엔비디아·AMD 견제하던 구글, 왜 AMD 손 잡았나[김창영의 실리콘밸리 룩]

구글 클라우드, 새로운 8세대 칩 ‘TPU 8tx’ 공개
관제탑 역할, Arm CPU 대신 AMD CPU에 맡겨
인텔·AMD 견제 위해 자체 칩 늘리던 행보와 달라
에이전트 보안 중요해지면서 AMD 칩 기능 도입
AMD, 서버 CPU 시장에서 1위 인텔 자리 위협

리사 수 AMD CEO. AP연합뉴스

구글이 9일(현지 시간) 인공지능(AI) 에이전트(자동 업무 이행 비서) 시대 전환에 발맞춰 새로운 두 가지 AI 칩을 공개했다. 기업용에 이어 메타 뮤즈, 오픈AI 닷츠 등 개인 에이전트가 인기를 끄는 가운데 개인정보 유출이나 보안 사고가 확산하면서 에이전트 구동에 최적화되면서 보안 성능을 강화한 칩이 중요해졌다. 구글은 AI 서비스가 다양해지면서 각 특성에 맞는 맞춤형 칩이 필요하게 됐다면서 8세대 TPU 구성을 2개에서 4개로 확장했다는 데 큰 의미를 부여했다.

이번 발표에서 부각되지 않았지만 주목할 대목은 구글이 5세대 AMD 에픽(EPYC) 중앙처리장치(CPU)를 썼다는 점이다. 구글은 2015년 1세대를 시작으로 올해 8세대를 내놓기까지 10년 넘게 맞춤형 AI 칩 개발 노하우를 쌓았고, 엔비디아가 장악한 그래픽처리장치(GPU) 시장을 위협했다. 2년 전부터는 칩 설계기업인 Arm(암)과 협력해 만든 CPU 사용까지 늘리며 자사 클라우드 인프라를 자체 AI 프로세서로 채우겠다는 야심을 드러내왔다. 그런데 이번에 AI 서버용 CPU 시장에서 인텔과 투 톱인 AMD CPU를 탑재했다. 자체 칩 확장에 속도를 내던 구글이 왜 AMD CPU를 쓰게 됐을까.

8세대 TPU 제품군. 구글 클라우드

구글 모회사 알파벳 자회사이자 칩 개발 및 데이터센터 구축 사업을 이끄는 구글 클라우드는 이날 ‘TPU 8tx’와 ‘TPU 8i맥스(MAX)’를 출시한다고 밝혔다. 올해 4월 공개한 ‘TPU 8t’와 ‘TPU 8i’에 이은 후속작이 나오면서 8세대 TPU 제품군이 4개로 늘어났다. 구글이 한 해에 TPU 4개를 출시하는 것은 처음이다. 구글은 7세대까지는 단일 칩을 내놓다가 8세대부터 학습용(8t)과 추론용(8i)로 용도를 구분해 출시하고 있다.

TPU 8tx는 에이전트 보안 능력을 고려한 칩으로 개인정보를 보호하면서 소규모 학습과 추론이 가능하다. 칩 내부에 보안 기능을 내장해 민감한 데이터를 실시간으로 보호해주는 것이 특징이다. TPU 8i맥스는 저지연 추론에 최적화된 TPU 8i 칩 2개를 연결하는 방식으로 연산 능력과 속도를 높인 칩이다. 컴퓨팅 성능과 메모리 용량을 동시에 확장해 TPU 8i 대비 두 배의 컴퓨팅 성능과 메모리 대역폭을 제공한다.

구글 Arm 기반 CPU 악시온. 구글 클라우드

눈길을 끄는 것은 구글이 TPU 8tx에서 AMD의 5세대 에픽 CPU(튜린)를 썼다는 점이다. AMD는 5세대 에픽 프로세서가 하드웨어 기반 기밀 컴퓨팅을 제공하는 최초의 TPU 시스템인 TPU 8tx의 호스트 인프라를 지원한다고 밝혔다. GPU가 연산을 수행하는 동안 CPU는 교통 관제사처럼 데이터 이동과 처리를 조율한다. CPU가 하는 이 기능을 호스트(host)라고 부른다.

