어떻게 인텔은 애플의 Ax ARM 애플리케이션 프로세서에게 모바일 칩 사업을 빼앗겼을까?
2005년과 2014년 사이 인텔은 모바일 칩 사업에서 갈팡질팡 하고 있었다. 광대한 모바일 시장에서 경쟁력을 잃고 세계 선도 프로세서 공급자로서의 위치를 잃어가고 있었고, 애플은 최고성능의 주력 애플리케이션 프로세서를 대량으로 팔 수 있었다. 여기서는 어떻게 그런 일이 일어났으며 교훈은 무엇이며, 어떻게 애플이 다시 그런일을 해낼 수 있었는지 알아보고자 한다.
How Intel lost the mobile chip business
아이폰이 발표되고 거의 1년 쯤 지났을 때, 전략적으로 애플은 2007년까지 모바일 애플리케이션 프로세서 기술을 습득하고자 했다. 2005년 인텔과의 파트너쉽을 체결하여 애플의 하드웨어 작업을 단순화하고자 했던 이전 전략과는 반대되는 효율적인 전략이였다.
최초의 아이폰을 개발하면서 애플은 인텔에게 모든 칩개발을 대신케하고 애플 스스로 커스텀 칩 설계를 그만둔 것이 실수였다는 것을 이내 깨닫게 되었다. 2005년 전까지는 비록 기복이 있었지만 애플은 자신만의 칩을 개발할 수 있는 디자인 팀을 유지하고 있었지만 파워피씨에서 인텔로 이주하면서 스티브잡스는 그 팀을 해체했다.
인텔은 새로운 x86 칩을 맥에서 사용하도록 애플에 판매하는 데에는 관심을 보였지만(맥에 사용될 칩셋을 개발하는 것도 포함해서), 애플의 아이폰을 위한 모바일 칩을 만드는 데는 관심이 없었다. 적어도 애플이 지불할 수 있는 가격대도 아니었고 인텔이 애플에게 팔고자 했던 수량에서도 기대에 못미쳤다.
인텔의 전 회장 폴 오델리니는 애플의 아이폰이 대량으로 팔릴 것으로 예측하지 않았기에 애플의 새 아이폰을 위해 새로운 모바일 칩을 개발해도 많은 이익을 얻을 수 없을 것이라고 전망했다고 작년에 밝혔다.
Intel gives up XScale
그 당시 인텔은 ARM 칩 제조사인 XScale을 실제 소유하고 있었는데 2006년 여름 마벨그룹에 XScale을 매각한다고 발표하자 애플의 희망은 사라졌다.
인텔은 애플의 새 아이폰에 대하여 잘못된 예측을 하였는데 이것은 아마도 XScale과의 실망스러운 경험 때문이었을 것이다. XScale은 StrongARM의 새이름 이었는데 1997년 특허분쟁합의로 DEC에서 인텔로 인수되었다.
StrongARM은 새로운 고성능 ARM 프로세서를 만들기 위해 ARM과 DEC과 공동 협업을 하고 있었다. 애플은 뉴튼 모바일 디바이스에 StrongARM 칩을 사용하고 있었는데 인텔이 StrongARM을 인수한 이후에 잡스는 태블릿 제품라인을 단종시켰다.
인텔은 x86 호환이 필요없는 임베디드 나 모바일 디바이스에서의 영향력을 확대시키기 위해 XScale을 이용하기로 계획했다. StrongARM의 현대적인 RISC 구조는 인텔의 i432, i860, i960으로 대표되는 x86 비호환 RISC 프로세서 계열의 개발을 대신하기에 적합했다.
그러나 거의 10년간 XScale에 투자를 했지만, 인텔은 XScale 칩과 그 채택기기(팜 트레오, 컴팩과 델의 포켓피씨, 크리에이티브 젠 MP3)들이 거의 잘 팔리지 않는다는 것을 봐 왔다. 인텔 x86 칩에서의 많은 수익에 비하여, XScale 은 단지 돈먹는 하마였다. 아마도 이러한 이유로 인텔은 개발과 제조에 수백만 달러가 드는 ARM 칩을 겨우 몇백만 개 애플에 팔기위해 30$로 가격을 내리지 않았을 것이다.
아이폰의 잠재력에 대한 인텔의 선견지명 부족은 스티브 워즈니악과 잡스가 설계한 최초의 개인용 컴퓨터를 양산하는데 무관심했던 HP의 경우를 상기시킨다. 워즈니악과 잡스는 결과적으로 컴퓨터를 만들고 최초로 애플을 설립하게 된다. 30년 후-고맙게도 인텔의 무관심으로-아이폰은 결국 애플을 위한 또하나의 새로운 사업을 시작하는데 기여하게 된다. 바로 모바일 애플리케이션 프로세서이다.
