이 질문 뒤에 면접관이 확인하려는 것은 따로 있습니다.
졸업 프로젝트에서 고성능 파이프라인과 저전력 버전 두 가지를 비교 설계했습니다. 처음에는 성능을 높이면 전력이 자연히 올라간다고만 생각했는데, 실제로는 클록 게이팅과 오퍼랜드 아이솔레이션 적용 범위에 따라 성능을 유지하면서 동적 전력을 낮출 수 있는 여지가 있었습니다. 두 설계를 같은 시나리오로 합성하고 타이밍·전력·면적 세 축 그래프로 시각화하니, 의사결정에 필요한 정보가 한눈에 들어왔습니다. 특정 워크로드에서는 고효율 설계가 처리량도 더 높았는데, 파이프라인 스톨이 줄었기 때문이었습니다.
트레이드오프는 수치로 시각화해야 직관의 오류를 잡을 수 있다는 결을 얻었습니다.
학부 임베디드 시스템 과제에서 저전력 프로세서 코어를 쓰는 설계를 해봤는데, 특정 연산에서 처리가 너무 느려졌습니다. 전력을 줄이기 위해 저성능 모드를 쓰다 보니 사용자 체감 성능이 떨어진 것입니다. 클럭 주파수 단계를 올리면 성능이 오르지만 전력 소비가 늘고, 낮추면 반대 효과가 납니다. 어느 구간에서 클럭을 올리고 내릴지 기준을 만들어야 했습니다. CPU 사용률 70% 이상이면 클럭을 올리는 임계값을 설정했더니 성능과 전력의 균형 지점을 찾을 수 있었습니다.
균형 지점은 한 번에 찾는 것이 아니라 기준을 조정하며 수렴합니다. 이 경험에서 고성능-고효율 균형은 임계값 기준을 데이터로 조정하는 것에서 결정된다는 걸 배웠습니다.
학부 아키텍처 수업 프로젝트에서 L2 캐시 크기를 두 배로 늘렸을 때 성능이 올라가는지 확인했습니다. IPC는 7% 올랐습니다. 그런데 면적 추정값도 같이 계산했더니 코어 면적이 12% 늘었고, 전력 모델 추정에서도 동적 전력이 증가했습니다. 성능·전력·면적(PPA)은 하나를 올리면 다른 것이 영향을 받는 3차원 관계입니다. 어느 제품에 사용되느냐에 따라 어떤 축을 더 중요하게 볼지가 달라집니다.
서버용이라면 전력보다 성능, 모바일이라면 전력과 면적이 우선합니다. PPA 균형은 응용 목적에 따라 달라지기 때문에 어느 축을 우선할지 기준이 먼저 있어야 합니다. 이 경험에서 트레이드오프 분석은 수치만큼 어느 축을 우선하는지 명시하는 것이 중요하다는 걸 배웠습니다.
답변에서 흔히 빠지는 것들 — 빠져 있으면 꼬리질문이 깊어집니다.
이 질문에 이어 삼성전자 반도체 공정설계 면접관이 던질 가능성이 높은 후속 질문.
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