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['타우 법칙' 발표하는 허팅보 화웨이 반도체사업부 총재 (사진=연합)]

'타우 법칙'(the Tau Scaling Law)을 내세우며 세계 반도체 업계 공략에 나선 중국 화웨이가 자사 반도체의 주요 문제점으로 지목돼온 과열 우려에 정면 대응하는 논문을 발표했습니다. 



7일 홍콩 사우스차이나모닝포스트(SCMP)에 따르면 화웨이 반도체사업부 허팅보 총재는 지난 4일 중국과학원 과학기술논문 예비 발표 플랫폼(ChinaXiv)에 게재한 논문에서 논리회로를 수직으로 쌓으면 극복 불가능한 열 병목현상이 발생할 것이라는 회의론을 반박했ㅅ브니다. 

허 총재는 논문에서 열 문제가 타우 법칙의 가장 큰 우려 사항이지만, 화웨이가 새로운 기린(Kirin) 칩을 자체 측정한 결과는 "반대 의견을 완전히 뒤집었다"고 주장했습니다. 

타우 법칙이 적용된 화웨이의 '기린 2026' 칩이 앞선 모델보다 트랜지스터 밀도를 55% 높였고, 일부 주요 작업에서 전력 소비를 최대 66%까지 줄였다는 것입니다. 

타우 법칙은 화웨이가 올해 5월 '무어의 법칙'을 대체하겠다며 제시한 반도체 성능 향상 이론입니다. 



인텔 창업자 고든 무어의 이름을 딴 무어의 법칙은 반도체에 집적되는 트랜지스터 수가 약 2년마다 2배로 늘어나 성능도 2배가 된다는 내용입니다. 

60년 가까이 정설로 여겨졌지만, 이제는 나노 단위로 작아진 칩 속에서 트랜지스터 밀도를 계속해서 높이는 것이 어려워졌다는 한계론도 나오고 있습니다. 

이를 해결하기 위해 화웨이가 제시한 타우 법칙은 물리학의 시간상수 '타우'(τ)를 앞머리에 붙였습니다. 

핵심은 신호 전달 과정에서의 저항성과 전기용량성 부하를 줄여 트랜지스터 밀도를 높이는 이른바 '로직 폴딩'(logic folding) 기술 등으로 반도체 성능을 높일 수 있다는 것입니다. 

평면 위에 회로를 펼치는 것이 아니라 기판을 마치 종이접기 하듯이 수직으로 쌓아 신호 이동 거리를 단축하는 설계 방식입니다. 

타우 법칙은 중국이 처음으로 세계 반도체 업계에 제시한 법칙으로 주목받았지만, 발열에 취약하고 안정적인 수율을 확보하기도 어려울 것이라는 지적이 끊이지 않았습니다. 

하지만 허 총재는 새 논문에서 화웨이의 새 칩이 밀도를 높이는 동시에 전력 소비를 줄여 기능적 제약과 최고 성능 사이를 유연하게 오갈 수 있게 했다고 설명했습니다. 

활성 칩을 수직으로 쌓은 설계 덕분에 데이터 신호가 이동해야 하는 물리적 거리가 대폭 단축됐고, 스마트폰 칩의 열 예산(thermal budget)을 주로 차지하는 신경망처리장치(NPU)와 그래픽처리장치(GPU), 중앙처리장치(CPU), 디지털신호처리장치(DSP) 전반에 걸친 에너지 낭비를 줄일 수 있다고도 강조했습니다. 

이번 논문은 화웨이가 타우 법칙을 공개한 후 발표한 세 번째 논문입니다.