국산 CPU 코어와 ARM의 라이선스 방식과 새롭게 도래한 IOT 환경에서 국산 CPU 코어의 가능성 - 산업통상자원부의 국산 CPU 코어 활용 SOC 개발 과제를 통하여 국산 CPU 코어에 대한 상용화의 교두보가 확보되길 바라며
1. 국산 CPU 코어 활용 SOC 개발 과제(이하 'CPU 코어 활용 과제')의 목적과 전망
필자는 2015. 2. 5. 산업통상자원부의 국산 CPU 코어 활용 SOC 개발 신규지원 과제 로드쇼를 참관하였습니다. 로드쇼에서 한국산업기술평가관리원(KEIT)는 국산 CPU 코어를 활용한 SOC 개발을 통하여 국산 CPU 코어의 상용화를 촉진하고 이를 활용한 시스템반도체 생태계 구축 및 시장 견인을 CPU 코어 활용 과제의 목적으로 밝히고 있습니다. 일반적으로 SOC 개발을 위해서는 공정기술, CPU 코어 기술, IP 블록 통합 기술, 내장메모리 기술, 하드웨어/소프트웨어 코디자인 기술, OS 및 펌웨어 기술, SW 어플리케이션 기술 등이 필요합니다. 이 중에서 하드웨어 IP와 SW를 잇는 핵심 요소는 CPU 코어 기술이라고 할 것입니다.
현재 모바일 시장에서 대부분 기업들은 ARM 코어를 사용하고 있습니다. 이러한 상황에서 국산 CPU 코어가 재빨리 상용화하여 많은 상용 실시예를 만들어 내고 독자적인 생태계를 구축하지 못한다면 앞으로의 가능성은 거의 없을 것입니다. 그런데 최근 들어 시장의 상황이 많이 변화되어 IOT(Internet of Things) 환경의 경우는 모바일 시장과는 달리 제3자의 어플리케이션 개발이 시장확대의 필수적인 요소가 아닐 것으로 보입니다.
즉, 스마트폰에서 ARM 이외의 독자 CPU 코어를 사용한 경우에 third party 어플리케이션 개발 업체들의 지원을 받을 가능성이 매우 낮으나, IOT 제품의 경우에는 제3자가 개발한 어플리케이션이 필요한 공개 생태계의 필요성이 낮습니다. 하나의 Embedded system 내에서 하드웨어 IP, CPU 코어, SW가 사용자 친화적이고 다수의 function을 수행해야 하는 것이 아니라 일정한 역할만을 수행하면 될 것이므로, 적은 회사들의 연합으로 필요한 요소를 모두 개발할 수 있을 것입니다.
이러한 시장환경에서는 CPU 코어가 IP 블록으로써 역할을 잘 수행하면 큰 문제가 없고, SOC 제품을 작게 만들면서 그 수율을 높일 수 있다면 충분히 경쟁력이 있다고 보입니다. 로드쇼에서 애플2 컴퓨터에 사용된 MOS사의 6502 CPU 코어 개발에 참여하였다는 벤자민 윌커슨(Benjamin P. Wilkerson) 대표이사도 프로세서 IP의 완결성은 수율로써 확인되어야 한다고 주장하였습니다. 따라서 PC 환경에서 모바일 환경으로 이행이 ARM에게 큰 성공을 가져다 주었듯이 모바일에서 IOT 환경으로의 진행은 새로운 CPU 코어 업체에 기회를 줄 것입니다.
2. ARM의 라이선스 방식
ARM은 상당히 여러 가지의 라이선스 방식을 제공하는데, 기본적으로 일반 라이선스와 아키텍처 라이선스로 나뉩니다. 일반 라이선스는 라이선시(licensee) 회사가 ARM이 미리 설계한 프로세서 IP 코어를 가져와서 자사의 SOC 시스템의 하나의 블록으로 사용하는 방식입니다. 이 경우에 제품 개발은 비교적 용이하나 다른 회사와 다른 자기만의 특징을 가져가지는 쉽지 않습니다. 아키텍처 라이선스는 라이선시 회사가 독자적으로 마이크로아키텍처를 설계하고 커스텀 디자인도 가능하여 프로세스의 성능을 높일 수 있는 설계의 자유를 갖게 됩니다. 문제는 그에 따른 프로세서 설계와 ARM의 기존 프로세서와 호환성 유지에 많은 비용이 들게 된다는 것입니다. ARM 아키텍처 라이선스는 대기업이라고 할 수 있는 인텔, 마벨, MS, 엔비디아, 퀄컴 등만이 가지고 있습니다.
