AI, 보안, 전문컴퓨팅 미래 실현할 Armv9 아키텍처 발표해

Arm이 10년 만에 새로운 Arm 아키텍처를 선보였다.

이 회사는 최근 열린 온라인 기자간담회 ‘Arm 비전 데이(Arm Vision Day)’에서 향상된 보안, 인공지능(AI), 그리고 유비쿼터스 전용 프로세싱에 대한 요구사항에 대응하기 위해 설계된 Armv9 아키텍처를 소개했다. 
 
특히, Armv9은 10년 만에 출시된 새로운 아키텍처로, Armv8의 성공을 이어 나갈 솔루션으로 기대하고 있다. Arm의 CEO인 사이먼 시거스(Simon Segars)는 “Arm은 앞으로 직면할 다양한 어려움들을 해결할 수 있는 최첨단 컴퓨팅의 기반을 마련해야 한다”며, “Armv9이 그 해답”이라고 강조했다. Armv9는 앞으로 출시될 3,000억 개의 Arm 기반 칩에서 가장 중요한 역할을 할 것이라는 얘기다. 

새로운 Armv9 아키텍처가 나오게 된 배경에는 아무래도 보안 요소가 가장 크다. 현재 업계가 직면한 최대 기술적 과제이기 때문이다, 이에 Armv9 로드맵은 Arm 컨피덴셜 컴퓨팅 아키텍처(Arm Confidential Compute Architecture, CCA)를 제시한다. 



컨피덴셜 컴퓨팅은 하드웨어 기반의 보안 환경에서 컴퓨팅을 수행함으로써, 처리 중인 상태의 일부 코드 및 데이터가 심지어는 상위권한의 소프트웨어에서(privileged software)도 접근 및 수정될 수 없도록 보호한다.

Arm CCA는 보안 및 비 보안 세계로부터 분리된 부분에서 동적으로 생성된 영역(Realm)이라는 개념을 선보일 예정이다. 마이크로소프트와 Arm이 협력을 통해 개발한 Armv9의 컨피덴셜 컴퓨팅 기능은 하드웨어와 소프트웨어 간의 시너지를 보여준다. 

보안과 AI 워크로드의 요구

AI 워크로드가 한쪽으로 쏠리는 트렌드는 더욱 다양하고 특화된 솔루션을 요구한다. 이를테면 온디바이스 애플리케이션 중 90% 이상이 시각 및 음성과 같은 AI 기반 인터페이스를 비롯한 AI 요소들을 갖출 것으로 보이면서 Armv9 아키텍처의 역할도 커질 것으로 예상된다. 

이에 Arm은 후지쯔와 협력해 스케일러블 벡터 익스텐션(SVE) 기술을 개발했다. Armv9은SVE2를 통해 보다 향상된 머신러닝(ML) 및 디지털 신호처리(DSP) 기능을 구현한다. SVE2는 5G 시스템, 가상현실 및 증강현실의 프로세싱 역량 뿐만 아니라, 이미지 프로세싱이나 스마트홈 애플리케이션같이 CPU에서 로컬로 실행되는 머신러닝 워크로드의 처리 능력을 강화한다. 

사이먼 시거스 CEO는 고객사 사례에서, “Arm 기반 칩 주요 사용자인 존슨컨트롤즈에게, 이번에 발표한 Armv9-A 아키텍처를 통해 한층 강화될 AI 성능 및 보안 기능에 대해 이야기하고 있다”며, “또한 의료 디바이스에서 매우 중요한 의료 데이터 보안 관련하여, Armv9-A 아키텍처가 중요한 역할 하는데, 이것은 '메모리 태깅'과 같은 기술을 통해 보안 문제를 해소할 수 있다”고 말했다.  
 
Armv9는 다음 두 세대의 모바일 및 인프라 전용 CPU에서도 30% 이상의 CPU 성능 향상을 선보인다. Arm은 특화된 프로세싱을 강화하는 것과 더불어, 토털 컴퓨트(Total Compute) 설계 방식을 적용함으로써 시스템 수준의 하드웨어 및 소프트웨어 최적화를 통해 전반적인 컴퓨팅 성능을 가속화한다.

이를 오토모티브, 클라이언트, 인프라 및 IoT 솔루션 전반의 모든 IP 포트폴리오에 적용하면, Armv9의 시스템 수준 기술을 모든 IP 솔루션으로 확장할 수 있을 뿐만 아니라 개별 IP 또한 개선할 수 있다. 나아가, Arm은 동작주파수, 대역폭, 캐시 크기를 높이면서 메모리 지연 시간을 단축함으로써 Armv9 기반 CPU의 성능을 극대화하는 다양한 기술을 개발하고 있다. 

Arm IP 그룹의 르네 하스 대표는 “Armv9는 지금까지 토털컴퓨트, CPU, GPU, NPU 등에서 해왔던 모든 작업을 아우른다”며, “특히 Armv9이 기대되는 이유 중 하나는 개발자들이 누릴 수 있는 이점 때문이다. 보통 빠르게 쓰고 빠르게 실행된다는 것을 강조하는데 중요한 것은 그냥 작동되어야 한다는 것이다. 사례로, 마이크로소프트와는 IoT 개발자들을 위한 공통 툴체인을 공동 개발하고 있고 Unity와는 퍼포먼스 바이 디폴트를 실현하기 위해 3D와 VR을 위한 성능을 향상시키고 있다”고 말했다.  

Arm의 파트너사들도 기대가 크다. 브라이언 켈레허(Brian Kelleher), 엔비디아 하드웨어 엔지니어링 부문 수석 부사장은 “엔비디아는 AI의 혁신적인 힘을 게이밍, 자율주행차, 엔터프라이즈 데이터센터 및 임베디드 디바이스에 더 깊이 적용시킬 수 있는 엄청난 기회를 목도하고 있다. Arm과의 지속적인 협력을 통해, 엔비디아는 Armv9을 활용해 이전에는 상상할 수 없었던 컴퓨팅의 가능성을 폭넓게 제공할 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다.  

김민구, 삼성전자 SOC 개발실 부사장은 “Arm의 차세대 Armv9 아키텍처는 미래의 모바일 커뮤니케이션 디바이스에서 더욱 강조될 두 가지 영역인 보안과 머신러닝에 상당한 개선점을 제공한다. Arm과 협력함으로써, 삼성전자는 Arm의 새로운 아키텍처가 삼성의 모바일 프로세서 엑시노스의 다음 세대에 더욱 광범위한 혁신을 일으킬 것으로 기대한다”고 말했다.