성서과학을 시작하며
나는 58년 개띠다.
나는 어렸을 때 우리나라가 이렇게 잘 살게 될 것이라고는 한번도 생각해 본적이 없다.
우리나라, 너무 너무 잘 산다.
우리나라가 잘 사는 그 중심에 삼성전자가 있다.
내가 삼성전자에 처음 조인한 1991년 4.5조 매출, 당시 100조 규모의 IBM, HP, Sony는 쳐다보지도 못했지만, 2009년 146조 매출로 세계 최대 전자 업체로 등극한 이후 2014년 그만둘 때까지 나는 운좋게도 삼성전자의 전무후무한, 역사적 초고도 성장기를 함께, 할 수 있었다.
24년 3월 방영된 KBS 창 다큐 영상 캡츄어한 삼성전자의 성장 곡선을 보며, 참, 얄궂다 생각이 들었다.
미국 삼성에서 일하다가 귀국한 93년부터 시작된 삼성 신경영! 그 엄청난 역사의 파도위에 함께 올라 타, 연 17.6% 초고도 성장을 질주하다가, 하필! 내가 그만둔 14년부터 지난 23년까지 지난 10년, 달러 기준으로 도리어 역 성장을 했다니!
아쉽지만, 한편으로는 삼성전자의 초고도 성장 신경영 20년을 함께 신나게 달릴 수 있었던 행운에, 더욱 감사, 감사한 마음이 들었다.
돌아보면 92년 HP, 93년 ARM, 95년 Sun, 96년 DEC, 05년 IBM, 08년부터 13년까지 Apple, 세계적인 기업들 최고 경영진들과 피 튀기는 협상과 협력, 공동 개발을 주도하며 온 세상을 내 집 같이 날아다니던 시절,
어느 해인가는 서울 출발 - 영국 ARM 출장 – 보스톤 MIT 및 DEC 출장 – 텍사스 오스틴 IBM 출장 – 캘리포니아 산호세 Transmeta 출장 – 서울 귀국, 열흘간 세계 일주, 어느 순간 비행기 타기가 너무 너무 싫을 정도로 질리게 다니던 시절,
영상회의가 안되던 90년대 미국 DEC사에 3시간 발표를 위해 하루 비행기, 1일 숙박, 발표후 다시 하루 걸쳐 돌아 오면서도 너무 너무 행복했던 시절,
특히 2008년 애플 아이폰 3 와 삼성 갤럭시 S를 위한 1GHz ARM CPU 개발 당시, 2주는 미국 텍사스 오스틴, 2주는 한국팀 총괄, 1년에 14번 미국을 왕복하며, 유나이니트 1등석, 747 맨 앞, 넓직한 침대 좌석에 편안했지만 치열하게 자료 검토하고 준비하던 기억들이 너무 너무 감사하고 새로워진다.
2024년 현재, 삼성이, 우리나라가 고전 중이다.
삼성이 메모리가 아닌 CPU, AI GPU 전쟁에서 압도할 수 있었던 두 번의 기회가 있었다.
1998년 미국 인텔 Pentium II가 300MHz 하던 시절, 삼성은 세계 최초의 1GHz Alpha CPU를 출시했다. 주파수당 성능 3배까지 합해 무려 10배 고성능CPU 칩이었다.
당시 삼성은 Alpha CPU 시장을 보고 사업을 한 것이 아니었다.
Alpha CPU 10배 성능을 갖고 인텔 Pentium II 명령어들을 Alpha 명령어로 실행 시켜 변환 효율 절반 잡고도 5배 성능에 가격은 인텔 300달러 삼성 100달러로 500억달러 CPU 시장 중 절반 이상을 가져 오자는 야심찬 전략을 세웠고
현실적으로 당시 비슷한 컨셉으로 인텔 호환칩을 만들던 미국 Transmeta사 (02년 IPO 50억달러 성공) CEO 데이빗 디첼과 함께 삼성의 생산 기술, Alpha CPU 초고속 기술, Transmeta의 명령어 변환 인텔 x86 CPU 호환 기술, 세가지를 합작해 최고의 CPU 시장 진입 전략을 회사에 제시한 것,
아직도 이 과제를 내부 컨센서스를 제대로 이루지 못해 결국 시작하지 못한 것, 두고 두고 후회가 되는 일이다.