Intel begins badmouthing ARM, touting Atom
(인텔은 ARM을 깍아내리고, Atom의 장점을내세우기 시작하다)
인텔이 ARM 사업을 접은지 2년후 2008년에 두명의 인텔간부는 아이폰과 ARM 칩은 인텔이 만든 x86 Atom 모바일 프로세서를 사용하는 그 어떤 기기들과 비교해도 거의 성능이 떨어진다고 논평했다.
그 무렵, 애플의 아이폰은 벌써 혁명적이라고 인정받고 있었고 ARM 칩을 쓰는 기기의 새로운 기수였다. XScale ARM 부문을 매각한 후, 인텔은 자신의 데스크탑 x86 프로세서를 새로이 축소설계한 프로세서(Atom 이라 명명됨)를 사용하여 모바일 장치 시장을 석권하려 계획했다. 처음에는 마이크로소프트의 윈도모바일과 협력하였고, 후에 (애플의 아이패드에 Atom을 탑재하려다 실패한 후) 2011년 모바일 리눅스(인텔의 모블린 배포본을 사용한다)와 구글의 안드로이드와 협력하였다.
이런 환경에서 인텔의 대표들이 2008년 ARM을 깍아내리는 것은 자연스러웠다. 그러나 주요 고객인 애플에 대한 인텔간부들의 조롱하는 말투는 결과적으로 인텔 부사장 Anand Chandrasekher 가 공식적으로 사과를 하게 만들었다. 그는 솔직하게 인텔의 저전력 아톰 프로세서는 휴대폰 사이즈 장치에서 ARM 프로세서 같이 긴 배터리 수명 특성을 보일 수 없다고 인정했으며 애플의 아이폰은 매우 혁신적인 제품으로 새롭고 흥미로운 시장을 창출케 했다고 덧붙여 말했다.
iPad appears without an x86 chip
애플이 최초의 아이패드를 2010년 발표하기 바로 전에, 인텔은 애플이 인텔의 x86 호환 아톰칩을 아이패드에 채택하리라 자신했던 거 같았다. 왜냐하면 현재 아이폰에 사용되고 있는 ARM 애플리케이션 프로세서는 윈도 태블릿과 UMPC에서 사용되고 있는 태블릿 칩과 비교하여 매우 제한된 성능을 가진 듯 했기 때문이다.
심지어 삼성 - 직접적인 ARM 설계면허를 기반으로 애플의 아이폰, 아이폰3G, 아이폰3GS,에 쓰이는 칩을 제조했다 - 도 인텔이 초저전력으로 설계한 x86 셀러론 M 칩을 채택해 삼성의 UMPC 태블릿(아래 사진의 Q1 같은)을 만들고 있었다.
아무도 애플이 휴대폰용 저성능 ARM 칩을 채용해 태블릿을 개발할지 예상하지 못했다. 일부분은 매체와 언론을 통한 인텔의 끊임없는 x86 선전 때문이었고, 일부분은 벌써 4년이 되어가는 매킨토시 컴퓨터에서의 인텔과 애플의 새로운 협력 관계 때문이었다. 애플은 심지어 애플 TV 도 유사한 저전력 펜티엄 M 프로세서를 사용해서 개발했었다.
인텔의 Atom 모바일 x86 칩이 새로운 애플 태블릿의 가장 논리적인 선택이라는 생각은 널리 퍼져 있었고 특히 마이크로소프트의 태블릿 기준 설계를 채택한 윈도 제휴업체와 삼성에게 그러한 기대는 만연했다. 그러나 애플은 아이패드를 위해 새로운 A4 칩을 개발했고 아이폰 4와 재설계된 iOS 기반의 2세대 애플TV에 A4 칩을 당연히 재사용하였다.
5년 후, 여전히 인텔의 Atom 은 애플의 빠르게 진화하는 맞춤형 ARM 칩의 경쟁상대가 되지 못하고 있다. 안드로이드 제조업체에 Atom 칩을 사용하게 하려는 인텔의 필사적인 노력은 결과적으로 과거 2년간 인텔의 모바일 사업부문에서 70억불이상의 손해로 나타났다.
