[PS3] 드디어 초읽기 태세에 들어간 "PS3"(고토 칼럼)

장현규2006.10.30
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■ 고토 히로시게의 Weekly 해외 뉴스 ■

드디어 초읽기 태세에 들어간 PLAYSTATION 3



[PS3] 드디어 초읽기 태세에 들어간 "PS3"(고토 칼럼)





●게임기 CPU 로서는 이례적으로 길었던 Cell의 바리데이션 기간



 드디어 소니 컴퓨터 엔터테인먼트(SCE) 의「PLAYSTATION 3(PS3)」의 발매가 눈 앞으로 다가왔다.

최종 골을 향해, SCE 는 대쉬 태세에 들어가 있는 것이다.



 이 시점에서의 최대의 문제는 첫회의 공급량이 부족하고 그렇기 때문에, PS3 은 예약 확보가 매

우 어려운 상황이 되고 있다. PS3 의 생산의 지체에 대해서는 SCE 는 BD 드라이브의 레이저 다이오

드의 공급에 원인이 있는 것을 밝히고 있지만 다른 컴퍼넌트에 대해서는 알려지지 않고 있다.



 이전에 PLAYSTATION 3 용 소프트웨어 개발이 스케줄적으로 어려운 상황에 있던 것을 설명했었다.

SCE 의 소프트웨어 개발 킷(SDK) 은 발매 2개월전까지 버젼 1.0 이 되어 있지 않았기 때문에 거의

줄타기에 가까웠다.



 그러나 PS3 하드의 주요 컴퍼넌트에 대해서는 그 반대로 SCE 는 여유가 있었다. 짓궂지만 PS3 은

몇번의 발매 스케줄의 후퇴로 SCE 은 하드웨어를 숙성시킬 수 있었다.



 예를 들자면 반도체 칩으로는, CPU「Cell」에 대해 바리데이션(검증) 기간을 꽤 길게 확보할 수

있었다. 이것은 게임기에서는 이례적이다.



 컴퓨터 전용 CPU 신 아키텍쳐의 경우, 바리데이션에 1년, 경우에 따라서는 1년반 이상 들이는 것이

보통이다. 그렇지만 게임기용 커스텀 CPU 는 일반적으로 그만큼의 여유를 갖지 않는다. 개발 사이클

이 짧기 때문에 실리콘이 완성하고 나서 6개월 정도 후 양산품이 투입되고 있는 것이다.



 그런데 이번 Cell 의 경우, 칩 자체는 2004년에 벌써 완성하고 있었다. 실 실리콘을 사용한 검증

기간에만 2년정도 확보되어 있던 것이 된다. 이것은 게임기용으로 아키텍쳐까지 넣은 커스텀 CPU 으로

서는 이례적으로 긴 검증 기간이다. 보통은 그렇게 느긋한 스케줄은 짤 수 없다.



 검증에 걸치는 시간이 길면 길수록, Cell 의 버그나 퍼포먼스상의 문제등을 밝혀내 수정할 수 있다.

2년정도 였으니 근본적인 문제가 아닌 한 해결할 수 있었을 것이다.



●지금까지 버그가 문제가 되지 않았던 게임기 CPU



 이것은 PS3 에 대해서 특히 형편이 좋았다고도 말할 수 있다. 그 이유는 PS3 의 CPBU 에 요구되는

품질이 종래의 게임기보다 어렵기 때문이다. 그것은 PS3 을 SCE 는 어느 정도까지 오푼 환경에 가져

가려 하고 있기 때문이다. 오픈성은 하드웨어에 요구되는 품질 레벨을 바꾸어 버린다.



 CPU 에 버그가 있었을 경우를 생각해 보자. 예를 들면 “프로그램내의 짧은 루프가 캐쉬 라인에 들어

가 버리면 마지막 조건분기명령을 무시해 쇼트 루프에서 빠져 버린다”라고 하는 버그가 CPU 에 발견되

었다고 하면 메이저 CPU 라면 상당한 문제가 된다. 그런데 종래의 게임기의 경우는 그래도 문제없이 출하

가능하게 되어 있었다.



 어째서인가? 그것은, 라이센시의 소프트웨어 디벨로퍼에 버그의 내용과 그 회피 수단의 통지를 알려

주면 되기 때문이다. 예를 들면, 캐쉬 라인내에 들어가는 루프는 쓰지 않도록 하거나 루프가 아무래도

짧아진다면 NOP 을 넣도록 어셈블러 코딩의 가이드를 내면 된다. 컴파일러의 경우도 마찬가지로 그러한

코드를 생성하지 않게 라이센시의 컴파일러 벤더에게 제의하면 되는 것이다.



