자일링스(Xilinx)는 5월 13일 온라인 미디어 브리핑을 통해, ‘무어의 법칙’의 달성이 점점 어려워지는 시대에 성능 등의 목표 달성을 위해 주목받고 있는 ‘적응형 컴퓨팅’ 시대에 대한 자일링스의 플랫폼 기반 성장 전략을 소개했다. 이 자리에서 자일링스는, 현재 전략의 기조인 신성장 전략에 따라, 데이터센터에서의 영향력 강화, 5G 인프라, 자동차 등 핵심 시장의 성장 가속과 함께, 소프트웨어와 프레임워크 및 생태계 확장을 통한 적응형 컴퓨팅 사용자 기반 확대 등을 전략으로 제시했다.

자일링스의 FPGA와 SoC, 가속기 포트폴리오는 현재 빠르게 성장하고 있는 5G 인프라 시장에서 다양한 기회를 마주하고 있으며, 다양한 형태의 협력 사례도 발표된 바 있다. 그리고 자일링스는 5G O-RAN mMIMO 무선 패널 플랫폼의 구현에 있어 마베니어(Mavenir)와의 전략적 파트너십을 통해 높은 경쟁력을 확보했다고 소개했다. 또한 자일링스는 자동차, 산업 비전, 헬스케어 및 과학, 항공우주 및 방위 분야에서도 시장의 성장 속도가 높아지고 있으며, 높은 성능과 유연성, 효율성을 제공하는 자일링스의 솔루션들은 이러한 시장에서 지금까지 견고한 실적을 달성해 왔고, 향후 더 큰 성장 기회를 가질 수 있을 것으로 기대했다.

데이터센터와 엣지 등에서 더 빠르고 효율적인 데이터 처리를 위한 ‘적응형 컴퓨팅’ 측면에서 자일링스는 가속기 카드와 SmartNIC 및 컴퓨팅 스토리지, 임베디드 엣지 애플리케이션을 위한 SoM(System-on-Module), 도메인 최적화 실리콘 및 카드 등을 제공하고 있다. 그리고 이러한 하드웨어들은 개발자들을 위한 소프트웨어와 프레임워크 및 생태계 지원으로 더욱 가치있게 활용될 수 있을 것으로 기대했다. 또한 AI 워크로드 가속을 위한 ‘AI 엔진’은 실리콘 수준의 제조 공정 미세화에 따른 성능 향상과 별개로, 지속적으로 새로운 아키텍처와 도메인 특화 아키텍처의 접목으로 성능을 향상시킬 것이라고 덧붙였다.

▲ 빅터 펭 자일링스 CEO (자료제공: Xilinx)

▲ 5G 등 통신 분야는 중요한 성장 동력원으로 꼽혔다 (자료제공: Xilinx)

빅터 펭(Victor Peng) 자일링스 CEO는 이 자리에서 먼저, 최근 진행중인 AMD와 자일링스의 인수합병에 관련해 언급했다. AMD와 자일링스는 서로 보완적인 시장과 상품군을 가지고 있으며, 양 사의 공통적인 시장은 ‘데이터센터’ 영역인데, 이 영역에서도 AMD와 자일링스의 결합은 이종 컴퓨팅 환경에서 고성능을 제공할 수 있는 독특한 위치에 있다. 그리고 장기적인 관점에서, 자일링스는 다양한 영역의 시장을 확보하고 있고, AMD는 데이터센터 쪽에서 성장하고 있으며, 양 사의 결합은 전통적인 데이터센터 뿐 아니라 엣지, 통신 인프라 등에 이르기까지 폭넓은 시장에서 다양한 기회를 만들 수 있을 것으로 기대했다. 그리고 상품 포트폴리오 측면에서도 양 사간 핵심 기술의 활용과 공유 등을 통한 시너지 효과를 기대할 수 있을 것이라 덧붙였다.

자일링스는 2018년, 데이터센터 우선, 핵심시장에서의 성장 가속화, 적응형 컴퓨팅의 주도 등이 핵심이 되는 ‘신성장 전략’으로의 전환을 발표한 이후, 지금까지 성공적으로 실행해 오고 있고, 각 분야에서 많은 진척이 있었다고 평했다. 그리고 전 세계가 디지털화되고, 연결되며, 스마트화 측면에서 확장이 이루어지고 있으며, 혁신의 속도도 빨라지고 있고, 데이터는 빠르게 증가하고 있으며 AI의 활용 또한 확대되는 상황이라고 소개했다. 이와 함께, 지금까지 지속되어 온 ‘무어의 법칙’ 또한 향후 지속성에 의문이 제기되고 있는 상황이라고 지적했다.