삼성은 이후에도 GPU 선제 개발 기회가 있었다.
2010년 애플의 스티브 잡스가 우주에서 CPU 설계를 가장 잘한다 큰 소리치며 영입한, 나와는 DEC Alpha CPU 개발 때 함께 일했던 반도체의 전설 댄 도버풀 PA Semi 사 대표가 내게 전해준 스티브 잡스가 꿈꾸던 차세대 GPU,
2024년 현재, 초 베스트셀러가 된 Nvidia GPU는 수천개의 CPU 를 단순 집적시킨 너무도 단순 구조라 사용하는 사람들 입장에서는 이 수천개의 CPU들에게 일을 나눠주는 문제부터 메모리 공유 문제, 일 준비 문제등 프로그램 하기가 너무 너무 어렵고,
특히 문제가 생길 때 수천개 CPU 중 언제, 어디서 생기는지 찾기는 거의 불가능하기에 지금 NVidia가 누리는 특수 효과, CUDA 기반에 미리 짜여진 소프트웨어들을 불러다 쓰게 만들어 대체 불가하게 만들어져 가는 것에 비해,
CPU-like GPU는 기존 CPU들과 같이 자유 자재로 프로그램 가능한 GPU 개발,
이것이 스티브 잡스가 꿈꾸던 새로운 GPU 세상이었다.
2011년 댄 도버풀과 MIT 공대 학장 아난타 찬드라카산, MIT의 세계적 반도체 전문가 디미트리 안토니아디스 교수, 실리콘 밸리의 천재급 아키텍트 리 누엔등 Guru급 인물들과 함께 삼성 차세대 CPU/GPU 개발 전략을 수립해 회사에 보고했다.
Nvidia 같은 기존의 GPU 시장에 삼성이 들어가면 100전 100패, 그러나 구조가 완전히 바뀌는 CPU-like GPU 시기에는 삼성에도 기회가 있다고 회사를 설득했지만,
그러나 아쉽게도 스티브 잡스가 2011년 세상을 떠나며 애플 안에서도 혁신 CPU-like GPU 비저너리가 사라지며 이 과제도 무산 되고 만 것!
나는 반도체 칩 개발만 42년째 해오고 있다.
정부 연구소 10년, 삼성전자 임원 10년 포함 22년, 이삭 (ISAC) CPU 연구소 대표 10년, 지난 42년간 CPU 칩만 개발 해 온 반도체 기술자다.
삼성이 만들면 다르다. 왜 다를까.
‘나는 그 이튿날부터 삼성전자 산하의 작업장 곳곳을 방문하였다.,..회장께서 지시하신 대로 한 곳도 빼놓지 않고 이방 저방 문이 달린 곳이라면 죄다 열어 보았다.’ - 강진구, 삼성전자 신화와 그 비결, p.35
바닥까지 단 한 곳도 빼놓지 않고 샅샅이, 직접 내려가 보고 ‘이방 저방 문이 달린 곳이라면 죄다 (직접) 열어 보’는, 업의 본질을 가장 근본적인 바닥까지 내려가 그 바닥을 한 번 더 뚫고 내려 가는 것, 삼성이 만들면 달라지는 신화의 비결이다.
‘주위를 둘러보니 한 분야에 필요한 지식을 바닥까지 파보는 사람이 없더라. 그게 충격적이다.’ - 스티브 잡스
강진구 전 삼성전자 회장께서는 이미 1970년대 한국의 스티브 잡스이셨던 것이다.
‘나는 절대로 적당히 넘기는 일이 없었다. 기회가 있을 때 마다 가혹할 정도로 근본 원리, 핵심 기술을 추구했다. 나는 지금, 벽을 맨주먹으로 두들겨 구멍을 뚫은 것과 같은 어려운 일을 해낸 우리의 중역, 우리 사원들에게 미안한 마음과 함께 그들을 대견스럽고 자랑스럽게 여기고 있다. 그들은 무서운 의지와 실천력을 보여준 영웅들이기 때문이다. 그들이야말로 오늘날의 삼성전자를 가능케 만든 주역들인 것이다.’ 강진구, 삼성전자 신화와 비결, p.23
근본 원리, 핵심 기술을 끝까지 파고드는 業(업)의 本質(본질)
삼성에서 일하면서 귀에 못이 박히도록 들은 얘기다.
