 차세 메인프레임 'Z시스템'을 구동하도록 설계된 전용 CPU다. 텔럼2는 2021년 공개된 전세대 제품인 텔럼1에 비해 캐시가 40% 증가했다.
 
캐시는 워크스테이션이나 메인프레임의 기본 처리장치 속에 들어 있는 고속메모리로 컴퓨터 명령어나 자료들을 CPU를 거치지 않고 처리할 수 있도록 할당되는 보조장치다.
 
IBM이 26일(현지시간) 공개한 텔럼2 CPU. 사진=IBM
IBM이 26일(현지시간) 공개한 텔럼2 CPU. 사진=IBM

텔럼2는 IBM이 자체적으로 설계한 AI가속기 스파이어와 통합돼 AI연산능력을 대폭 끌어올렸다. 여기에 별도로 데이터 처리장치(DPU)를 탑재, IO(입출력) 속도를 높였다,

텔럼2 프로세서의 IO가속장치인 DPU는 메인프레임의 네트워킹과 스토리지를 위한 복잡한 IO프로토콜의 속도를 높여 시스템 운영을 간소화하고 성능을 향상시킨다는게 IBM의 설명이다. 거대 생성형AI의 등장으로 불거진 복잡한 트랜잭션 요구사항을 보다 다양한 보조장치로 완벽히 지원하겠다는 전략이다.
 
엔비디아의 GPU(H시리즈)와 같은 역할을 하는 스파이어는 복잡한 AI모델과 생성형AI 추론에 특화된 IBM고유 설계의 AI가속기이다. 다만 고객의 니즈에 따라 스파이어는 텔럼2의 연산 능력을 보완하기 위한 옵션으로 선택할 수 있도록 했다.
 
스파이어는 1테라바이트(TB)까지 메모리 확장이 가능하다. 무엇보다 데이터센터의 전력사용량을 현격히 줄일 수 있도록 설계된 저전력 구동 제품이다. IBM 측은 스파이어가 카드당 전력 소모량이 75와트를 넘지 않도록 설계했다고 설명했다.
 
◆엔비디아 잠재적 경쟁자...AI반도체 시장 변화 주목
 
IBM은 이번에 발표한 텔럼2와 스파이어는 자체 메인프레임 Z시스템과 리눅스원에 최적화한 제품으로 엔비디아의 GPU와 직접 경쟁하지 않을 것으로 보인다.
 
다양한 거대 AI 고객을 대상으로한 '맞춤형' 라인업을 갖춘 엔비디아 H시리즈와 달리 IBM제품은 자체 컴퓨팅 솔루션에 타깃을 두고 개발됐기 떄문이다.
 
티나 카르퀴니오 IBM Z 및 리눅스원 담당 부사장은 “텔럼2 프로세서와 스파이어 가속기는 성능과 보안성이 뛰어나면서 전력효율성이 뛰어나 엔터프라이즈 컴퓨팅 솔루션에 적합하다"며 "수 년간의 개발 끝에 이러한 혁신이 차세대 Z플랫폼에 도입돼 고객들의 LLM(거대언어모델)과 생성형 AI를 편리하게 활용할 수 있게 될 것”이라고 자신했다.
 
다만 엔비디아 GPU가 탑재되는 서버와는 직접 경쟁 관계에 놓여있어 잠재적 경쟁자인것만은 분명하다. IBM의 데이터센터 서버 시장 점유율이 높아질 수록 결국 엔비디아 AI가속기 수요와 시장 점유율을 갉아먹을 수 밖에 없기 때문이다.
 
26일(현지시간) 미국 캘리포니아주 스탠퍼드대에서 열린 ‘핫 칩스 2024’에서 IBM이 차세대 AI반도체에 대해 설명하고 있다. 사진=IBM
26일(현지시간) 미국 캘리포니아주 스탠퍼드대에서 열린 ‘핫 칩스 2024’에서 IBM이 차세대 AI반도체에 대해 설명하고 있다. 사진=IBM

이런 점에서 IBM의 스파이어는 궁극적으로 엔비다아의 H시리즈와 B시리즈의 강력한 경쟁자중 하나라는게 전문가들의 대체적인 시각이다. 게다가 IBM은 공공부문, 금융부문 등 중대형 컴퓨팅 시장에서 시장 지배력이 막강하다.

IBM은 AI반도체 시장 진출은 파운드리와 AI메모리 시장에도 적지않은 변화를 예고하고 있다. 우선 텔럼2와 스파이어의 생산을 전담할 삼성 파운드리부문의 수혜가 예상된다.
 
삼성은 2021년부터 IBM과 협력관계를 구축, 텔럼1의 생산을 맡아왔으며 내년부터 텔럼2와 스파이어를 5나노 공정에서 생산할 것으로 알려졌다.
 
파운드리 최강자 대만 TSMC와 격차가 벌어지고 있는 상황에서 IBM의 차세대 AI반도체 생산을 전담하는 것은 삼성 파운드리 사업부에 또다른 기회로 작용할 전망이다.
 
메모리 부문에서도 IBM 스파이어와 함께 삼성의 5세대 HBM과 DDR5의 대량 수요가 발생할 전망이다. 스파이어엔 칩당 12단 HBM3E가 8개가 결합된다. SK하이닉스에 HBM시장 주도권을 빼앗긴 삼성으로선 엔비디아, AMD에 이어 IBM에까지 AI가속기용 HBM3E와 DDR5의 공급선을 확대할 기회를 잡은 셈이다.
 
자체 설계능력을 바탕으로 한 손엔 차세대 CPU를, 다른 한 손엔 AI가속기를 들고 본격적인 AI반도체 시장 진출을 선언한 IBM이 이 시장을 장악하고 있는 엔비디아-TSMC-하이닉스 연합전선에 얼마나 큰 균열을 낼 수 있을 지 주목된다.

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