에이전틱 AI가 등장하며 CPU의 중요성이 커지는 상황에서 x86·Arm 위주의 서버용 프로세서 시장에 새로운 도전이 시작됐다. 애플과 Arm, 퀄컴을 거친 CPU 설계 전문가 제러드 윌리엄스가 '완전히 새로운 CPU' 개발을 선언했다.

그가 애플·퀄컴에서 함께 한 동업자 두 명과 함께 이달 설립한 스타트업 '누바코어(Nuvacore)'는 거대언어모델(LLM)과 에이전틱 AI에 최적화된 차세대 프로세서 개발을 목표로 했다.

누바코어는 "성능과 전력 효율 간 절충이 아닌, 두 요소를 동시에 극대화하는 '리셋' 수준의 제품 개발"을 선언했다. 이런 새로운 설계 방향이 실제 상용화로 이어질 경우, 반도체 산업의 경쟁 구도 전반에 적지 않은 파장을 미칠 것으로 전망된다.

제러드 윌리엄스, 누비아 거쳐 2021년 퀄컴 합류

제러드 윌리엄스는 1996년 텍사스 인스트루먼트(TI)를 시작으로 1998년부터 2010년까지 Arm에서 근무하며 CPU IP인 코어텍스 A8, 코어텍스 A15 개발을 주도한 시스템반도체(SoC) 설계 전문가다.

애플에서는 아이폰용 A시리즈 SoC에 탑재되는 CPU IP를 개발하는 한편 애플이 자체 설계한 PC용 SoC인 M1 4종 설계에도 관여했다. 이후 Arm과 애플에서 함께 했던 엔지니어와 스타트업 '누비아'(Nuvia)를 차렸다.

PC 분야 역량 강화를 원하던 퀄컴은 CPU 강화를 목적으로 2021년 누비아를 인수했다. 제러드 윌리엄스도 수석부사장으로 퀄컴에 합류해 오라이언(Oryon) CPU 개발을 지휘했다.

오라이언 CPU 상용화... 당초 방향성에서 이탈

오라이언 CPU는 2024년 6월 PC용 칩인 스냅드래곤 X 엘리트 등으르 시작으로 PC와 스마트폰 등에 쓰였다. 제러드 윌리엄스가 목표로 했던 서버용 프로세서 '피닉스'와는 방향성이 크게 달라졌다.

제러드 윌리엄스는 지난 2월 초 자신이 운영하는 링크드인 계정에 "현재 가족과 시간을 보내고 있으며 퀄컴과 여정은 끝났다. 지난 4년간 함께 한 모든 분께 감사한다"고 밝혔다.

이어 "올 1월부터 집의 벽을 칠하고 수리하는 등 편안한 시간을 보내고 있다"고 적기도 했다.

퀄컴 퇴직 후 3개월만에 '누바코어' 설립

제러드 윌리엄스는 퀄컴 퇴직 3개월 만인 이번 달부터 다시 복귀를 선언했다. 애플과 퀄컴 시절을 함께 보낸 동료 두 명과 스타트업 '누바코어'를 차리고 완전히 새로운 CPU를 설계하겠다고 선언한 것이다.

그는 링크드인에 "CPU는 수십년 간 이전 세대를 위해 만들어진 아키텍처를 기반으로 조금씩 발전해 왔다. 그러나 현대 대규모 인프라와 AI가 요구하는 것은 게임의 판도를 바꾸고 있으며 누바코어는 이를 리셋하기 위한 회사"라고 설명했다.

이어 "(Arm과 애플, 퀄컴에서 함께한) 존 브루노, 람 스리니바산과 함께 누바코어를 설립했고 세쿼이아 캐피털의 투자를 받아 최대 성능과 절대적인 효율성을 규모에 맞게 구현하기 위해 처음부터 새롭게 설계된 새로운 클래스의 CPU를 만들고 있다"고 설명했다.

"현대 요구사항에 맞춘 새 CPU 개발" 선언

제러드 윌리엄스가 밝힌 누바코어의 목표는 분명하다. 지금까지 설계된 CPU의 구조를 완전히 벗어나 거대언어모델(LLM)과 에이전틱 AI에 특화된 완전히 새로운 CPU를 만들겠다는 것이다.

누바코어 공식 블로그 역시 "기존 아키텍처가 전력 효율과 성능 사이 균형을 찾는데 어려움을 겪는 반면, 새로 설계할 CPU는 최대 성능과 절대적인 면적 효율성이라는 두 축에 집중할 것"이라고 강조했다.

'기존 아키텍처'에 대한 명확한 설명은 없었지만 정황상 인텔 제온과 AMD 에픽 등 기존 x86 기반 서버용 프로세서를 겨냥한 것으로 보인다.

실제로 인텔은 2023년 기존 16비트 응용프로그램 관련 구조를 완전히 덜어낸 새로운 64비트 명령어 체계인 'x86-S'를 만들겠다고 선언하기도 했다. 그러나 1년 뒤인 2024년 말 이 프로젝트를 폐기하기도 했다.

x86·Arm 중심 CPU 경쟁 구도 깨지나

현재 AI 연산은 GPU와 가속기가 주도하고 있지만, 데이터 처리·스케줄링·시스템 제어 측면에서 CPU의 역할은 여전히 중요하다. 특히 에이전틱 AI가 등장하며 이를 처리할 장치로 CPU가 다시 주목받고 있는 상황이다.

지난 달 Arm 네오버스 CSS 기반 첫 완제품 프로세서인 'AGI CPU'를 공개한 Arm 역시 에이전틱 AI의 중요성을 내세웠다.

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누바코어는 회사 웹사이트 공개와 함께 아키텍처, 회로 설계 등 CPU 설계에 필요한 전 영역에서 인재 채용에 나섰다. 단순히 개념 설계에서 벗어나 실제 칩 개발과 공급까지 염두에 둔 조직 구축을 시작한 것이다.

누바코어가 새로운 CPU 개발과 상용화에 성공할 경우 기존 x86·Arm 중심의 CPU 경쟁 구도에도 변화가 올 수 있다.