또한 ARM의 라이선스 비용도 적어도 20만달러 이상이고 여러 가지 옵션이 추가되면 1천만달러 이상의 비용이 필요하다고 알려져 있고, 매출 제품 당 일정 비율의 러닝 로열티도 발생하게 됩니다.
3. 국산 CPU 코어 설명회에서 나타난 라이선스 조건
국산 CPU 코어로 선정된 제품은 ETRI의 Aldebaran, 다이나릿시스템의 Core-A, 주식회사 에이디칩스의 EISC입니다. 로드쇼에서 ETRI의 엄낙웅 부장님, 다이나릿시스템의 기안도 부사장님, 주식회사 에이칩스의 이희 부사장님이 발표를 하였습니다. 특히 EISC는 2000년 초반에 시장에 나타나서 현재까지 살아남은 유일한 국산 CPU 코어 회사로써 필자가 공대 대학원에서 R&D 및 연구를 진행할 당시부터 활동하여 현재까지 상당한 상용화 실적을 가지고 있습니다.
라이선스(기술이전) 방식은 정액과 정율 방식으로 나눌 수 있는데, 현재는 대체로 이를 혼합하여 일정한 착수료와 함께 매출액에 일정한 비율만큼의 라이선스 비용을 받는 방식을 사용하게 됩니다. 위 3개 CPU 코어 기관들은 대체로 라이선스를 무상으로 할 것으로 제안하고 있습니다. 물론 위 정부과제와 관련한 과제 지원 업체에 한정한 것입니다.
정부기관에서는 라이선스 비용을 낮추어야 많은 국내 기업들이 국산 CPU 코어를 사용할 수 있다고 보아서 가능한 라이선스 비용을 낮출 것을 주문하고 있다고 보입니다만, 위와 같이 ARM에 비하여 국산 CPU 코어의 라이선스 비용은 터무니 없을 만큼 낮다고 보입니다. 그러나, 국내 기업들이 CPU 코어 IP를 구매한 후에도 SOC에 통합하여 제품으로 개발하려면 하드웨어 개발과 관련 SW 개발 과정에서 많은 FAE 지원, 디버깅 등이 적시에 필요할 것인데, CPU 코어 개발 3사가 적정한 이윤 없이 CPU 코어 개발 및 개선과 고객회사 지원을 적절히 해내기에는 쉽지 않을 것으로 보입니다. 따라서 국산 CPU 코어 개발 회사들이 적정 수준의 라이선스 비용을 받고 CPU 코어 자체의 품질과 R&D 지원으로 경쟁할 수 있어야 진정한 상용화에 성공할 것입니다.
정부과제라서 라이선스 계약에 관련하여 법적 다툼이 벌어질 가능성은 낮을 것입니다만, 라이선스 비용 이외에 라이선시 회사가 R&D 과정에서 FAE의 지원을 받거나 디버깅을 지원받을 경우에 별도의 비용이 발생할 수 있는데, 이들 사항들을 라이선스 계약에 명시하는 것이 개발과정에서 CPU 코어 제공 회사와 라이선시 회사 간에서 발생할 수 있는 법적 다툼을 미연에 방지할 수 있을 것입니다.
4. IOT 환경에서 국산 CPU 코어의 가능성
일반적으로 IOT(Internet of Things, 사물인터넷)은 각종 사물에 센서와 통신 기능을 내장하여 인터넷에 연결하는 기술을 의미하는데, 여기서 사물이란 가전제품, 모바일 장비, 웨어러블 컴퓨터 등 다양한 Embedded System이 될 것입니다. 일부 인간과 빈번한 접촉이 필요한 어플리케이션을 제외한다면 IOT 디바이스들은 디스플레이도 필요 없고 가전제품 또는 일부 센서 제품과 융합하여 인터넷에 연결된 상태에서 일정한 기능만을 제공하게 됩니다.
이러한 IOT 생태계에서는 홀로 동작하는 디바이스의 안정성이 다양한 어플리케이션 SW의 지원보다 더욱 중요할 것이므로, 일단 위 3개 기관의 국산 CPU 코어가 안정성과 수율을 일정 이상 확보할 수 있는 하드웨어 품질을 확보할 수 있다면 국산 CPU 코어가 IOT 생태계에 살아남을 가능성은 충분하다고 보입니다. 또한 제품 단가에 대한 압박이 상당할 것으로 보이는 IOT에서는 상대적으로 저렴한 라이선스 비용과 R&D 지원 비용으로 CPU 코어를 제공할 수 있다는 점도 국내 회사들의 경쟁력으로 볼 수 있을 것입니다.
정회목 변호사
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