Arm, 오픈소스 RISC-V에 대항하기 위해 '개방 전략'을 취하다
Arm, 오픈소스 RISC-V에 대항하기 위해 '개방 전략'을 취하다
  • 양대규 기자
  • 승인 2019.10.16 10:47
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Arm 커스텀 인스트럭션으로 코텍스-M33 맞춤형 명령 개발 가능해
Arm, '커스텀 인스트럭션' 코텍스-R과 A에도 적용될 가능성 커
협업 위해, Mbed OS 파트너 거버넌스 모델 발표

[디지털투데이 양대규 기자] Arm이 자사의 코텍스(Cortex) M 코어의 인스트럭션 세트(명령어 집합)를 일부 개방하기로 했다. 사이먼 시거스 Arm CEO는 지난주 미국 산호세에서 열린 Arm 테크콘 기조 연설에서 이 같은 변화를 발표한 것이다.

업계 관계자들은 최근 개발 중인 오픈 소스 ISA(명령어 집합 아키텍처)인 RISC-V를 사용하려는 움직임이 커지면서, Arm이 결국은 자사의 Arm v8 ISA를 일부 개방한 것으로 보고 있다.

전문가들은 Arm의 이번 결정이 기업들이 RISC-V로 유출되는 현상을 일부 막을 수 있을 것으로 보고 있다. Arm ISA 기술의 경우 성능과 안정성이 보장됐기 때문이다. 하지만 모바일 시장에서 Arm의 지배력에서 벗어나기 위해 IP(저작권)에서 자유로운 오픈소스 플랫폼으로 이동하는 기업들도 있을 것으로 전망된다.

Arm은 삼성전자, 퀄컴, 애플, 화웨이, 미디어텍 등 모바일 AP(애플리케이션프로세서)를 제조하는 기업에 자사의 ISA를 제공한다. 이에 전 세계 스마트폰 AP 95%가 Arm의 설계를 따른다. 최근 4차 산업혁명으로 성장하는 IoT(사물인터넷)와 인공지능(AI), 오토모티브 등의 새로운 시장의 핵심 마이크로컨트롤러(MCU)와 마이크로프로세서(MPU)에도 Arm의 코텍스가 주로 쓰인다.

Arm 커스텀 인스트럭션으로 맞춤형 명령 가능해져

16일 업계에 따르면, Arm은 수십 년 동안 자사의 Arm v8 ISA를 엄격히 통제했다. 지난 Arm 테크콘의 발표를 통해 Arm은 마침내 제조 업체들이 자신의 맞춤형 명령(custom instruction)을 만들 수 있도록 허용하기로 결정했다.

지난 8일부터 10일까지 미국 산호세에서 개최된 Arm 테크콘 행사에서 Arm의 CEO 사이먼 시거스는 Armv8-M 아키텍처를 위한 새로운 기능인 Arm 커스텀 인스트럭션을 선보였다고 밝혔다. 발표된 Arm의 커스텀 인스트럭션은 내년 상반기부터 코텍스-M33 CPU에 우선적으로 적용된다. Arm은 기존의 라이센스 구매 고객이나 신규 고객들에게 추가 비용 없이 해당 서비스가 제공될 예정이라고 밝혔다.

(사진=Arm)
Arm 테크콘에서 사이먼 시거스 CEO가 기조연설을 하고 있다.(사진=Arm)

라이센스 구매자들은 Arm 커스텀 인스트럭션을 통해, Arm 코텍스-M33에 특정 임베디드 및 IoT 애플리케이션에 원하는 명령을 추가할 수 있게 됐다. 커스텀 인스트럭션은 인코딩 공간을 확보하는 CPU를 수정함으로써 설계자들이 기존 소프트웨어 에코시스템을 온전히 유지하면서도 사용자가 정의한 데이터 경로 확장을 쉽게 추가할 수 있도록 한다. 기존 코프로세서(co-processor) 인터페이스와 더불어, 커스텀 인스트럭션은 Cortex-M33 CPU가 머신러닝, AI를 포함한 엣지 컴퓨팅 사용 사례에 최적화된 다양한 종류의 액셀러레이터를 통해 확장될 수 있도록 한다는 것이다.

Arm 오토모티브 및 IoT사업부의 수석 부사장 겸 총괄인 딥티 바차니는 "1조 개의 안전한 지능형 디바이스가 연결된 세상은 복잡한 사용 사례들의 다양성을 기반으로 완성될 것이며, 이는 하드웨어와 소프트웨어 설계 간에 더 큰 시너지를 요구한다"고 말했다. 또한, "Arm은 하드웨어와 소프트웨어 간의 보다 긴밀한 통합 설계를 촉진하기 위해 Arm 커스텀 인스트럭션을 개발했다”며, “이를 통해, 특정 애플리케이션을 위한 가속화를 달성하면서 디바이스 차별성을 더욱 극대화하는 것이 목표"라고 덧붙였다.

(자료=Arm)
Arm 커스텀 인스트럭션(자료=Arm)

Arm의 '개방정책', 프로세서 전체에 적용될까?

