AMD CPU가 인텔 CPU보다 더 저렴한 이유, 아키텍처 차이점

AMD는 인텔에 비해 규모가 작은 회사로 CPU시장에서 시잠 점유율이 적었으나, 몇 년 전부터 라이젠 시리즈에 힘을 쏟더니 이제는 인텔 CPU와 비등비등한 성능을 자랑하고 있는 것으로 알고 있습니다.

그런데 조립PC를 위해 CPU를 찾아볼 때, 인텔 코어와 비슷한 성능인데도 AMD의 CPU 제품이 훨씬 저렴한 게 보이죠. 그럼 처음 보는 사람은 AMD가 구려서 저렴하게 파는 거 아니야?라고 하실 수도 있겠지만, 아닙니다. AMD가 인텔을 따라잡기 위해서 CPU 퀄리티는 비슷하지만 가격 경쟁력을 높이기 위해 많이 노력했습니다.

AMD 라이젠 CPU가 인텔 i시리즈 CPU보다 저렴한 이유에 대해서 몇 가지 알아보겠습니다.

---

1) CPU 구조적(아키텍처) 차이점

AMD와 인텔의 가격 차이가 나는 주된 이유는 CPU 디자인의 구조적 차이 때문입니다. 간단히 말하면, 인텔은 CPU프로세서에 사용되는 모든 프로세서의 구성 요소들이 하나의 칩 안에 모두 통합되어 제조하는 모놀리식 아키텍처 (Monolithic Architecture)인 반면에, AMD는 프로세서를 구성하는 요소들이 모두 여러 개의 칩으로 분리되어 패키지에서 모두 통합되는 칩렛 아키텍처 (Chiplet architecture)을 활용합니다.

CPU를 구성하는 구성요소

기본적으로 CPU를 구성 요소는 다음과 같습니다. 인텔 CPU와 AMD CPU에서 이 구성요소들이 어떻게 배치되어 있는지 아키텍처 디자인을 참고해 주세요.

• CPU Core
• Input/Output Controller
• Grapic Processing Unit (GPU) (내장 그래픽 옵션)
• Display Controller
• Memory Controller

인텔 CPU 아키텍처 - Monolithic Arcthitecture

인텔 CPU 아키텍처

인텔의 CPU 아키텍처입니다. CPU의 중요 Core 부분 외에도 메모리, 컨트롤러, I/O, 내장 그래픽 등등이 구성되어 있습니다. 인텔에서는 이 모든 모든 구성 요소들을 포함한 칩을 한 wafer 위에 한 번에 찍어냅니다. 이 아키텍처를 한 칩에 모든 구성 요소를 집적화시키는 Monolithic architecture라고 합니다. 

• 장점 : 코어 사이의 거리가 가깝고, 동일한 캐시메모리를 공유하므로 단일 코어에서 작업 처리 속도가 빠르다.
• 단점 : 8개의 코어 중 하나만 고장 나도 불량품이 되므로, 생산 비용 절감이 어렵다 👉 CPU 가격 상승의 원인

하나만 고장나도 못  쓰는 제품이 되어버리니, 생산 비용이 큰 편이고 이에 따라 높은 CPU가격이 형성된 것입니다.

AMD CPU 아키텍처 - Chip-let Arcthitecture

AMD CPU 아키텍처

AMD는 프로세서를 보다 비용 효율적으로 제조할 수 있는 칩렛(Chip-let)이라는 더 작은 구성 요소로 분해하는 모듈식 설계할 수 있는 아키텍처입니다. 즉, AMD는 더 적은 비용으로 더 많은 프로세서를 생산할 수 있기 때문에 더 저렴한 가격으로 제공할 수 있습니다.

• 장점 : 한 두 개의 코어가 고장 나도, 전체 칩을 다 버릴 필요가 없이 고장 난 부분의 코어만 교체할 수 있어서 원가 절감 가능
• 단점 : 코어 더미끼리의 연결 통로로 이동하며 소통하다 보니, 인텔에 비해 지연시간이 긴 편.

 I/O와 Core더미, GPU가 각각의 칩으로 생산된 뒤에 패키지에서 합쳐집니다. 그럼 코어 더미 하나가 고장이 나더라도 모든 칩을 버릴 필요 없이 고장 난 부분에 대해서만 다시 교체해 주면 되기 때문에 원가 절감이 가능한 것이죠. 

---

2) 타겟 시장 차이점

AMD는 이전부터 가격에 더 민감한 중급 및 보급형 PC시장을 목표로 삼았습니다. AMD는 일반적으로 중저가 CPU 시장에 중점을 둔 반면에, 인텔은 고급 시장에 중점을 두었습니다.

AMD 프로세서는 동일 가격대의 인텔 프로세서보다 더 많은 코어와 스레드를 제공하기 때문에 단일 코어 성능보다 멀티 스레드 성능을 우선시하는 소비자들에게는 AMD 제품이 더 매력적으로 보일 수 있습니다. 저도 가격 예산 때문에 AMD 라이젠을 쓰고 있는 중인데 괜찮은 편인 거 같습니다 :)

---

3) 제조업체와 파트너십

또 다른 요인으로는 CPU를 직접 제조하느냐 vs 제조업체의 맡기느냐입니다.

인텔을 직접 인텔 파운드리를 운영하면서 자신들의 CPU를 직접 제조합니다. 이게 옛날 공정 같은 경우에는 대충 찍어도 잘 나오는데 , 공정이 미세화되고 장비가 중요해지면서 장비 1대를 사는 데도 몇천억을 호가합니다. 삼성, TSMC의 선단 공정을 따라잡으려면 굉장히 많은 투자와 기술력이 필요할 텐데, 이 투자 비용이 결국 CPU를 팔아서 남은 이익을 당겨서 하는 것이죠. 그런데 CPU 판매 이익보다 반도체 공정 투자 비용이 더 많아지면..^^ 앞으로는 인텔도 TSMC에 위탁생산을 하고 1.8 나노를 개발한다는데, 얘네도 말만 하고 보여주는 게 없어서 앞으로 어떻게 될지는 잘 모르겠네요.

그에 반해 AMD는 일찍이 2018년부터 TSMC와 파트너십을 맺어 위탁생산을 합니다. CPU 제조업체는 더 잘하는 곳에 맡기고, CPU 설계기술력을 키우는데 더 집중했죠. 이제는 제조업체도 미세화 공정이 될수록  개발 투자비용이 정말 많이 깨지기 때문에, 일찍이 선택과 집중을 해서 이런 부분에서도 비용이 절감되었다고 생각합니다.

---

이상으로 인텔과 AMD의 CPU 아키텍처의 차이점에 대해서 알아보았고, AMD가 칩렛 아키텍처로 변환해서 제조 비용을 줄여 시장 경쟁력을 높였기 때문에 AMD의 제품이 더 저렴하다로 결론 지을 수 있겠습니다. 도움이 되셨길 바랍니다 :)