삼성 4nm 공정 제품 가능성? (ISSCC 2023) (update 2023.02.23.)

 

 

- ISSCC 2023 프로그램 중 삼성 (파운드리?) 관련 내용.

(https://www.isscc.org/)

정보량이 너무 적어서 추측이라고 해봐야 거의 아님 말고 수준인듯.

 

 

- 4nm 32Gb/s 8Tb/s/mm

칩렛을 위한 i/o 인터페이스인듯한데 32Gb/s라는 속도, die-to-die chiplet 표기로 보아 DRAM과의 i/o로 보기는 어려움.

(32Gb/s/pin의 속도를 구현하는 메모리 제품은 아직 없음.)

 

칩렛 그러면 일견 생각해볼 수 있는 유사제품이 최근 발표된 Navi31.

인피니티 캐시, 메모리 i/o 인터페이스를 GPU(GCD) 다이에서 MCD로 뺐는데, GCD-MCD 사이의 연결이 9.2Gb/s, 5.3TB/s 라고 밝혔음.

Navi31이 GCD 5nm, MCD 6nm 공정으로, 이번 내용이 차기 제품(RDNA4, Navi 4x)이고 이 제품의 인피티니 링크 사양이 저렇다고 볼 수도 있지만 32Gb/s라는 속도는 기존 속도와 차이가 너무 큼.

(이전 대비 클럭은 43% 올렸다지만 그렇다고 이후에 2배 이상 올리는걸 기대하는건 좀...)

 

그렇다면 다음으로 생각해볼 수 있는게 CPU임.

RX 7000 발표 내용을 보면 CPU는 연결 개수는 적지만 빠른 속도가 필요했지만 GPU는 훨씬 더 많은 연결이 필요하다고 했음.

CPU쪽을 보면 라이젠이든 에픽이든 인피니티 패브릭 3.0이 링크당 최대 32Gbps이어서 숫자상 들어맞으나 CPU 인터커넥터 대역폭으로 보기에 8Tb/s/mm는 지나치게 큼.

라이젠, 에픽의 다이 배치 , Navi31의 칩 간 대역폭이 에픽의 10배 수준이라는걸봐서 저 수치는 CPU의 것으로 보기 어려움.

그러면 이 제품은 인피니티 패브릭을 갖고 있으면서 동시에 GPU 규모의 내부 대역폭을 갖는 제품이란게 됨.

다른 가능성으로 NRZ signaling같은 부분으로 보아 32Gb/s를 PCIe gen5와 엮을 수도 있음.

 

지금으로는 MI300이나 그 후속 제품으로 보는게 최선일듯.

지금까지 나온 정보로는 메모리까지 통합된 APU 타입이라고 해서 위의 조건에 가장 들어맞음.

다만 공정이 5nm라고해서 4nm라는 내용과 맞지 않고, 루머로는 6nm 베이스에 5nm CDNA3 다이를 스택한다고해서 여기에 맞지도 않음.

그렇다고 후속 제품으로 보기에는 발표 시기가 걸림.

이 내용은 23년 2월 발표 예정인데 엔비디아 암페어 GPU 사례를 보면 ISSCC에서 2월에 관련 내용 발표 후 그 해 9월에 실제 제품이 출시되었음.

(엔비디아 암페어(Ampere) GPU 삼성 8nm로 생산?)

그러면 이 내용이 적용된 제품이 있다면 23년 말에는 출시될텐데 (출시가 가까울 정도로 제품 설계 완료, 생산이 가깝다는 의미로 볼 수도 있으니.) MI300 발표, 출시가 23년으로 잡혀있음.

제품 주기를 생각하면 후속 제품 내용을 벌써 발표하는건 아닌듯함.

 

현 상황에서 억지로 끼워맞춰보면

1. MI300이 멀티칩렛이고 GPU 다이관련된 부분은 알려진대로 GCD 5nm, 베이스(IOD? MCD?) 6nm이고

CPU쪽은 별도 칩렛으로 구성되고 CPU측 베이스 다이나 IOD가 삼성 4nm로 갔을 가능성.

2. (32Gb/s에만 주목해서) 차기 라이젠이나 에픽의 IOD에 삼성 4nm 적용.

 ZEN4 기반 라이젠부터 IOD에 RDNA2 기반 내장 GPU가 들어갔는데 삼성 4nm 공정의 RDNA2 기반 GPU 설계가 있으니 이걸 활용해서 차기 제품 IOD를 만든다는 가설도 가능.

3. AMD와 무관하고 다른 업체의 AI나 데이터 센터용 칩에 삼성 4nm 적용.

 

 

- 4nm 16Gb/s/pin

속도로 보면 GDDR6 대응용인듯.

그럼 4nm 공정 GPU가 있단 의미인데 앞서 언급했듯 23년 안에 나올만한 제품이어야됨.

AMD 제품은 유출된 내용상 Navi 3x가 5nm, 6nm인 것으로 보여서 제외되고

(파운드리 단신 (2022.01.14. AMD, 애플, 구글, 엔비디아, 인텔))

현실적으로 남는건 엔비디아 AD106, AD107 정도로 생각됨.

에이다 러브레이스 제품 중 AD104까지 TSMC 4N(5nm)로 정보가 나왔으니 파스칼 때처럼 상위 제품은 TSMC, 하위제품은 삼성 공정인 케이스를 생각해볼 수 있을듯.

엔비디아 차기 아키텍처로 알려진 Blackwell도 생각해볼 수 있겠으나 시기적으로 힘들어보이고 공정도 3nm일 가능성이 높아서 위 내용에 해당할 가능성은 없을듯.

(파운드리 단신. (2022.04.07. 애플, 엔비디아))

4nm 공정에 GDDR6 메모리를 쓸만한 제품은 게이밍 콘솔용 칩이나 전장용 칩일 가능성이 떠오르는데

현재까지 전장용 칩에 적용되는 최신 공정이 5nm 정도인걸보면 (가격, 용도 등 다른 이유도 있겠지만) 4nm가 신뢰성에서 아직 충분히 검증되지 않았다고 볼 수 있고, 그렇다면 게이밍 콘솔용 칩 가능성이 상대적으로 높아보임.

AMD쪽 움직임을 주시해봐야할듯.

 

Update 2023.02.23.

엔비디아 AD106, AD107 다이가 노출됐는데 TSMC 생산으로 추측됨.

TSMC 공정으로 알려진 AD102, AD103, AD104 코드가 U로 시작하는데 AD106, AD107도 U로 시작.

이전 사례를 보면 삼성 생산은 S로 시작했고 TSMC 생산은 U외에 N,P,T가 있음.

(삼성의 GPU 생산에 대하여. (GP107 외))

(AD106, AD107 이미지 출처 : https://twitter.com/SkyJuice60/status/1628038393119797249)

 

 

- 4nm 1.15TB/s HBM3

현재 출시된 HBM3 제품 중에 대역폭이 1.15TB/s인건 없음. (속도로 환산하면 9Gb/s 정도.)

HBM3를 램으로 쓰는 4nm 공정 칩이 있다는 의미인데 지금으로는 대중적으로 알려진 업체에서 대상 제품을 특정하기는 어려움.

위에서 언급한 MI300과 엮을 수도 있는데 과연 그럴지, 아니면 다른 업체 제품일지...