Arm이 현재 코텍스-M33에만 커스텀 인스트럭션을 지원하지만, 업계는 Arm의 개방정책이 Arm의 프로세서 전체에 적용될 것으로 보고 있다.

EE타임즈는 “좋은 소식은 Arm이 코텍스-M33에 대한 새로운 인스트럭션의 커스텀 능력에 대해 추가 요금을 청구하지 않는다는 것”이라며, “컨퍼런스의 후반부에 Arm의 펠로우 피터 그린할프는 Arm이 실시간 코텍스-R 코어에 대해서 커스텀 인스트럭션을 제공할 것이며, 결국 AP에 사용되는 코텍스-A 코어에 이 기능을 제공할 수 있다고 언급했다”고 보도했다.

전문가들은 실시간 프로세서인 코텍스-R에 커스텀 인스트럭션을 추가하는 것이 실시간 제어 애플리케이션에 매우 유용할 수 있다고 설명한다. 전문화된 계산이나 데이터 이동을 가속화하기 위해 이를 사용할 수 있다.

하지만 Arm이 ‘스마트폰용 코텍스-A 코어에 커스텀 인스트럭션을 언제 추가할 것인가’에 대한 것은 확실치 않은 것으로 나타났다. 스마트폰과 서버 등의 중요한 애플리케이션에 배치된 코텍스 A를 개방하기에는 훨씬 더 복잡한 문제가 얽혀있으며, Arm은 공식적으로 도입하겠다는 방침을 내리지는 않았기 때문이다.

EE타임즈에 따르면, Arm은 자사의 코텍스의 점유율을 지키기 위해 지난 7월 고객이 자사의 가장 인기 있는 IP 중 일부를 할인된 가격으로 이용할 수 있도록 하는 새로운 라이센스 계획을 발표한 바 있다고 보도했다. 칩이 테이프로 포장될 때까지 라이센스 계약에 따로 서명할 필요 없이 할인받을 수 있다는 것이다.

(사진=Arm Mbed 홈페이지 갈무리)
(사진=Arm Mbed 홈페이지 갈무리)

반도체 기업과 협업 위해, Mbed OS 파트너 거버넌스 모델 발표

전문가들은 Arm의 이런 변화가 RISC-V의 개발에 대한 경쟁적 대응으로 보며, Arm의 이런 대응은 매우 적극적인 모습을 보인다고 분석했다. Arm이 반도체 기업들과 지속적이고 차별화된 협력을 도모하기 위해 새로운 Mbed OS 파트너 거버넌스(Mbed OS Partner Governance) 모델을 발표했기 때문이다.

이는 Arm의 파트너들이 미래의 Mbed 개발에 더 직접적으로 영향을 미칠 수 있게 해줄 것으로 보인다. 성공적인 IoT를 위해서는 여러 기업의 협력이 필요하며, 한 기업이 실현해내기는 어렵기 때문이다. 지금까지 Arm의 에코시스템 모델을 통해 수백 개의 파트너사가 Arm 기반 칩을 출하했고, 이를 기반으로 수십억 개의 IoT 디바이스가 구동되고 있다.

Arm IoT 서비스 그룹의 제품 및 운영 담당 크리스 포트하우스 부사장은 “이미 아나로그 디바이스, 사이프레스 세미컨덕터, 맥심 인터그레이티드, 누보톤, NXP 반도체, 르네사스 테크놀로지, 리얼텍, 삼성, 실리콘랩스, 유블록스 등 Arm의 여러 반도체 파트너사들이 적극적으로 참여하고 있다”고 말했다.

크리스 포트하우스(Chris Porthouse)는 “이번 발표는 Arm의 IoT 에코시스템 내 혁신과 차별화를 촉진하는 중요한 단계”라며, “Arm은 Mbed OS 파트너 거버넌스 모델을 통해 반도체 파트너사들에게 Mbed OS의 향후 방향성에 대한 결정권을 주는 한편, 수년간 Arm이 지원해 온 강력한 상업적 리더십을 굳건히 할 것”이라고 말했다.

Arm은 오픈 소스 IoT 운영 체제였던 Mbed OS의 거버넌스를 전환함으로써, 반도체 파트너사들이 향후 개발에 직접적인 영향력을 행사할 수 있도록 할 계획이다. 더불어, 1조 개의 커넥티드 디바이스로 규모를 확장해 나가는 데 필요한 역량, 특성, 기능을 선보이려는 Arm의 노력을 지원하도록 할 예정이다.

업계 관계자들은 Arm이 시장 및 고객 요구에 이전과는 달리 대응하고 있다고 말한다. RISC-V처럼 Arm에 대한 실존적 위협이 여전히 존재한다.

전문가들은 Arm의 IP는 현재까지 1500억 개의 칩을 출하했으며 2년 안에 그 수를 두 배로 늘릴 것으로 전망된다며, Arm은 매년 출하되는 대부분의 기기에 중요한 IP 공급 업체로서 변화하는 시장과 고객의 요구에 부응하기 위해 중대한 변화를 꾀하고 있다고 분석했다.

Arm 테크콘(사진=Arm)
Arm 테크콘(사진=Arm)

 

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