業의 本質
무섭도록 바닥까지 치고 내려가 그 바닥을 뚫고 한 단계, 더 깊이 내려섰을 때, 비로서 시장은 뜨겁게 호응하며 새로운 신화가 탄생하게 된다. 이것이 강진구 회장께서 뿌리내려 주신 삼성의 실력이며 삼성만의 집요할 정도로 무서운 집중력의 결과다.
삼성 나오고 지난 10년, 차세대 CPU 핵심 기술에 집중해 왔다.
1998년 180nm 기술로 1GHz Alpha CPU를 만들었는데, 지금 거의 1/100 급 더 작은 크기에, 거의 비슷한 전압 (수돗물 생각하면 전에 보다 이동 거리는 1/100, 그 작은 거리에 엄청 높은 압력이 가해져 있다)이면 1000GHz CPU가 나와야 하지만 아직도 2-3GHz가 고작!
주파수 높이면 생기는 너무 높은 전력 소모 열 발생 문제는 모든게 전압 문제다! Super Steep Subthreshold 현재는 트랜지스터 끄고 켜는 문턱 전압이 전류 1pA(10의 –12승)에서 1mA(10의 –3) 까지 올리는데 10의 9승 오더가 필요하고 1오더 올리는데 이론적 한계치 60mV/decade, 이것을 6mV/decade로 낮추는 Super Steep Subthreshold 기술 개발!
현재 Nvidia GPU massive thread 구조에 가장 취약한 메모리 구조를 완전히 천지개벽하여 재배치 가능한 메모리 reconfigurable memory로 대체, CPU-like GPU 구조 개발!
Transmeta가 예전에 사용한 것과 같이 Code Morphing, 즉, 실행 시간동안 실행 명령어들 구성을 분석해 실시간 재 컴파일, 즉 AI-based 컴파일러 온 실리콘으로 즉 지금까지 수동적 passive한 컴퓨팅이 아닌 능동적 active computing 구조 개발!
이것이 10년전 내가 회사에 보고했던 차세대 삼성 CPU/GPU 기술 개발이며, 차세대 디바이스, 차세대 아키텍츄어, 차세대 회로 설계 기술팀이 반드시 필요하다는 내 제안에 당시 전략기획실 담당 임원들 결국 수용못하고 나는 회사를 떠나고, 이후 10년 공부해 온 차세대 CPU-like GPU 핵심 기술들이다.
우선 가장 먼저, Super Steep Subthreshold 기술에 도전하는 것, 곧 초전도체급 반도체 개발!
이삭 CPU는 지난 10년, 이 기술 연구에 전념해 왔다.
지금까지 트랜지스터가 전기장만을 이용해 왔다면 이삭 CPU는 특정 자기장에서 홀 저항이 0가 되는 현상을 활용한 FQHE (Fractional Quantum Hall Effect) 기반 초전도체 트랜지스터 개발이 첫 번째 후보이다.
이를 위해 지난 10년간 양자역학 연구에 전념해 왔다.
양자역학 연구 결과 소개에 성서과학을 주제로 잡은 것은,
5대째 예수 믿는 집안이지만, 왜 하나님이 필요한가 사람이 성실하게 잘 살면 되지, 모든게 과학 기술로 설명되는데 왜 굳이 하나님이 필요한가,
오만방자하던 내가 33살, 정부연구소에서 일하다가 미국 삼성으로 스카웃 되어 가족들 데리고 미국으로 건너 가면서 당시 양자역학을 통해 만난 하나님,
내가 믿는 하나님을 보다 더 많은 사람들에게 전하며,
내가 공부한 양자역학, 누구보다 쉽게 설명해,
보다 많은 사람들이 이해 해 보다 많은 인재들이 차세대 양자역학 혁명을 통해 삼성이, 우리나라가 꺼져가는 산업 심장을 두근 두근! 어떻게 다시 뛰게 만들 것인지, 함께 고민해 보고자 하기 위함이다.
마음껏 즐기고 기탄없는 의견과 관심을 부탁하며
2024년 3월 20일
이삭 CPU 연구소 대표이사
박성배
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