인텔의 최신 수입보고서는 2014년 겨울분기(6백만$ 의 순손해는 인텔이 인텔 모바일 칩을 사용하는 고객에게 손해보고 팔고 있다는 것을 나타낸다.) 경악스러운 11억 1천만 $의 손해를 다시 봤다고 언급했다. 이것은 인텔의 Atom 그룹이 2014년 총 42억 $ 의 누적 손실에 책임이 있다는 것을 나타낸다.
2015년에 인텔은 언젠가는 수익이 날 수 있으리라는 희망에서 제품을 거의 거져주는 구글처럼 모바일 부문에서 얼마나 손해를 봤는지 투자자에게 더 이상 상세히 밝히지 않기로 발표했는데 놀랄만 한 일도 아니었다. 사물인터넷 전략을 강조하기 위해 재편 한 지 1년 도 안돼서, 인텔은 실패의 증거를 소각하기 위해 모바일에서의 손실을 여전히 활활 타고 있는 PC 프로세서의 용광로에 던져 넣으면서 수익보고서를 다시 재작성하고 있는 중이다.
세계에서 가장 뛰어난 프로세서 제조자인 인텔이 지난 5년간 비교적 신흥시장인 모바일 프로세서에서 애플에게 크게 뒤지고 있다는 것은 간단하게 말해서 논쟁의 여지가 없다. 애플이 새 모바일 장치를 위한 칩을 스스로 공급한다는 것이 얼마나 중요한지를 깨달은지 몇년만에 칩 설계 팀을 거의 맨땅에서 처음부터 만들었다는 것은 특히 믿을 수 없는 사실이다.
How Apple got into the mobile chip business
인텔이 아이폰을 위해 칩을 개발하는 것에 별 흥미가 없었기에, 애플은 최초의 아이폰을 위한 애플리케이션 프로세서를 삼성으로부터 공급받았다. 삼성은 이미 아이팟에서 사용되는 단순한 ARM 칩을 수백만개 생산하는 애플의 주요 부품 공급자였다. 그러나 칩 설계 전문기술을 인텔에 맡기려는 애플의 2005년 전략은 모바일 장치에 더 좋은 성능의 ARM 칩을 채용하려는 욕구와 상충되었다.
자체 칩 설계 전문가가 없는 애플은 삼성과 협업하는데 어려움을 겪었고, 아이폰에 쓰인 H1 프로세서는 비록 애플이 삼성한테 만들어 달라고 한 바로 그것이었지만 애플이 원하는 칩은 아닌 것이 되었다. 달리 말하면 대개가 애플의 잘못이었지 삼성의 잘못은 아니었다고 John C Randolph 는 말했다.
비교적 일반적으로 말하면, 최초 아이폰에 사용된 삼성 제조의 API0098칩(ARMv6 인스트럭션 셋을 사용하는 ARM11 CPU로, 90nm 공정으로 제조되었다)은 최초 아이팟에 사용된 ARM7TDMI(ARMv4) (노키아 휴대폰과 닌텐도 겜보이 어드벤스에 사용되었다) 프로세서들 보다 훨씬 고성능이었다. 당연히 ARM7TDMI(ARMv4) 프로세서들은 1990년대 부터 뉴튼 메시지 패드에 사용된 최초 ARM6(ARMv3) 과 StrongARM (ARMv4) 칩들보다 훨씬 고성능 이었다.
그러나 2007년 까지 맥에 사용된 인텔의 코어 프로세서 버금가는 성능을 가진 ARM 칩은 어디에도 없었다. 애플이 완전히 새로운 멀티터치 유저 인터페이스를 가진 최초의 아이폰에 사용된 저성능 ARM 칩에서 대개의 핵심적인 OSX 맥 환경이 구동되게 효율적으로 포팅할 수 있었던 것은 놀라운 기술적인 성취였다.
심지어 애플이 아이폰을 처음 시연한 이후에도, 고위 간부급, 전문가, 토론 게시판에서는 애플이 실질적으로 맥의 완전한 유닉스 환경을 모바일 장치에서 구동되게 한 것에 대해 믿지 못하겠다고 표현했다. 그 당시에는 그러한 일이 불가능하리라 여겨졌었다.
다른 ARM 장치들은 노키아의 심비안, 팜OS, 또는 마이크로소프트의 윈도CE(단지 데스크탑 윈도 PC와 이름만 닮았다) 같은 더 단순한 운영체제 환경만 구동시킬 수 있었다.