구글은 2024년 4월 Arm 아키텍처(칩 구동 방식을 결정하는 설계 지침) 기반 CPU인 ‘악시온’을 공개했다. 당시 데이터센터 서버용 CPU 시장을 장악하고 있던 인텔에 맞서기 위한 전략적 선택으로서 구글의 실리콘 제조 기술과 Arm의 CPU 설계 능력을 더해 만들었다. 구글은 당시 악시온이 범용 Arm 기반 CPU보다 최대 30% 향상된 성능을, x86 기반 CPU와 비교해서는 최대 50% 향상된 성능과 60% 높은 에너지 효율성을 제공한다고 소개했다.

CPU 시장은 인텔의 x86과 Arm 아키텍처로 양분돼 있다. 애플·퀄컴은 Arm 아키텍처를 기반으로 모바일 CPU를 만들고, AMD와 인텔은 x86 아키텍처로 서버나 PC용 CPU를 만든다. 서버·PC CPU 시장은 AMD와 인텔이 장악하고 있다. 엔비디아·아마존웹서비스(AWS)·마이크로소프트(MS) 애저·암페어 등이 Arm 기반 CPU를 만들지만 내부적으로만 쓰거나 시장에서 존재감이 크지 않다. 서버용 CPU 시장에서는 AMD 에픽과 인텔 제온(Xeon)이 경쟁한다.

구글은 자사 데이터센터에 TPU와 함께 악시온을 탑재하며 자체 서버 구축에 주력해왔다. 6세대 TPU와 7세대 TPU는 물론 4월 출시한 8세대 TPU는 악시온과 함께 구글 데이터센터를 구성했다. 구글 서버에서 엔비디아 GPU와 인텔 CPU 비중을 줄이고 자사 칩 탑재량으로 대체하려는 것이었다.

에픽 CPU. AMD

구글이 경쟁자인 AMD와 손을 잡은 것은 에픽 CPU가 보안 부문에서 앞서 있다는 평가를 내렸기 때문으로 풀이된다. AMD는 ‘AMD 인피니티 가드(Infinity Guard)’라는 소프트웨어를 토대로 에픽 칩의 보안 기능을 강화하며 차별화를 꾀하고 있다.

AMD는 “이번 협력으로 에픽 CPU 성능, AMD 인피니티 가드 보안, x86 소프트웨어 호환성이 TPU와 결합돼 기업들이 효율적으로 배포할 수 있게 됐다”고 설명했다. 마크 로마이어 구글 클라우드 AI 및 컴퓨팅 인프라 부문 부사장은 “AI 에이전트를 배포할 때 데이터가 안전하게 보호된다는 확신이 필요하다”며 “5세대 에픽 프로세서와 구글의 8세대 TPU 아키텍처를 결합해 클라우드 TPU에 하드웨어 기반의 기밀 컴퓨팅 기능을 최초로 구현했다”고 강조했다.

CPU 시장에서 AMD의 위상이 커지면서 오랫동안 선두를 달려온 인텔은 1위 자리를 위협받고 있다. 인텔이 PC용 CPU 시장에 신경 쓰는 것과 달리 AMD는 AI 서버용 CPU 사업 확장에 주력했고, 판매사에 자사 GPU와 함께 CPU를 동시에 공급하는 랙 단위 판매 전략으로 서버용 CPU 점유율을 확대해나가고 있다. 머큐리리서치에 따르면 올해 1분기 기준 x86 서버 CPU 매출에서 인텔 점유율은 53.8%에 그친 반면 AMD는 사상 최고치인 46.2%를 기록했다. AMD가 범용 CPU 외에도 구글과의 협력을 통해 맞춤형 칩 공급에도 적극 나설 경우 영향력을 더 키울 수 있다는 관측이 나온다.

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실리콘밸리=김창영 특파원 kcy@sedaily.com