英 Arm, 3나노 AGI CPU 출시…SK·삼성과 AI 반도체 생태계 구축

[서울이코노미뉴스 박희만 기자] 영국 반도체 설계기업 Arm이 자체 설계한 상용 실리콘 ‘AGI CPU(차세대 AI용 중앙처리장치)’를 공개하며 데이터센터 시장 공략에 본격 나섰다.

기존 설계자산(IP) 중심에서 벗어나 직접 칩 공급에 나서겠다는 전략으로, 인텔·AMD가 장악한 x86 진영에 정면 도전장을 던진 셈이다.

르네 하스 Arm 최고경영자(CEO)와 모하메드 아와드 수석부사장은 24일(현지시간) 미국 샌프란시스코에서 열린 ‘Arm 에브리웨어’ 컨퍼런스 APAC 미디어 세션에서 이 같은 전략을 공식화했다.

인공지능(AI) 확산으로 데이터센터 전력·성능 병목이 심화되는 상황에서, 저전력 구조를 강점으로 한 Arm 아키텍처가 새로운 대안이 될 수 있다는 판단이다.

이번에 공개된 ‘Arm AGI CPU’는 에이전틱 AI 환경에 특화된 것이 특징이다.

단일 칩에 Arm 네오버스 V3 코어를 최대 136개까지 집적했고, TSMC의 3나노 공정을 적용해 전력 효율을 끌어올렸다.

특히 기존 서버 중앙처리장치(CPU)에서 널리 쓰이던 동시멀티스레딩(SMT)을 과감히 배제했다. AI 워크로드가 요구하는 막대한 입출력 대역폭 환경에서는 자원을 공유하는 SMT 구조가 오히려 비효율적이라는 판단에서다.

대신 코어당 초당 4~6GB 수준의 전용 메모리 대역폭을 확보했다. PCIe 6.0과 CXL 3.0을 지원해 다양한 가속기 및 메모리 확장 장치와의 연동성도 강화했다.

Arm은 동일전력 범위 내에서 x86 대비 최대 2배의 성능을 구현할 수 있다고 강조했다.

파트너십도 공격적으로 확대하고 있다. 삼성전자와 SK하이닉스는 핵심 메모리 협력사로 참여해 각각 첨단 메모리 기술을 결합한다.

SK하이닉스는 5세대 고대역폭메모리(HBM3E)와 고용량 DDR5를 최적화하고, 삼성전자는 전력 효율 개선에 초점을 맞춘다.

Arm은 향후 삼성전자와의 협력을 파운드리 및 패키징 영역으로 확장할 가능성도 열어뒀다.

국내 AI 생태계와의 연결도 눈에 띈다. 

SK텔레콤은 리벨리온의 NPU(아톰·리벨)와 Arm CPU를 결합한 AI 서버를 구축해 x86 기반 대비 전력 소모를 절반 이하로 낮춘다는 계획이다. 패키징 분야에서는 앰코가 후공정(OSAT) 파트너로 참여한다.

업계에서는 Arm의 이번 행보를 ‘비즈니스 모델 전환’의 신호로 해석한다. 그동안 Arm은 설계 라이선스를 제공하는 구조였지만, 직접 칩을 공급하는 방식으로 수익 구조를 다변화하려는 움직임이 뚜렷해졌다는 평가다.

AI 데이터센터 수요가 폭발적으로 증가하는 상황에서, 전력 효율이 핵심 경쟁력으로 떠오른 점도 Arm에 유리하게 작용할 전망이다.

Arm은 오는 2030년까지 매출 250억달러(약 37조4675억원)달성을 목표로 제시했다. 칩 사업에서 150억달러(약 22조4835억원) , IP 사업에서 100억달러(약 14조9870억원)를 확보해 현재 대비 5배 성장을 이루겠다는 구상이다.

향후 관건은 실제 데이터센터 시장에서의 침투 속도다. x86 기반 생태계가 여전히 견고한 만큼, 성능과 전력 효율뿐 아니라 소프트웨어 호환성과 고객 확보가 핵심 변수가 될 것으로 보인다.

Arm은 차세대 AGI CPU 로드맵을 통해 지속적인 성능 개선을 예고하며 장기 승부에 나선다는 방침이다.