이 전략 중 ‘핵심 시장에서의 성장 가속화’에서, 통신 인프라 부분은 중요한 핵심 시장 중 하나로 꼽힌다. 그리고 자일링스는 이 통신 인프라 관련 시장에서, 5G 무선 인프라 구축 지원을 위한 RFSoC와 Versal AI 제품 등을 제공하고 있으며, 이 중 RFSoC는 지난 1년간 50만 개가 공급되었고, 무선 애플리케이션에 최적화된 RFSoC DFE를 통해 더 고성능, 고효율 환경을 구현할 수 있다고 밝혔다. 또한 7nm 공정 기반의 Versal AI는 국내에서도 삼성전자가 5G 기지국 구축에 처음 제품을 사용하기도 한 전략적 고객으로, 5G 기지국 구축에서의 빔포밍 구현을 위해 Versal AI 제품을 사용하고 있다고 밝혔다. 이 외에도, 자일링스는 이동통신사를 위한 가속기 카드 솔루션 또한 제공하고 있다고 덧붙였다.

유선 통신 인프라 측면에서는 7nm 기반의 Versal ACAP가 112G PAM4 SerDes 지원과 400G 암호화 엔진 등을 지원하고 있으며, 16nm 기반의 FPGA들도 전반적으로 긍정적인 움직임을 보이며 활용되고 있다고 밝혔다. 그리고 5G 모멘텀이나 세분화된 O-RAN의 등장 측면에서도, 자일링스는 파트너들과 다양한 협력을 진행하고 있다고 소개했다. 또한 자일링스는 5G O-RAN의 기회 측면에서, 5G O-RAN mMIMO 무선 패널의 플랫폼 구현에 있어 마베니어(Mavenir)와의 전략적 파트너십을 통해, 자일링스의 커스텀 적응형 SoC 및 Versal AI 기반 하드웨어와, 마베니어의 소프트웨어 솔루션의 결합으로 경쟁력 있는 플랫폼을 제공할 수 있게 되었다고 밝혔다.

자동차, 산업, 비전, 헬스케어 및 과학, 항공우주 및 방위 분야 등도 새로운 성장 동력으로 기대되는 분야로 꼽힌다. 이 중 자동차 시장에서 자일링스는 ADAS 등을 위해 8천만 개 이상의 유닛을 출하했으며, 향후 자율주행차나 보안 등에서 자동차에 반도체 사용이 더 늘어날 것으로 예상하고 있다고 소개했다. 또한 산업, 비전, 헬스케어 및 과학 분야는 연간 한 자리수의 성장세가 지속되고 있으며, 자일링스는 이 부분에서 크리아(Kria) SoM 출시로 고성장 및 가치 상승의 발판을 마련했으며, 적응형, 유연성 측면에서 다양한 기회가 있을 것으로 전망했다. 이 외에도, 항공우주 및 방위 분야는 민간 기업들에까지 확장되면서 많은 활동과 함께 성장세가 높아지고 있고, RFSoC 쪽에서 두드러진 성장을 보이고 있다고 덧붙였다.

▲ 개발 환경 지원은 ‘적응형 컴퓨팅’ 플랫폼의 저변 확대에 매우 중요한 부분이다 (자료제공: Xilinx)

▲ 적응형 컴퓨팅 플랫폼은 ‘애플리케이션 최적화 하드웨어’의 구현이 가능하다 (자료제공: Xilinx)

자일링스는 플랫폼과 모듈, 도메인 최적화 실리콘에 이르기까지 다양한 솔루션 포트폴리오를 가지고 있다. 이 중 알베오(Alveo) 컴퓨팅 가속기 카드는 2018년 처음 발표된 이후 지속적으로 포트폴리오가 확장되고 있으며, SmartNIC이나 스토리지 관련 솔루션도 발표된 바 있다. 또한 임베디드 엣지 애플리케이션을 위한 크리아(Kria) SoM(System-on-Module)은 엣지 단에서의 AI 구동 환경 등에서 활용이 기대된다. 그리고 도메인 최적화 실리콘 및 카드에서는 징크(Zynq) RFSoC DFE, Versal 시리즈 등을 소개했다. 그리고, 자일링스는 플랫폼 솔루션을 통해 고객에 더 큰 가치를 제공하고, 수익창출 시간을 단축시킬 수 있을 것이라 강조했다.

플랫폼 솔루션으로의 방향성 구현에 있어, 소프트웨어 환경 지원은 기존의 사용자들 뿐 아니라, 하드웨어 전문성을 가지지 못한 새로운 사용자들에게도 접근할 수 있고, 이들이 더욱 다양한 옵션을 가질 수 있게 도울 수 있다. 이에 자일링스는 소프트웨어 측면에서 기존 사용자의 편의성 뿐 아니라, 이전에는 접근하지 못했던 새로운 사용자들에 접근하기 위해 API 및 최적화된 라이브러리 지원, C/C++이나 파이선(Python) 등의 익숙한 언어 활용 지원, 텐서플로우(Tensorflow)나 파이토치(PyTorch), Caffe 등의 AI 활용을 위한 표준 프레임워크, 오픈소스와 ISV, IHV 생태계까지 폭넓은 영역의 지원을 제공한다고 밝혔다. 특히 생태계 측면에서는 현재 450여 ISV들의 생태계 참여와 함께, 오픈소스 쪽 활동도 늘어나고 있다고 덧붙였다.

