ST마이크로일렉트로닉스(STMicroelectronics, 이하 ST)가 실시간 전력 및 모터 제어를 지원하는 새로운 혼합 신호 마이크로컨트롤러(MCU) 제품군 ‘STM32G5’ 시리즈를 출시했다. 주요 적용 분야는 AI 데이터센터, 로보틱스, 태양광 발전 설비 및 풍력 터빈, 산업용 드라이브, 상업용 드론이다.
ST의 범용 및 자동차용 마이크로컨트롤러 부문 사업본부장인 패트릭 에이둔(Patrick Aidoune)은 “이번 차세대 마이크로컨트롤러는 AI 데이터센터의 증가하는 에너지 수요를 효율적으로 충족하고, 더욱 정교한 휴머노이드 로봇을 구현하며, 한층 복잡한 모터 제어 시스템을 구동해야 하는 과제를 해결한다”며 “ST는 STM32G5 시리즈를 통해 피지컬 AI에 필요한 컴퓨팅 성능을 손쉽게 활용하고 시스템에 내장할 수 있는 형태로 제공해 지속가능성, 안전, 보안을 강화한다”고 밝혔다.
ST에 따르면 STM32G5는 기존 STM32G4 시리즈 대비 2배의 컴퓨팅 성능을 제공한다. 전원공급장치와 전기 모터의 제어 속도와 정밀도를 높이는 주변장치도 추가됐다. ST는 2027년에 STM32G5 싱글 코어 제품군에 이어 성능과 주변장치를 강화한 듀얼 코어 제품군을 추가할 예정이다.
델타 일렉트로닉스(Delta Electronics)의 PSBG 자재 부문 수석 구매 담당자인 앤디 샤오(Andy Hsiao)는 “디지털 전력은 더 나은 미래를 위한 혁신적이고 친환경적이며 에너지 효율적인 솔루션을 제공하고자 하는 당사의 사명(mission)을 실현하는 핵심 요소이다. 특히 디지털 전력 시스템이 갈수록 복잡해지면서 이에 대응할 수 있는 제어 플랫폼이 요구되고 있다. STM32G5는 차세대 디지털 전력 애플리케이션에서 요구되는 높은 수준의 성능과 유연성을 제공하며, 강력한 프로세싱 성능, 통합 주변장치, 내장 보안 기능을 겸비했다. 이 솔루션은 당사 설계에 적합한 탁월한 선택지로, AI 및 전기차(EV)와 같은 고성능 애플리케이션에서 에너지 손실을 줄이고, 풋프린트를 소형화하며, 더 높은 신뢰성을 확보하는 데 기여한다”고 말했다.
루이얀 인텔리전트(Ruiyan Intelligent)의 CEO인 폴 티안(Paul Tian)은 “휴머노이드 로보틱스의 정교한 조작 능력을 구현하기 위해서는 극도로 제한된 공간 내에서 힘, 정밀성, 센싱, 실시간 제어 기능을 결합해야 한다”며 “STM32G5는 이전 세대 대비 2배 이상의 성능과 더 폭넓은 주변장치 및 강화된 내장 보안 기능을 갖춰 더 많은 모터를 제어하고, 더 많은 센서를 로봇 손에 통합하는 것은 물론, 속도와 정밀도가 중요한 상황에서 더 빠른 반응 시간을 구현할 수 있도록 지원한다. 당사는 ST와 협력해 공장 자동화부터 의료 연구실에 이르기까지, 정교한 로봇 손의 실용화를 가속화함으로써 일상생활을 더욱 편리하게 만드는 데 주력하고 있다”고 말했다.
디지털 전력 및 모터 제어를 위한 첨단 기능
STM32G5 시리즈 MCU는 280MHz로 동작하는 Arm Cortex-M33 코어를 기반으로 설계됐으며, 향상된 고분해능 타이머, 위치 인코더, 프로그래머블 로직 어레이, 하드웨어 보안 등 업그레이드된 최신 주변장치들을 새롭게 도입했다.
오늘날 데이터센터와 같이 AI 가속기가 집중된 환경에서는 에너지 효율 향상과 전력 수요 절감이 중요한 과제다. 최신 GPU 클러스터의 속도와 성능이 향상되면서 랙당 전력 수요가 1MW에 육박하고 있으며, 초대형 데이터센터의 경우 2030년까지 피크 전력 수요가 2GW를 넘어설 것으로 예상된다. 이러한 규모에서는 전력 효율을 소폭 개선하는 것만으로도 에너지 손실과 냉각 수요를 줄일 수 있다.
장비 제조업체들은 고분해능 타이머를 활용한 정밀 제어 알고리즘으로 서버의 워크로드에 따라 변화하는 전력 수요에 맞춰 전원공급장치를 동적으로 재구성하고 효율을 극대화할 수 있다. STM32G5는 한층 정밀해진 타이밍을 통해 와이드 밴드갭(Wide-Bandgap) 반도체인 실리콘 카바이드(SiC)와 질화갈륨(GaN) 기반 전원공급장치의 높은 스위칭 주파수에도 대응할 수 있다.
휴머노이드 로보틱스는 다축 동시 구동과 높은 토크 생성을 위한 고전류 공급, 매끄럽고 자연스러운 움직임을 보장하는 빠른 응답성 등 복잡한 모터 제어 요건을 충족해야 한다. 특히 로봇 손 하나에 모터가 최대 20개 적용될 정도로 정밀도가 중요한 손과 손가락 같은 메커니즘에는 미세 제어가 필수적이다.
첨단 안전 및 보안 기능
프로그래머블 로직 어레이(PLAy)를 통해 전용 하드웨어에 맞춤형 기능을 구현함으로써 외부 글루 로직(Glue Logic)의 필요성을 줄일 수 있다.
STM32G5는 프로비저닝 기능을 지원한다. Cortex-M33의 Arm 트러스트존(TrustZone) IP에 보안 부팅 및 보안 펌웨어 업데이트를 위한 불변 신뢰 루트(Root of Trust, STiRoT)를 포함한 STM32Trust를 결합했다. ST의 PQC 라이브러리 등 최신 알고리즘을 지원하는 암호화 엔진을 탑재했으며, 민감한 데이터의 안전한 저장과 변조 감지, 부채널 공격 저항성 등을 지원한다.
STM32G5 시리즈는 개발 툴 STM32CubeMX2에서 지원되며, 새로운 STM32Cube 하드웨어 추상화 계층(HAL2)을 활용할 수 있다.
STM32G5 MCU는 현재 생산 중이며, 고성능 및 고분해능 제품 라인으로 구성된다. 온칩 플래시 메모리는 64KB에서 512KB까지 지원하며, 패키지는 소형 QFN32부터 LQFP128까지 제공된다.
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