 이러한 소프트웨어 개발 커뮤니티의 특수성으로 게임기용 CPU는 짧은 검증 기간으로도 개발을 할 수

있었다. 이 사정은 CPU에 한정되지 않고 I/O 칩도 같다.



 예를 들면, I/O 칩에서 IEEE 1394와 같은 고속 인터페이스의 실장이 잘되지 않아 실효 전송 레이트가

규정의 몇분의 1 밖에 나오지 않는다고 하는 문제가 발견되었다면 이 클래스의 문제는 PC나 서버의 칩

세트라면 꽤 문제시된다. 문제를 해결할 때까지 제품 출하가 늦어지는 것이다. 그런데 게임기에서는 그

인터페이스가 별로 사용되지 않는다고 하는 것만으로 끝나버려 문제점은 알려질 것도 없다. CPU의 경우와

같은 이유다.



 종래의 게임기에서는 PC와 같이 인터페이스에 잇는 기기를 마음대로 개발하고, 마음대로 디바이스 드라

이버 소프트를 써가지 않는다. 비록 주변기기를 만들었다고 해도, OS나 라이브러리는 광디스크 측에 있으

니까 드라이버는 라이센시의 디벨로퍼측이 넣지 않으면 안된다. 그러니까 라이센시에만 정보를 주면 되는

것이다.



 물론, 하드측의 버그는 게임기의 경우라도 가능한 빨리 FIX 한다. 그러나 버그 상태에서도 출하를 할 수

있는 것이 크게 다르다. 전통적인 게임기는 완전하게 닫힌 개발 커뮤니티만의 세계이니까 이와 같이 문제

를 해결하면 끝나는 것이다.



 그러나, 게임기가 아닌 엔터테인머트 컴퓨터로서보다 개방적인 프로그래밍을 허용 하려고 하면, 이야기

는 달라진다. CPU의 치명적인 버그나 인터페이스의 실용면에서 문제가 있는 실장상의 문제는 반드시 해결해

야 한다. 즉, PS3에서는 전체적으로 품질에 대한 사양이 오르고 있는 것이다.



 그 때문에, PS3에서는 하드를 검증해 버그나 문제를 찾아내 FIX 하는 기간이 필요했다. 지금까지의 게임기

와 같이 재빠르게 CPU를 개발할 수도 없었다. 그리고 PS3는 메인의 칩에 대해서 다행인지 불행인지 PS3 자

체의 스케줄이 어긋났기 때문에 SCE는 검증 기간을 충분히 취할 수 있었다. 그 의미에서는 이것이 컴퓨터로서

의 적당한 스케줄이라고도 말할 수 있다.



●스케줄의 차이에 의해서 제품 비율도 개선



 긴 검증 기간은 제품 비율의 향상에도 기여한다. 첫번째는 단순하게 시간에 의한 제조 프로세스 기술의 성
숙이다. Cell를 제조하는 90nm프로세스는, 현단계에서는 벌써 성숙한 테크놀러지가 되고 있다. SCE가 프로세

스의 베이스를 공유하는 IBM의 90nm SOI 프로세스는 벌써 양산 실적을 거듭하고 있다. 그 때문에, 웨이퍼

상의 결함 밀도도 낮아지고 있을 것으로 비교적 높은 제품 비율을 기대할 수 있다.



 덧붙여서 SCE는 PS3 전용의 Cell에서는 SPE(Synergistic Processor Element)를 1개 디세블로 하는 것으로

큰폭으로 제품 비율을 높이고 있다. 8개의 SPE의 어떤 것이나 1개에 결함이 있어도 그 1개의 SPE를 디세블

로 하는 것만으로 PS3에 탑재할 수 있기 때문이다. Cell의 반도체 본체의 반을 차지하는 SPE는 거의 제품 비

율에 영향을 주지 않게 되는 것으로, 극적으로 제품 비율이 오르게 된다. 보충하자면 남는 7개의 SPE의 하나

는 시스템측에서 사용하고 게임 디벨로퍼는 6개의 SPE를 사용할 수 있다.



 긴 검증 기간은, 위기 경로를 수정하고 퍼포먼스 튜닝을 실시할 여유도 낳는다. 튜닝을 실시하면 제품 믹스

가 고주파수로 시프트 해 스피드가 오른다. 즉, 1매의 웨이퍼로부터 PS3 전용으로 요구되는 3.2GHz 동작을 채

우는 칩을보다 많이 얻게 된다. 스피드가 오르면, 전원 전압을 떨어뜨려도 고주파로 동작할 수 있는 칩이 증가

하고 저소비 전력화의 찬스도 나온다.



 수직 시작을 중시하는 게임기의 경우 웨이퍼는 여유를 가지고 투입해 칩 개수를 상당한 양을 확보하는 것이

일반적이다. 당초 반년에 600만대의 계획을 채우기 위해서 SCE는 벌써 방대한 수의 Cell를 양산하고 있을 것

이다.



