자동차용 ARM 솔루션, 표준으로 자리매김
ARM은 특히 2023년 9월 대성공을 거둔 기업공개(IPO)를 계기로 뉴스의 중심에 서 있습니다. 이러한 성공의 배경에는 전자기기를 사용하는 거의 모든 산업 분야에서 ARM 기술이 얼마나 널리 보급되었는지가 있습니다. 자동차 시장이 대표적인 예입니다. 업계 선두를 달리는 거의 모든 반도체 업체들이 자사 제품군에 ARM의 자동차용 컴퓨팅 부품을 탑재하고 있으며, 대부분은 하드웨어 내부에서 전적으로 ARM 기반의 로드맵으로 전환하고 있습니다.
Arm은 자동차용 반도체 공급업체들이 고성능과 에너지 효율성, 보안, 안전 중요 시스템 및 혼합 중요도 시스템 지원, SOAFEE와 같은 이니셔티브를 포함한 개방형 표준 기반 생태계와 같은 핵심 기능을 제공할 수 있도록 지원합니다. 매일 다양한 형태와 크기의 승용차와 트럭을 포함한 더 많은 차량에 Arm 기술이 탑재되어 출고되고 있으며, 이 기술은 모든 자동차 하위 시스템에 널리 보급되고 있습니다.
Sonatus Arm 자동차용 칩을 기반으로 양산 중
Sonatus 현재 양산 중인 소프트웨어는 다양한 공급업체가 제공하는 다양한 Arm 기반 자동차용 칩에서 구동되고 있으며, 곧 출시될 새로운 양산 시스템 역시 Arm을 기반으로 합니다. 당사는 NXP, Marvell, Realtek, Broadcom, Renesas, Micron, ST Micro 등 Arm 기반 하드웨어 공급업체들과 긴밀히 협력하고 있습니다.
저는 Arm에서 14년 넘게 근무해 온 것을 자랑스럽게 생각하며, Arm이 자동차 시장에서 이룬 성과에 깊은 존경심을 느낍니다. 이 블로그에서는 자동차 개발을 가속화하기 위해 Sonatus 을 완벽하게 보완해 주는 Arm의 자동차 분야 솔루션이 제공하는 수많은 이점 중 일부를 소개하고자 합니다.
자동차 분야에서는 저전력이 중요합니다
자동차를 생각할 때, 사람들은 이를 에너지가 풍부한 환경에서 대량의 에너지를 저장하고 발전할 수 있는 물리적으로 거대한 장치로 여길 수 있습니다. 에너지 효율성으로 잘 알려진 Arm을 자동차 분야에 적용하는 것이 처음에는 불필요해 보일 수도 있습니다. 하지만 사실 자동차 분야에서는 에너지 효율성이 매우 중요하며, 그 이유는 두 가지입니다.
첫째, 전기차의 경우 휘발유 연소로 인한 지속적인 에너지 생성 부산물이 없기 때문에 에너지 효율이 주행 거리로 직접 연결됩니다. 전기차의 지속적인 보급을 위해서는 주행 거리 향상이 매우 중요할 것입니다. 둘째, 자동차 시스템은 일반적으로 소형이며, 내후성을 확보하기 위해 밀폐형 유닛 형태로 제공됩니다. 이러한 두 가지 이유 모두로 인해, 에너지 효율을 높이면 더 단순한 열 냉각 솔루션을 구현할 수 있어 해당 유닛의 무게와 크기를 줄일 수 있습니다.
자동차 성능에 대한 수요가 증가하고 있다
역설적이게도, 저전력 소비가 요구됨에도 불구하고 자동차용 소프트웨어는 점점 더 높은 연산 성능을 요구하고 있습니다. 바로 이 점에서 Arm의 진정한 장점이 빛을 발합니다. Arm은 낮은 성능을 통해 저전력을 실현하는 것이 아니라, 에너지 효율이 뛰어난 고성능을 제공하기 때문입니다.
