Arm, 모바일 CSS 2세대·서버 N4 공개…"삼성 2나노 지원"

[아이뉴스24 권서아 기자] 세계 최대 반도체 지식재산권 기업인 영국 암(Arm)이 모바일·서버용 차세대 인공지능(AI) 컴퓨팅 플랫폼을 공개하고 로봇·자율주행차 등 피지컬 AI로 생태계를 넓힌다.

8일 업계에 따르면 Arm은 전날 온라인 기자간담회에서 모바일용 '컴퓨트 서브시스템 포 모바일 2(CSS for Mobile 2)'와 서버용 '네오버스 CSS N4(Neoverse CSS N4)'를 공개했다. 피지컬 AI 제품 개발을 위한 'Arm Total Design for Physical AI'도 발표했다.

모바일 CSS 2세대, GPU에 전용 AI 가속기

Arm은 스마트폰이나 서버에 들어가는 중앙처리장치(CPU)의 기본 설계를 삼성전자·퀄컴·애플 등 고객사에 제공해왔다. 전 세계 스마트폰의 99%가 Arm 기술을 기반으로 할 만큼 모바일 시장에서 영향력이 크다.

CSS는 CPU와 그래픽처리장치(GPU), 시스템 설계자산(IP) 등을 Arm이 미리 묶고 검증한 설계 플랫폼이다. 고객사가 각각의 기술을 처음부터 조합하는 작업을 줄여 칩 개발 속도를 높일 수 있다.

지난해 공개한 전 세대 '루멕스(Lumex) CSS'는 C1 계열 CPU와 말리(Mali) G1 계열 GPU가 중심이었다. 삼성전자의 갤럭시 신제품에 들어간 최신 모바일 칩 '엑시노스 2600'도 Arm C1-Ultra·C1-Pro와 Arm CSS를 기반으로 만들었다.

이번 'CSS for Mobile 2'는 C2 CPU 클러스터와 'Mali G2-Ultra NX' GPU로 바뀌었다.

가장 큰 변화는 GPU 안에 AI 연산을 전담하는 신경망 가속기 'NX'를 넣은 것이다. Arm은 G2-Ultra NX를 첫 'AI 네이티브 Mali GPU'라고 소개했다.

기존처럼 GPU가 처음부터 모든 화면을 고해상도로 그리는 대신 AI가 일부 작업을 보완한다. 게임 화면을 540p 해상도로 먼저 만든 뒤 1080p로 높이고, 초당 30프레임을 60프레임으로 늘리는 식이다.

스마트폰은 사용할 수 있는 전력이 제한적인 만큼 같은 전력으로 더 좋은 화면을 구현하는 데 초점을 맞췄다. Arm은 AI 그래픽의 프레임 성능과 효율이 각각 최대 4배 높아지고 D램 데이터 이동량은 70% 줄었다고 설명했다.

AI 에이전트 시대 서버 N4…성능 2배

서버에서는 '네오버스 CSS N4'를 새로 공개했다. 네오버스는 Arm의 데이터센터용 CPU 설계 제품군이다.

Arm은 AI 에이전트가 정보를 검색하고 추론한 뒤 도구를 실행하고 결과를 다시 확인하는 작업을 반복하면서 데이터센터에서 CPU가 처리해야 할 일도 늘고 있다고 봤다.

N4는 이에 맞춰 성능과 설계 자유도를 높였다. 고객사는 코어 수와 캐시, 입출력(I/O), 연결 방식 등을 용도에 맞게 구성할 수 있다.

CPU 소켓당 성능은 전작 N3의 2배다. 전력 대비 성능은 25%, 메모리 대역폭은 75% 개선됐으며 하나의 칩에 최대 128개 코어를 구성할 수 있다.

삼성전자 반도체 위탁생산(파운드리)도 선택지에 포함됐다. Arm은 세계 1위 파운드리 대만 TSMC 3나노·2나노와 함께 삼성전자 2나노 1세대·2세대를 N4 설계 지원 공정으로 제시했다.

Arm과 삼성의 2나노 협력은 처음이 아니다. 양사는 2024년 에이디테크놀로지·리벨리온과 Neoverse CSS V3 기반 AI CPU 칩을 삼성 2나노 공정에서 구현하는 협력을 발표한 바 있다.

IP 넘어 자체 CPU까지…"고객과 경쟁 아냐"

Arm의 사업 방식도 달라지고 있다. 그동안은 설계자산(IP)을 제공하고 삼성전자·퀄컴 등 고객사가 이를 활용해 칩을 만드는 구조가 중심이었다.

최근에는 CPU·GPU 등을 묶은 CSS까지 제공하고, 올해 3월에는 데이터센터용 완성형 'AGI CPU'를 공개하며 직접 공급하는 제품의 범위를 넓혔다.

전날 기자간담회에서는 이 같은 변화가 기존 고객과의 경쟁으로 이어지는 것 아니냐는 질문도 나왔다.

Arm은 "고객들에게 선택지를 드리기 위한 것"이라고 선을 그었다. 자체 시스템온칩(SoC)을 개발하는 고객에는 IP와 CSS를 계속 제공하고, 빠르게 서버를 확충해야 하는 클라우드 업체에는 완성형 CPU를 공급하겠다는 설명이다.

"피지컬 AI는 다음 개척지"…로봇 기준도 만든다

Arm은 로봇이나 자동차가 주변을 인식하고 판단한 뒤 실제 행동하는 '피지컬 AI'도 이번 발표의 핵심 축으로 내세웠다.

새 'Arm Total Design for Physical AI'에는 기존 협력 관계를 바탕으로 삼성전자·TSMC·AWS·허깅페이스·NXP·지멘스·QNX·유니트리·ECARX 등 80개 이상 기업이 참여한다.

반도체부터 클라우드·센서·소프트웨어·로봇 업체를 연결해 피지컬 AI 제품의 개발과 검증을 앞당기겠다는 취지다.

Arm은 "생태계 전체가 힘을 모아야지 어느 한 기업이 혼자서 할 수 있는 일이 아니다"라고 강조했다. 피지컬 AI 컴퓨팅 시장은 2030년대 연간 2000억달러 이상으로 커질 것으로 전망했다.

로봇의 기능과 수준을 업계가 같은 기준으로 설명하기 위한 '로보틱스 역량 프레임워크'도 추진한다. Arm은 다음 주 관련 제안을 공개할 예정으로, 자율주행차의 레벨 1~5처럼 서로 다른 로봇의 역량을 비교할 수 있는 공통 언어를 만들겠다는 구상이다.