CPU도 GPU의 길을 걷게 되나?
몇 년 전 AMD SP7 루머가 처음 돌았을 때, 우리는 이 플랫폼이 AMD의 차세대 CPU 전력 소비를 1,000W(1kW)를 초과하는 수준으로 끌어올릴 것이라 예상했었다. 따라서 올해 컴퓨텍스(Computex)에서 Auras가 SP7 프로세서를 위한 콜드 플레이트(cold plates)를 개발한다는 소식을 접했을 때 놀라지 않았다. 다만, 이 CPU들의 실제 전력 소비 수치가 빠져있을 뿐이었다. HXL이 확보한 정보에 따르면, 최대 256코어를 갖춘 Zen 6 기반의 코드명 베니스(Venice) 프로세서는 최대 1,400W(1.4kW)의 피크 전력 소비를 기록할 수 있는 것으로 알려졌다.
AMD의 현행 최고 사양 모델인 192개 Zen 5 코어를 탑재한 EPYC 9965의 TDP는 500W(최대 피크 전력 소비는 약 700W)에 그치지만, OCP APAC Summit 발표를 통해 확인된 바에 따르면, AMD의 파트너사 중 하나인 대만 마이크로루프스(Taiwan Microloops Corp., TMC)는 기존 프로세서 대비 훨씬 드라마틱하게 증가한 SP7 CPU의 피크 전력 소비에 대비하고 있는 것으로 보인다. TMC는 SP7 CPU를 위한 맞춤형 냉각 하드웨어를 개발하는 것으로 추정되며, 이는 약 1,400W의 열 부하를 처리할 수 있는 듀얼 루프(dual-loop) 수랭 시스템이다.
대만 마이크로루프스가 공개한 슬라이드에는 최대 1,400W의 전력 수준을 갖는 CPU를 냉각하도록 설계된 AMD SP7 소켓의 열 솔루션이 담겨있다. 이 시스템은 PG25 냉각수를 사용하며 분당 1리터의 유량으로 작동하는 듀얼 루프 액체 냉각 시스템을 보여준다. 구체적으로 프로세서에 부착된 콜드 플레이트, 펌프, 리저버, 플레이트 열 교환기, 그리고 17°C로 설정된 냉각기(chiller)가 포함된다. 열은 콜드 플레이트에서 흡수되어 주 루프를 통해 열 교환기로 전달되고, 이곳에서 냉각기에 연결된 보조 루프로 방열됨으로써, 매우 높은 CPU 전력 수준에서도 안정적인 열 성능을 유지할 수 있도록 설계되었다.
AMD의 96코어급 고성능 CPU에 수랭식 기술이 결합된 구조는 차량 및 산업용 부품과 통합되어 2,000W 다이 직접 냉각(direct die cooling) 솔루션을 구현한다.
TMC가 제시한 두 개의 그래프는 해당 시스템의 효율성과 안정성을 뒷받침한다(다만, 테스트가 실제 베니스 CPU를 사용했는지, 아니면 히터를 사용했는지는 명확하지 않다). 한 그래프는 700W부터 1,400W까지의 부하 범위에서 열 저항이 거의 일정하게(약 0.009°C/W) 유지되는 것을 보여주며, 전력 수준과 관계없이 효과적인 열 제거가 가능하다는 점을 입증한다. 다른 그래프는 유사하게 안정적인 압력 강하(약 0.25 – 0.3 bar)를 기록하여, 최대 부하에서도 냉각수 흐름에 장애가 생기지 않음을 나타내며, 이는 냉각 솔루션이 장기간 사용하기에 적합함을 보여준다. 종합적으로 볼 때, 이러한 결과들은 AMD의 SP7 플랫폼이 열적 또는 유압적 성능 저하 없이 키로와트급 CPU를 신뢰성 있게 지원하도록 설계되었음을 입증한다.
주목할 점은 AMD의 SP7 플랫폼 및 차세대 EPYC 프로세서와 관련된 1,400W 수치가 이들의 기본 TDP(열 설계 전력)를 명확하게 나타내는 지표는 아니라는 것이다. 오히려 이는 기본 TDP보다는 최대 부하 또는 스트레스 조건에서의 피크 전력 소비를 반영할 가능성이 더 높다.
발표에서 흥미로운 점은 대만 마이크로루프스가 60kW에서 800kW에 이르는 냉각 용량을 갖춘 표준 냉각수 분배 장치(CDU)를 준비하고 있다는 것이다. 이는 전체 랙 또는 멀티 랙 액체 냉각 시스템 배포에 적합하다는 의미를 지닌다. 어느 정도 의미하자면, 이는 몰입 냉각(immersion cooling)이 실제로 실현 가능한 옵션이 되기까지는 액체 냉각 분야가 아직 갈 길이 멀다는 것을 보여준다.
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