수백 암페어로 작동하는 고성능 프로세서, 전력 손실 줄이려면?
수백 암페어로 작동하는 고성능 프로세서, 전력 손실 줄이려면?
  • 김주연 기자
  • 승인 2019.04.15 16:19
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바이코, 교세라와 협력해 차세대 파워온패키지 솔루션 출시

인공지능(AI), 기계학습(ML), 대용량 데이터 마이닝 등 고성능 애플리케이션에 대한 수요가 늘어나면서 프로세서의 작동 전류가 수백 암페어(A)로 증가했다. 이를 구현하려면 고효율 전력 반도체는 물론, 보드 설계도 바꿔야한다.

바이코는 교세라와 협력해 차세대 파워온패키지(Power-on-Package, PoP) 솔루션을 선보인다고 15일 밝혔다.

 

▲현재 대부분의 마더보드는 중앙 집중식으로 전압을 공급해준다./바이코
▲현재 대부분의 마더보드는 중앙 집중식으로 전압을 공급해준다./바이코

현재 대부분의 마더 보드는 전압 변환 모듈(VTM)이 프로세서 등의 부하 지점 근처에 배치되는 분산형 설계구조(Architecture)인 'PoL(Point of Lead)'를 채용하고 있다. 전원 공급장치에서 나온 전압은 이 VTM을 거쳐 각 부품으로 전달된다.

이때 VTM과 프로세서(위 그림에서는 xPU) 사이의 '마지막 인치(The last inch)'에서 발생하는 저항으로 전력 손실은 물론 일시적 성능 저하까지 발생한다. 특히 프로세서의 작동 전류가 커질수록 이같은 문제는 악화된다.

 

▲바이코의 PoP 기술./바이코
▲바이코의 PoP 기술./바이코

이와 달리 PoP는 전압 조정기(VR)을 프로세서 소켓 내부로 이동시킨 형태다. 마더보드에서 직접 VR로 고전류를 전달하고, VR에서 이를 변환해 프로세서로 넘겨주는 형태라 '마지막 인치'로 발생하는 손실을 최대 90%까지 줄일 수 있다. 고전류 전송에 반드시 필요한 프로세서 패키지 핀을 허용해줌으로써 I/O 기능성 확장도 가능하다.

여기에 바이코의 최신 파워온패키지는 프로세서의 하부로부터 수직적 전력 전송(VPD)를 가능케 한다. VPD는 전력 전송 네트워크(PDN) 손실을 줄이고 I/O 성능과 설계 유연성을 극대화 해준다.

이번 협력에서 교세라는 유기(Organic) 패키지, 모듈 기판 및 마더보드 설계를 맡게 되며, 바이코는 PoP용 솔루션을 제공하게 된다. 조만간 인공 지능 및 고성능 프로세서에 필요한 새로운 솔루션들을 시장에 내놓을 것이라고 바이코는 밝혔다.

양사는 이번 협력으로 고속 입출력(I/O)과 고전류 수요에 균형있는 성장과 복합성을 제공하는 고성능 프로세서를 더욱 발전시킬 수 있을 것으로 보고 있다.
 


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