 게다가 내년(2007년)에는, 65nm프로세스에의 이행도 기다리고 있다. 실제로 머신에 탑재되는 시기는 모르지만

보다 저소비 전력으로 바뀌는 목표도 서있다고 추측된다. 덧붙여 SCE는 65nm프로세스에서는 Transmeta의 전력

절약 기술「LongRun2」의 라이센스를 받아 LongRun2의 요소 기술의 몇개인가를 사용해 저소비 전력화를 도모할

계획이다. Transmeta의 David R. Ditzel(Co-Founder, Vice-Chairman and CTO)씨는 2주일전에「라이센시(licensee)

1사에 (LongRun2를 이식한다) 작업은 약 6개월이다. 소니와의 작업은 거의 끝났다」라고 말하고 있었다.



●XDR DRAM는 3세대째의 설계로 간신히 출하



 PS3의 예정이 어긋난 것으로 검증에 시간을 들일 수 있었다고 하는 사정은 주변의 칩에 대해서도 같다.

예를 들면, PS3는 완전히 새로운 메모리인「XDR DRAM」를 메인 메모리에 사용한다. XDR DRAM는 Rambus가

개발해 도시바, 엘피다, Samsung Electronics의 3사가 공급한다. XDR DRAM도 완전히 새로운 기술이므로

리스크 요인의 하나였다.



 그러나, 스케줄의 차이 덕분에 DRAM 벤더는, XDR DRAM의 개발을 PS3보다 꽤 전에 끝내게 되었다. 칩 자체

는 완성되고 있는데, PS3 생산까지는 본격 양산을 시작하지 않고 스탠바이 하고 있던 것이다. DRAM 벤더에

따라서는 양산에 들어가지 않은 채 3세대째의 칩 디자인으로 이행해 버린 곳도 있다.



 PS3는 처음엔 512 Mbit품의 XDR DRAM를 채용할 예정이었다. 이 시점에서는, 메모리 공유 아키텍쳐를 생각하

고 있었다고 추정되지만, SCE는 시스템을 재고해 XDR DRAM를 256 Mbit품으로 사양을 변경했다. 그 때문에 DRAM

벤더는 256 Mbit품의 설계를 선행시켜서 진행했다. 그런데 256 Mbit품의 설계가 완료했을 무렵 다시 SCE측의

요구 사양이 512 Mbit품으로 돌아와 버렸다(2004년 11월 무렵). 거기서 DRAM 벤더는 256 Mbit 칩의 생산을

그대로 두고 512 Mbit품의 설계를 행해 양산 체제를 정돈했다. 그런데 1년도 전부터 양산이 가능한 단계에 있

었는데 PS3 자체의 생산이 시작되지 않았기 때문에 지금까지 XDR DRAM는 그대로 잠들고 있었다.



 예를 들면 엘피다는 100nm의 B다이를 2005년부터 샘플로 제작하고 있었지만 올해에 들어오고 나서 90nm의

C다이로 이행하고 있다. 그렇다면, 256 Mbit가 1세대, 512 Mbit가 2세대로 양산되는 XDR DRAM는 3대째의

디자인이 된다. 프로세스가 진행된 것으로 XDR DRAM로 염려되는 제품 비율의 문제도, 원리적으로는 꽤 해소

되었을 것이다.



 선행한 Cell과 XDR DRAM에 비해 스케줄이 늦은 것은 개발이 나중에 시작된 NVIDIA 가 설계한 GPU

「RSX(Reality Synthesizer)」다. 그러나, RSX도 베이스의 아키텍쳐는 실제로는 NV40(GeForce 6800)로부터

계승되고 있는 G70(GeForce 7800 GTX) 계 아키텍쳐다. 큰 재미는 없을지도 모르지만 확실성은 높은 선택이다.

물론, 칩의 물리설계의 단계에서 문제가 있으면 이야기는 별도가 되지만 그러한 이야기도 현재 들려오지 않는다.



 이러한 상황으로부터 보여 오는 것은, PS3의 하드와 소프트의 개발의 언밸런스함이다. BD의 레이저와 같

이 SCE가 컨트롤 나눌 수 없는 요소를 들여다보면 하드의 개개의 컴퍼넌트는 그만한 페이스로 진행되어 왔다.

그런데도, 소프트가 도착해있지 않다. 소프트층의 개발에 더 자원과 조정기간을 마련해야 하는 것인데 그것

이 늦은 것처럼 보인다. 이 근처가, 아직 소프트웨어 플랫폼 회사로서의 경험이 풍부하지 못한 SCE의 약점일 것이다.



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