최근 주목받는 AI 워크로드 가속 측면에서도, 자일링스의 적응형 컴퓨팅 플랫폼은 유연성을 기반으로 해, 전체 AI 애플리케이션의 가속화 구현이 가능하다는 점이 장점으로 꼽혔다. 현재 대부분의 AI 가속기는 AI 애플리케이션 중 AI 추론 등 아주 일부분의 작업만 가속할 수 있는데, 자일링스의 적응형 컴퓨팅 플랫폼은 AI 애플리케이션에 사용되는 특정 AI 모델 뿐 아니라 다양한 신경망이나 다른 형태의 프로세싱까지 가속할 수 있어, 애플리케이션에 따라 하드웨어를 최적화함으로써 성능과 효율을 극대화할 수 있다. 이와 함께, 현재의 Versal 기반으로 구현된 AI 엔진은 손쉽게 재구성이 가능한 아키텍처와 뛰어난 성능 효율을 제공하며, 기존 16nm 울트라스케일+ 대비 이미지 분류에서는 20배, 매시브 MIMO 라디오에서는 5배의 성능 향상을 제공한다고 밝혔다.

한편, 자일링스는 희소성(Sparsity) 알고리즘을 통한 성능 최적화를 위해 누멘타(Numenta)와 협력하고 있으며, 이를 통해 동일한 실리콘에서도 큰 성능 향상을 제공할 수 있다고 소개했다. 그리고 Alveo U250 기반에서의 GSC(Google Speech Commands) 성능에서, 이 알고리즘 최적화에 따른 성능 차이는 100배에 이르며, 희소성 알고리즘 최적화를 적용한 U250은 GPU 대비로도 20배 향상된 성능을 제공할 수 있다고 제시했다. 또한 Resnet-50 에서도 누멘타의 희소성 알고리즘 최적화를 적용한 Versal ACAP가 기존의 GPU 등과 비교할 때 뛰어난 성능을 보인다고 밝혔다.

▲ 향후 AI 엔진은 아키텍처 측면에서의 성능 향상에 집중할 것으로 보인다 (자료제공: Xilinx)

▲ 데이터센터 영역에서는 생태계의 확장과 활용 사례의 증가 등이 주목할 만한 부분으로 꼽혔다 (자료제공: Xilinx)

AI 가속을 위한 자일링스의 AI 엔진은 현재 7nm 노드, Versal 아키텍처를 기반으로 구현되며, 자일링스는 이 디바이스 기반에서 특화된 DSA(Domain Specific Architecture)를 활용해 추가 성능을 제공할 수 있을 것이라 밝혔다. 그리고 향후 2, 3세대 AI 엔진은 현재의 7nm 노드 기반에서 새로운 아키텍처로의 성능 향상을 추구하며, 이 때도 동일한 디바이스에서 특화된 DSA를 사용해 성능을 극대화할 수 있을 것이라 소개했다. 물론, 추후 더욱 개선된 공정의 차세대 실리콘이 등장하면 이에 따른 성능 향상도 기대할 수 있지만, 실리콘 차원의 성능 향상에만 의존하지 않고, 실리콘 업그레이드 유무에 관계없이 성능 향상을 제공하고자 한다고 덧붙였다.

데이터센터 영역에서는 삼성전자와의 협력으로 선보인 SmartSSD나 SmartNIC, 알베오 가속기 카드 등 다양한 혁신적 제품 포트폴리오와 함께, 다양한 OEM 및 클라우드 사업자들을 통한 구축, 생태계의 성장 등을 소개했다. 특히, 현재 자일링스의 가속기 카드들은 여러 주요 OEM 및 클라우드 사업자들에 활용되고 있으며, 생태계 측면에서도 2만 명 이상의 숙련된 개발자와 1천 곳 이상의 가속기 프로그램 회원사를 확보하고, 게시된 앱 또한 200개 이상을 확보했다고 밝혔다. 또한 자일링스는 플랫폼 생태계의 확장을 위해, 개발자들과 사용자들이 온라인상에서 앱을 편리하게 구매, 시도할 수 있도록 앱스토어를 제공하고 있다고 덧붙였다.

대형 클라우드 서비스들에서 FPGA를 활용한 워크로드 가속 구현 사례 또한 더욱 다양해지고 있다. AWS의 경우, 레드시프트(Redshift) 데이터베이스 성능을 다른 클라우드 데이터 웨어하우스보다 최대 10배 빠르게 실행할 수 있는 분산형 FPGA 가속 캐시 ‘아쿠아(AQUA)’를 소개한 바 있다. 이 ‘아쿠아’는 FPGA 가속기를 통해 암호화, 암축, 필터링, 해싱, 집계 등을 가속화하여 처리량을 극대화하며, 손쉽게 병렬 확장이 가능해 대규모 데이터 세트에도 적용이 가능하다. 또한 마이크로소프트 애저는 애저 시냅스(Azure Synapse)에서 알베오 U250를 활용한 지능형 캐싱으로 파싱(Parsing) 성능을 40배 이상 가속하기도 했다고 덧붙였다.

▲ 현재까지 자일링스의 ‘신성장 전략’은 성공적으로 진행되고 있다는 평가다 (자료제공: Xilinx)

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