이제 애플이 할 수 있다는 것을 보여주었기 때문에, 애플이 한 작업을 베끼려는 피할 수 없는 경쟁이 벌어졌다. 마이크로소프트는 비효율적으로 윈도CE를 보강하려고 노력했다; 노키아는 심비안을 개선하거나 리눅스로 교체하려고 시도했다; 구글은 덜 야심적인 자바가상머신 프로젝트를 안드로이드라 하고 iOS 복제 브랜드로 재조정하였다. ; 그리고 팜과 블랙베리는 현시대에 맞는 진짜 모바일 운영체제 시스템을 개발하기 시작했다.
그렇게 많은 발빠른 모방자들(그들 모두는 2007년의 애플보다 더 많은 자본과 더 많이 결속되어 있었다)이 있었기에, 그 무리들 보다 앞서기 위해 애플에게 더 빠른 OS 개발 주기뿐만 아니라 하드웨어 향상가속화가 필요했을 것이라는 것은 지금 생각하면 자명해 보인다.
2009년 까지, 팜 웹OS와 안드로이드는 iOS에게 잠재적인 위협으로 드러났다. 1년 후 마이크로소프트와 노키아는 윈도폰을 발표했고, QNX를 기반으로 한 블랙베리 태블릿 OS 소개가 2011년 뒤따랐다.
Apple builds a chip design team
애플의 잡스는 경쟁자보다 앞서 나가기 위해서는 삼성과의 협업으로 가능한 신기술을 빨리 채택해 아이폰에 최적화된 모바일 프로세서를 공급해야 한다고 보고 내부 칩 설계 팀을 재건하고 ARM 과 이미지네이션 테크놀러지와 구조 라이센스 합의가 필요하다고 재빨리 깨달았다.
모순되게도, 15년 전에도 애플은 ARM(영국 컴퓨터 메이커 아크론과의 합작으로)을 공동설립해서 1994년대의 개인정보장치인 뉴튼 메시지 패드 태블릿(아래 사진)에 사용될 새롭고, 모바일에 최적화된 구조를 가진 칩 개발에 박차를 가했던 적이 있었다. 뉴튼은 대단히 성공적인 제품은 아니었지만 공개 라이센스된 ARM 프로세서는 순항했으며(고맙게도 대부분 노키아가 채택했다), 결과적으로 전체 모바일 산업을 차지했다.
1990년대 말에, 잡스는 뉴튼을 단종시켰을 뿐만아니라 ARM에 대한 애플의 지분을 청산했는데 그 이유는 회사가 충분한 이익으로 전환될 때 까지 회사를 유지할 만한 현금을 확보하기 위해서였다. ARM 지분 청산의 주요 동기는 아이포드 였는데 삼성에서 생산한 ARM 프로세서를 사용하고 있었다. 삼성이 ARM 프로세서를 만들고 있어서 아이폰용의 더 고성능 애플리케이션 프로세서 공급원으로 자연스럽게 파트너로 지정되었다.
애플인사이더는 독점적으로 최초 아이폰이 발표된 후 1년 이내에 애플의 비밀라이선스 합의를 보도 했고 PA Semi 와 Intrinsity를 포함한 팹리스 칩 디자인 회사 인수를 대서특필 했다.
Apple's custom Ax series Application Procssors
이러한 투자는 2010년 소개된 A4칩으로 결실을 맺게 되었다. 클럭 스피드와 RAM 데이터 버스 향상에 주안점을 둔 45나노 공정의 A4 칩은 아이패드의 향상된 화면해상도를 가능하게 했다. 반면에 많은 언론매체는 새로운 아이패드를 단지 큰 아이팟 터치라며 무시했지만 아무도 그것을 따라 만들수 없었다.
심지어 삼성은, 자신들의 A4 칩(S5PC110, 후에 엑시노스 3로 개명된다)을 가지고 있었지만, 11개월 후에 시장에 갤럭시 탭을 내놓는데도 상당히 애를 먹는다. 갤럭시 탭은 비용을 줄이기 위해 더 작은 화면을 가지고 있었다. 그 다음해, 모토로라는 A4와 비교할 수 있는 텍사스 인스트루먼트의 OMAP 3 칩을 사용해 Xoom 태블릿을 구동시켰지만, 판매를 위해 준비 조차 할 수 없었다.
한편 애플은 아이폰 4와 애플티비에 A4를 사용했을 뿐만아니라 다음해에 A4의 두배 CPU 성능과 8배의 GPU 성능을 가진 듀얼코어 A5를 채택한 아이패드 2를 출하할 준비를 마쳤다. A5는 아이폰 4S에 사용되었고 2012년 3월 레티나 화면을 가진 뉴아이패드를 구동하는 A5X가 뒤따랐다.