데이터 센터에서 입증된 효율성
Arm은 데이터 센터에서 이러한 효율성을 입증해 왔으며, 서버급 성능을 갖춘 Arm 기반 칩은 동급 인텔 기반 솔루션보다 에너지 효율이 40% 이상 높습니다. AWS 및 Ampere와 같은 업체들이 제공하는 Arm 기반 서버급 하드웨어는 현재 양산 중이며, 시장 전반에 걸쳐 채택이 확대되고 있고 많은 서버 및 클라우드 업체에 도입되어 운영되고 있습니다.
자동차 시장에서 Arm의 장점
이러한 이점은 소프트웨어 정의 차량(SDV) 구현 분야로도 확대됩니다. Arm 기반 칩은 놀라운 최상위 성능을 제공하여 고성능 도메인 컨트롤러와 중앙 연산 기능을 효율적으로 구현합니다. 운전자 보조 시스템(ADAS) 요구 사항이 강화된 개인용 차량이든, 자율 주행 기능을 갖춘 현재 또는 미래의 엣지 로보택시이든, 트렁크에 고전력 서버 랙을 가득 채우는 식의 무차별적인 접근 방식으로는 자동차 분야에서 원하는 결과를 얻을 수 없습니다. 바로 이러한 이유로 Arm은 차세대 고성능 차량 내 애플리케이션에 채택되고 있으며, 미래 차량 혁신의 개발을 가속화할 것입니다.
고성능부터 심층 임베디드까지 아우르는 다양한 솔루션
Arm 아키텍처의 가장 강력한 장점 중 하나는 바로 그 이름인 A-R-M에 담겨 있습니다. Arm Cortex 프로세서 제품군은 공통된 프로세서 아키텍처와 호환되는 명령어 세트를 공유하는 세 가지 주요 하위 제품군으로 구성되어 있으며, 이를 통해 광범위한 기능과 요구 사항을 충족시킵니다. 반도체 업계 전반의 선도 기업들은 다양한 자동차용 사용 사례를 해결하기 위해 이러한 코어 중에서 적합한 것을 선택하고 있습니다.
애플리케이션 처리를 위한 Cortex-A 코어
애플리케이션 처리를 위한 Cortex-A 제품군의 “A” 코어는 스마트폰, 데이터 센터 또는 차량 내 고성능 컴퓨팅 환경에서 애플리케이션 워크로드를 실행하기 때문에 가장 큰 주목을 받고 있습니다. Cortex-A 코어는 자동차의 인포테인먼트 시스템이나 내비게이션 시스템에 널리 적용되어 왔으나, 자율 주행 및 ADAS(첨단 운전자 보조 시스템)를 위한 고성능 컴퓨팅을 제공하기 위해 점차 그 적용 범위가 확대되고 있습니다.
실시간 처리를 위한 Cortex-R 코어
아마 잘 알려지지는 않았지만, 자동차는 물론 하드 디스크나 안전이 중요한 시스템과 같은 기타 실시간 애플리케이션에 있어 매우 중요한 역할을 하는 것이 바로 실시간 처리에 중점을 둔 Cortex-R 제품군의 “R” 코어입니다. 이러한 코어들은 차량 내 기능 안전 기능을 구현하는 데 점점 더 많이 사용되고 있습니다. NXP와 같은 자동차 분야의 가장 혁신적인 Arm 기반 칩 솔루션 중 일부는 Cortex-R 코어와 Cortex-A 코어를 동일한 칩에 함께 탑재하여, 안전 시스템과 애플리케이션 처리 사용 사례가 공존할 수 있도록 하고 있습니다.
임베디드 및 마이크로컨트롤러용 Cortex-M 코어
마지막으로, 복잡한 칩 내부뿐만 아니라 독립형 저전력 센서 분야에서도 “Cortex-M” 계열 마이크로컨트롤러 프로세서의 “M” 코어가 효과적으로 활용되는 수많은 마이크로컨트롤러 응용 분야가 존재합니다. 호환성을 공유하는 이처럼 다양한 제품군을 갖추는 것은 개발자의 전문성과 생산성을 향상시키는 데 필수적일 뿐만 아니라, 각기 다른 요구 사항에 따른 문제를 해결하는 데 적합한 다양한 프로세서를 제공하는 데에도 중요합니다.
