10년 만에 나온 ARM 新아키텍처 Armv9

애플이 개발한 고성능 칩 M1과 안드로이드 기기에 채택되고 있는 퀄컴 SoC인 스냅드래곤 시리즈는 CPU 아키텍처로 ARM홀딩스가 개발한 ARM 구조를 택하고 있다. 이런 ARM이 10년 만에 새로운 아키텍처인 Armv9를 2021년 3월 30일(현지시간) 발표했다.

ARM홀딩스에 따르면 ARM 아키텍처를 채택한 칩 출하수는 계속 증가하고 있으며 지난 5년간 1,000억 개 이상 ARM 구조 채택 장치가 출하된 것. 사이먼 시거스 ARM홀딩스 CEO는 AI가 만들 미래를 위해 자사는 첨단 컴퓨팅 기반을 구축하고 유례없는 도전에 대비해야 한다며 이에 대한 대답이 Armv9라면서 새로운 아키텍처 Armv9을 발표했다.

시거스 CEO는 Armv9에 대해 앞으로 출시될 3,000억 개에 달하는 ARM 기반 칩 핵심으로 범용 컴퓨팅이 갖는 경제성과 설계 자유도, 접근 용이성을 결합하면서 광범위한 사용과 보안도 뛰어난 강력한 용도 특화형 프로세싱에 대한 수요에 부응하겠다면서 보안과 공정 기술 면에서의 향상을 어필하고 있다.

특징을 살펴보면 먼저 보안. ARM홀딩스 측은 컴퓨팅 분야에서 가장 큰 도전은 보안이라고 밝히며 Armv9에 하드웨어 기반 보안 환경 연산을 가능하게 하는 보안 기술인 CCA(Arm Confidential Compute Architecture)를 도입한다고 밝혔다. CCA는 모든 소프트웨어가 데이터에 액세스하거나 변경하는 걸 방지하는 기술로 컴퓨팅 인프라 신뢰도 향상을 기대할 수 있다.

CCA는 운영체제나 하이퍼바이저와 분리된 레름(Realm)이라는 개념을 사용한다. 응용 프로그램은 레름을 이용해 데이터를 관리한다. 이렇게 해서 운영체제가 파괴되어도 데이터를 안전하게 보호할 수 있다. 또 Armv9에는 구글과 공동 개발한 메모리 안전성 검증 시스템인 MTE를 탑재해 안드로이드11과 오픈수세(openSUSE)에서 지원 예정이다.

다음은 SVE2. ARM홀딩스에 따르면 2020년 전 세계적으로 사용된 AI 지원 음성 기기는 80억 대를 넘었고 출하 소프트웨어 중 90% 이상에 AI 요소가 포함되는 것으로 예측된다고 한다. AI가 다양한 용도로 이용되는 현상은 용도 특화형 솔루션이 요구되며 다양한 용도에 적응할 수 있는 컴퓨팅 시스템 필요성을 강조하고 있다.

Armv9는 다양한 용도 적용을 위해 SVE(Scalable Vector Extension)를 확장한 SVE2를 탑재한다. SVE2는 이미지 처리와 5G 시스템, 가상현실과 증강현실, 기계학습 등 다양한 용도로 계산 성능을 끌어올릴 수 있다.

또 ARM 측은 주파수와 대역폭, 캐시 크기 향상과 메모리 레이턴시 감소를 통해 Armv9 기반 CPU 성능이 현재 나온 제품보다 30% 이상 높아질 것이라고 밝히고 있다. Armv9 표준화를 활용해 ARM 파트너는 시장 진입 기간 단축과 비용 관리, 자체 솔루션 개발 능력 향상 등이 가능할 것이라면서 Armv9 개발자와 사용자 모두에게 혜택이 있는 아키텍처라는 점을 강조하고 있다. 관련 내용은 이곳에서 확인할 수 있다.