다음해 9월, 애플은 전체적으로 특화된 Swift 코어와 32나노 공정으로 제조된 A6을 채용한 아이폰 5를 출하했다. 한달 뒤에는 아이패드 4에 채택된 A6X를 출시했다.
애플의 빠른 애플리케이션 프로세서 향상은 인텔의 x86 아톰칩보다 앞서갔을 뿐만 아니라 다른 경쟁 ARM 칩 제조자보다 경쟁력을 갖게 했다. 사실, A6 의 출시로, 텍사스 인스트루먼트- 아마존 킨들 파이어, 팜프레, 림 블랙베리 플레이북, 모도로라의 엑시보드 태블릿, 모토엑티브 음악재생기, 노키아 N9, 구글 넥서스Q 와 갤럭시 넥서스를 포함한 주요 ARM 칩 제조자 - 는 소비자 시장을 포기했다. 주요 이유는 애플과 경쟁할 수 있는 새 OMAP 칩 개발 비용을 조달할 수 없었기 때문이다.
애플은 텍사스인스트루먼트, AMD, IBM, 프리스케일등의 다른 경쟁 칩제조사로부터 칩 디자인 경력자를 채용했다. 한편으로는 Anobit 과 passif 반도체 사를 인수 했다.
애플은 단지 놀랍고 경쟁력있는 칩 디자인 회사로 머물지 않았다. 2010년 첫 맞춤형 A4 칩을 선보인지 3년 만인 2013년 애플은 최초의 64 비트 ARMv8 기반의 완전히 새로운 사이클론 코어 디자인과 28나노 공정으로 A7을 실제 생산했는데 이것은 다른 애플리케이션 프로세서 산업계 전체를 뛰어넘는 것이었다.
올해, 애플은 20나노 공정으로 A8과 A8X에서 64비트 사이클론 구조를 더 정교하게 했다. 애플에 근접한 경쟁자 - 삼성,퀄컴과 엔비디아 - 들은 여전히 휴대폰에 사용하기 적합한 64 비트 ARM 칩을 생산하지 못하고 있다. 엔비디아는 휴대폰부문을 완전히 포기했고 올해 말 삼성과 퀄컴이 그들의 최초 64비트 칩을 출하할 때도 여전히 ARM에서 설계한 범용 코어를 이용할 것이다.
스스로 애플리케이션 프로세서를 설계하는 것은 애플에게 엄청난 수직적 잇점을 가져다 주었고, 경쟁자들이 손쉽게 따라잡지 못하게 하고 배타적인 이익을 취함으로써 투자와 엄청난 경제규모로 확대 재생되고 있다.
애플의 하드웨어와 소프트웨어 기술의 통합은 iOS 장치의 경쟁력을 유지시킬 뿐 아니라 다른 기기 제조사의 칩 요청에 대한 대안적인 공급을 없애 버렸다. 인텔은 제조업체들에게 인텔칩을 사용하라고 요청하면서 매년 수십억불의 손실을 입는 처지로 내몰렸다. 다른 대부분의 칩 제조사는 그렇게 할 여력이 없었고, 심지어 인텔조차 올해 아톰 칩에 유사한 규모로 보조금을 지급할 수 없으리라 말했다.
애플의 Ax 디자인 유지에 필요한 무지막지한 투자비용은 효과적으로 애플에게 최상위 프리미엄 시장을 차지하는 데 요구되는 고급스러운 이미지를 주었으며, 이것은 수직적으로 통합된 자체 칩 공급 능력 때문이었다. 그리고 점증적으로, 애플의 이익은 TSMC, 삼성/글로벌파운더리 같은 최신, 최대 칩공정 제조업체들의 유한한 칩 제조 생산량을 모두 사버릴 수 있게 했다.
구글과 마이크로소프트는 애플의 최신 아이패드와 비슷한 가격에서 경쟁할 수 있는 안드로이드 또는 윈도 태블릿을 조립 할 수 있는 한계치에 벌써 도달했다.
한편 애플리케이션 프로세서에서의 믿을 수 없는 성공으로 다음에는 자신의 특화된 ARM 칩들로 맥에서 인텔의 x86 칩을 교체하리라는 예견이 널리 퍼지고 있는데, 거기에는 중대한 장애물이 있고 애플의 칩 디자인 팀에게는 일련의 더 가치있는 기회들도 있을 것이다. 다음 기사에서 언급해 보기로 하겠다.