자동차 산업의 요구 사항에 부응: Arm AE 코어
이 회사의 최신 세대 Arm AE 코어는 차량에 필요한 내결함성을 충족하도록 특별히 설계되었으며, 예를 들어 미션 크리티컬 애플리케이션의 경우 코어를 락스텝(lock-step) 모드로 구동할지 여부를 유연하게 선택할 수 있는 기능을 제공합니다. 이러한 시장별 특화 변형 제품은 Arm 자동차 애플리케이션에 추가적인 특수 기능을 제공할 수 있는 새로운 기술을 도입합니다.
풍부한 생태계와 표준
Arm의 지속적인 성장세는 또한 다양한 생태계에 대한 오랜 헌신과 소프트웨어 개발자들의 요구를 지원해 온 노력에서 비롯됩니다. EDA 공급업체, 소프트웨어 개발 도구, 디버깅, 보안 및 기타 솔루션 분야에 걸쳐 수많은 상호 보완적인 기업들이 존재함으로써, Arm 기반 개발 과정이 원활하게 이루어집니다. 또한 Arm은 심층 임베디드 애플리케이션이든 최첨단 컴퓨팅을 위한 고대역폭 인터페이스이든 상관없이, 광범위한 주변 장치의 온칩 상호 운용성을 촉진하는 핵심 기술 표준을 개발하고 이를 준수하고 있습니다.
SOAFEE: 임베디드 엣지를 위한 확장 가능한 개방형 아키텍처
Arm은 SOAFEE(Scalable Open Architecture for the Embedded Edge)와 같은 이니셔티브를 비롯한 협업 분야에서도 선도적인 역할을 하고 있습니다. SOAFEE는 컨테이너 및 기타 미들웨어와 같은 기술 표준을 자동차 애플리케이션에 존재하는 다양한 중요도 수준(mixed-criticality)과 호환되도록 확장하는 것을 포함하여, 최신 클라우드 네이티브 개발 관행을 자동차 분야에 도입하는 것을 목표로 합니다. Sonatus 는 SOAFEE의 회원사로, 특히 소프트웨어 정의 차량(software-defined vehicles)을 위한 최신 클라우드 네이티브 개발 관행을 도입하려는 목표를 지원하기 위해 활동하고 있습니다. AWS와 같은 벤더들이 제공하는 클라우드 솔루션은 클라우드 기반 가상 프로토타입을 통해 기업이 클라우드에서 소프트웨어를 개발하고 이를 자동차에 배포할 수 있는 방법을 보여주고 있습니다. 차량 소프트웨어의 규모를 확대하고, 개발 주기를 단축하며, 안전성을 향상시키려면, 업계가 요구하는 검증된 구성을 제공하기 위해 가상 플랫폼이 필수적입니다.
Sonatus 파운데이션과 같은 당사의 제품은 SOAFEE와 호환되며, 해당 그룹이 주창하는 것과 동일한 종류의 산업 표준을 기반으로 합니다. Sonatus 또한 사내 테스트를 위해 가상 플랫폼을 활용하고 있으며, Sonatus 파운데이션과 같은 제품은 자동차 분야에 새로운 소프트웨어를 도입하는 데 도움을 줄 수 있습니다.
Arm 및 Sonatus 에서 The Garage
자동차 분야에서 Arm에 대해 더 자세히 알고 싶으시다면, 최근 Sonatus 에서 제작한 ‘ The Garage ’ 팟캐스트 에피소드에서 Arm의 북미 자동차 사업 시장 진출 담당 이사이자 제 친한 친구인 로버트 데이(Robert Day)와 대담을 나눴습니다. 이 팟캐스트는 YouTube의 리소스 라이브러리나 Spotify, Apple Podcasts에서 확인하실 수 있습니다. 향후 에피소드 소식을 받아보시려면 Sonatus의 YouTube 채널을 여기서 구독해 주세요.
