FPGA가 제공하는 기능과 ASIC의 비용 특성 모두 갖춰
이전 세대 제품과 비교해 저녁 소비 50% ↓, 컴퓨터 성능 2배 ↑

▲ 징크 RFSoC DEF의 모습. (사진 : 자일링스)

[헬로티 = 김동원 기자] “징크(Zynq) RFSoC DEF는 이전 세대 제품과 비교해 전력 소비를 50% 절감하고, 컴퓨팅 성능은 2배 높여준다. 무선을 위한 칩인 이 솔루션에 대해 진정한 혁신이라고 말하고 싶다.”

가일즈 가르시아(Gilles Garcia) 자일링스 유선 및 무선 그룹, 비즈니스 수석 디렉터의 말이다. 그는 11월 3일, 기자간담회를 열고 새롭게 출시한 징크 RFSoC DEF를 소개했다.

하드와이어드된 디지털 프론트엔드(DFE: Digital Front-End) 블록과 적응형 로직을 통합한 이 솔루션은 프로그래머블 및 적응형 SoC의 시장 출시 시간 단축과 유연성 및 확장성의 이점, 하드와이어드된 블록을 이용하는 ASIC의 비용 경제성 간의 최적의 기술 균형을 제공한다.

▲ 가일즈 가르시아(Gilles Garcia) 자일링스 비즈니스 수석 디렉터는 기자간담회를 열고 새롭게 출시한 징크 RFSoC DEF를 소개했다. (사진 : 자일링스)

비즈니스와 경쟁 구도 달라진 5G 시장…ASIC으론 어려워

5G의 상용화는 기존 ASIC의 한계를 가져왔다. 5G 무선은 대규모 구축을 위해 대역폭, 전력, 비용 문제를 해결해야 한다. 또한, eMBB(enhanced Mobile Broadband), mMTC(massive Machine Type Communication), URLLC(Ultra-Reliable Low-Latency Communication) 등 3가지 핵심 5G 적용사례에 적응할 수 있는 솔루션이 필요하다. 이러한 솔루션은 오픈랜(O-RAN: OpenRAN)과 같이 진화하는 5G 표준은 물론, 새로운 혁신적인 5G 비즈니스 모델에 따라 확장이 가능해야 한다.

이 점에서 고정형 하드웨어 솔루션인 ASIC은 한계가 분명했다. 다양한 무선 구성을 지원하는 데 어려움이 따랐기 때문이다.

가일즈 가르시아 수석 데릭터는 “4G는 경직된 회계적인 시장이었다. 4G의 경우 케이스도 모바일 데이터 쪽 하나만 있다고 봐도 무방했다”며 “하지만 5G는 새로운 케이스가 등장하고, 비즈니스와 경쟁 구도도 달라졌다. 케이블 업체와 위성 업체까지도 통신 산업을 진행할 수 있고, 사설망도 생겨나고 있다. 획일적인 시장에서 탈피해 새로운 시장에서 새로운 경쟁 구도가 만들어지고 있다. 시장이 분절되다 보니 다수의 무선 구성 등을 지원해야 하는데 ASIC의 경우 여러 다양한 무선 구성 등을 지원하기 어렵다”고 설명했다.

또한, 그는 “4G 대비 5G를 위한 ASIC NRE 비용은 3배 가까이 증가했다. 또, ASIC의 2년 이상의 긴 개발주기로는 지속적인 업그레이드에 대응하기 어렵다”고 덧붙였다

▲ 5G는 4G보다 훨씬 복잡한 시장을 갖추고 있다. (사진 : 자일링스)

DEF 블록과 적용형 로직 통합…성능과 비용 효율성 높여

자일링스는 5G의 저중대역 및 고대역 스펙트럼 전반에 걸쳐 다양한 적용사례를 위한 고성능, 저전력의 비용 효율적인 5G NR 무선 솔루션을 구현할 수 있도록 DEF 블록과 적용형 로직을 통합한 징크 RFSoC DEF를 출시했다.

징크 RFSoC DFE는 이전 세대 제품에서 프로그래머블 로직을 이용해 소프트 IP로 구현됐던 디지털 프론트 엔드 블록을 하드와이어드 형태로 통합했다. 그 결과 ASIC에 필적할만한 성능과 전력 소비, 비용상의 이점을 실현했다. 특유의 장점인 프로그래머블 로직 블록의 유연성을 통해 진화하는 새로운 표준과 새로운 비즈니스 모델에 대한 지원도 가능해졌다.

가일즈 가르시아 수석 디렉터는 징크 RFSoC DFE에 대해 ‘진정한 혁신’이라고 표현했다. 그만큼, 전력 최적화와 성능 개선을 이뤘기 때문이다.

실제로 징크 RFSoC DFE는 이전 세대 제품에 비해 와트당 2배의 성능을 제공하며, 소형 셀에서 mMIMO(Massive MIMO) 매크로셀까지 확장이 가능하다. 이 솔루션은 모든 FR1 대역에서 주파수 병합기술인 CA(Carrier Aggregation)와 주파수 공유기술인 CS(Carrier Sharing)를 비롯해 다중모드, 다중대역 400MHz 순시 대역폭을 제공하고, 최대 7.125GHz의 새로운 대역까지 지원할 수 있다.

또한 징크 RFSoC DFE를 밀리미터파 중간 주파수(IF: Intermediate Frequency) 트랜시버로 사용할 경우, 최대 1,600MHz의 순시 대역폭을 제공할 수 있다. 징크 RFSoC DFE는 고객이 하드 IP 블록을 우회하거나 커스터마이제이션할 수 있도록 설계됐다. 예를 들어, 고객이 기존 및 새로운 GaN 전력 증폭기를 지원하는 자일링스의 현장에서 검증된 DPD(Digital Pre-Distortion)를 활용하거나 고유의 자체 DPD IP를 삽입할 수도 있다.

▲ 징크 RFSoC DEF는 뛰어난 컴퓨터 성능과 낮은 전력 소모를 자랑한다. (사진 : 자일링스)

설계 유연성 및 커스터마이제이션 기능과 비용 효율성 갖춰

가일즈 가르시아 수석 디렉터는 “4G는 당분간 5G와 공유할 것”이라며 “징크 RFSoC DFE는 LTE 및 5G를 단일 무선으로 지원할 수 있으며, 유일하게 오픈랜과 D-RAN(Disaggregated RAN)을 지원하기 때문에 무선 장치와 분산 장치 간의 배이스밴드 프로세싱을 유연하게 분할할 수 있다”고 설명했다.

디미트리스 마브라키스(Dimitris Mavrakis) ABI 리서치(ABI Research)의 5G 수석 연구 이사는 “5G의 상용 구축 및 새로운 적용사례가 계속 진화함에 따라 공급망에서는 시스템 벤더들이 비용 효율적이면서도 적응성이 뛰어난 미래지향적 장비를 개발할 수 있도록 유연한 컴포넌트를 공급하는 것이 중요하다. 특히 오픈랜은 상당히 높은 수준의 이러한 요건을 필요로 하며, 유연한 설계가 성공에 있어 가장 중요하다”며, “하드와이어드된 블록과 적응형 로직을 균형 있게 결합한 징크 RFSoC DFE는 FPGA에서 제공되는 설계 유연성 및 커스터마이제이션 기능과 함께 일반적으로 ASIC이 갖추고 있는 비용 특성을 모두 제공하는 독보적인 제품이다”고 밝혔다.

▲ 징크 RFSoC DEF는 mMIMO 매크로 셀에서 소형 셀까지 확장할 수 있다. (사진 : 자일링스)