엔비디아가 차세대 AI 서버용 CPU '로사(Rosa)'에 TSMC의 2나노 계열 공정을 적용하는 방안을 검토하고 있는 것으로 알려졌다. 특히 백사이드 전력 공급(Backside Power Delivery)을 지원하는 A16 공정이 유력 후보로 거론되면서 차세대 AI 프로세서 경쟁이 더욱 치열해질 전망이다.
대만 공상시보(Commercial Times)에 따르면 엔비디아는 로사 CPU 생산을 위해 TSMC의 N2 계열 공정과 A16 공정을 검토하고 있다. A16은 TSMC가 차세대 공정에서 처음 도입하는 백사이드 전력 공급 기술인 '슈퍼 파워 레일(Super Power Rail)'을 적용한 것이 특징이다.
기존 반도체는 신호와 전력 배선을 모두 칩 전면에서 처리한다. 반면 A16은 전면을 신호와 클록 배선에 활용하고, 후면을 전력 공급 전용으로 사용한다. 이를 통해 배선 혼잡도를 줄이고 전력 전달 효율을 높일 수 있다.
TSMC는 A16이 N2P 대비 동일 전력에서 최대 8~10% 높은 성능을 제공하고, 동일 성능 기준으로는 15~20% 전력 절감 효과를 낼 수 있다고 설명했다. 칩 집적도도 약 10% 향상될 것으로 전망된다. 관련 업계는 로사가 A16을 채택할 경우 AI 서버용 CPU 성능을 크게 끌어올릴 수 있을 것으로 보고 있다.
로사는 엔비디아의 차세대 Arm 기반 CPU다. 신규 '리겔(Rigel)' 코어를 적용하며 Arm v9.2 아키텍처를 기반으로 자체 설계된다. 현재 양산 중인 베라(Vera)는 올림푸스(Olympus) 코어를 적용해 그레이스(Grace) 대비 코어당 성능을 크게 향상시켰다. 로사는 여기에서 한 단계 더 나아가 단일 코어 성능을 극대화하는 것이 목표다.
엔비디아는 동일한 실리콘 면적 안에서 더 높은 단일 스레드 성능을 구현할 계획이라고 밝혔다. 메모리와 인터커넥트도 함께 강화될 전망이다.
생산 일정은 2029년이 유력하다. 데이터센터용 로사가 먼저 출시되고, 이후 2030년에는 Feynman GPU와 결합한 PC용 'Rosa Feynman Spark' 플랫폼으로 확대된다.
한편 A16 공정 도입은 반도체 후공정 산업에도 영향을 줄 전망이다. 시장에서는 CMP(화학적 기계 연마) 공정과 캐리어 웨이퍼 수요가 증가하면서 관련 장비와 소재 업체의 수혜도 기대하고 있다. 엔비디아가 차세대 AI 서버 경쟁력을 유지하기 위해 CPU와 GPU뿐 아니라 제조 공정까지 최신 기술을 적극 도입하냐에 따라 희비가 엇갈릴 전망이다.