RISC-V가 뭐길래? Canonical이 주목하는 '열린 CPU 아키텍처'의 모든 것

CPU 아키텍처, 왜 갑자기 화제인 걸까요?

우리가 쓰는 컴퓨터와 스마트폰의 심장인 CPU에는 명령어 집합 아키텍처(ISA, Instruction Set Architecture)라는 게 있어요. 이게 뭐냐면, CPU가 이해할 수 있는 "언어"라고 생각하면 돼요. 사람이 한국어, 영어를 쓰는 것처럼, CPU도 x86이라는 언어를 쓰거나 ARM이라는 언어를 쓰는 거죠. 소프트웨어는 이 CPU의 언어에 맞춰서 만들어져야 하고요.

지금까지 이 시장은 두 강자가 지배해왔어요. 데스크톱과 서버에서는 Intel과 AMD가 쓰는 x86, 스마트폰과 최근 맥에서는 ARM이요. 그런데 여기에 제3의 선택지가 빠르게 성장하고 있는데, 그게 바로 RISC-V(리스크 파이브)예요. 그리고 우분투(Ubuntu) 리눅스 배포판으로 유명한 Canonical이 RISC-V에 본격적으로 투자하고 있다는 소식이 전해졌어요.

RISC-V, 뭐가 다른 건데요?

RISC-V의 가장 큰 특징은 딱 한 단어로 설명할 수 있어요. 오픈(Open). x86 아키텍처를 쓰려면 Intel이나 AMD에 라이선스 비용을 내야 하고, ARM도 ARM Holdings(현재 소프트뱅크 소유)에 라이선스 비용을 내야 해요. 쉽게 비유하면, 집을 짓는데 설계도를 빌려 쓰려면 매번 사용료를 내야 하는 거죠.

반면 RISC-V는 UC 버클리에서 2010년에 시작된 오픈소스 ISA예요. 누구나 무료로 가져다 쓸 수 있고, 자기 목적에 맞게 수정해서 칩을 만들 수 있어요. 리눅스가 운영체제의 세계에서 한 일을 RISC-V가 CPU 아키텍처의 세계에서 하겠다는 거예요.

이 "오픈"이라는 특성이 왜 중요하냐면, 칩을 만들고 싶은 회사가 거대 기업에 종속되지 않아도 되기 때문이에요. 중국의 반도체 기업들이 미국의 수출 규제를 피해 RISC-V에 적극 투자하는 것도 이런 이유고요. 유럽도 디지털 주권 차원에서 RISC-V 기반 프로세서 개발에 힘을 쏟고 있어요.

기술적으로도 RISC-V는 깔끔한 설계가 장점이에요. RISC라는 이름처럼 축소 명령어 집합(Reduced Instruction Set Computer) 철학을 따라서 기본 명령어 세트가 간결해요. 여기에 필요한 기능을 모듈처럼 추가할 수 있는 확장 구조를 갖고 있어서, IoT 센서 같은 초소형 칩부터 서버용 고성능 칩까지 같은 ISA로 커버할 수 있는 유연성이 있어요. x86은 수십 년간 하위 호환성을 유지하느라 명령어가 엄청나게 복잡해진 반면, RISC-V는 백지에서 시작했기 때문에 이런 역사적 짐이 없거든요.

Canonical은 왜 RISC-V에 주목할까요?

Canonical은 우분투를 만드는 회사잖아요. 운영체제 회사가 CPU 아키텍처에 투자하는 건 자연스러운 흐름이에요. 새로운 하드웨어 플랫폼이 떠오르면, 거기서 돌아가는 OS가 필요하니까요.

Canonical의 전략은 명확해요. RISC-V가 본격적으로 시장에 확산되기 전에 우분투를 RISC-V의 기본 운영체제로 자리잡게 하겠다는 거예요. 이미 우분투는 RISC-V 보드(SiFive HiFive, StarFive VisionFive 등)에 대한 공식 지원을 제공하고 있고, Snap 패키지 시스템도 RISC-V를 지원하도록 확장하고 있어요.

이건 ARM이 떠오르던 시절과 비슷한 패턴이에요. ARM 기반 서버가 시장에 나오기 전부터 우분투가 ARM 지원을 준비했고, 결과적으로 AWS Graviton 같은 ARM 서버에서 우분투가 가장 많이 쓰이는 OS 중 하나가 됐거든요. RISC-V에서도 같은 선점 효과를 노리는 거죠.

현재 RISC-V 생태계는 어디까지 왔나요?

솔직히 말하면, RISC-V가 x86이나 ARM을 당장 대체하기는 어려워요. 성능 면에서 아직 격차가 있고, 소프트웨어 생태계도 성숙하지 않았거든요. 하지만 특정 분야에서는 이미 실질적인 성과를 내고 있어요.

임베디드와 IoT 쪽에서는 RISC-V가 빠르게 자리잡고 있어요. 에스프레시프(Espressif)의 ESP32-C3 같은 칩이 대표적인데, Arduino나 IoT 프로젝트에서 많이 쓰이는 저전력 칩이에요. AI 가속기 분야에서도 RISC-V 기반 프로세서가 등장하고 있고요.

고성능 쪽도 움직임이 있어요. SiFive의 P870 같은 고성능 코어가 개발되고 있고, 중국의 알리바바 계열 T-Head에서도 서버급 RISC-V 칩을 내놓고 있어요. 다만 Apple Silicon이나 최신 x86 칩과 성능을 겨루기까지는 아직 갈 길이 멀어요.

한국 개발자에게 주는 시사점

한국은 반도체 강국이잖아요. 삼성과 SK하이닉스가 메모리 반도체에서 세계를 리드하고 있지만, 시스템 반도체(CPU, AP 등) 쪽에서는 아직 ARM 라이선스에 의존하는 부분이 많아요. RISC-V는 이런 구도를 바꿀 수 있는 기회이기도 해요.

개발자 관점에서 당장 할 수 있는 것들이 있어요. RISC-V 개발 보드(VisionFive 2 같은 보드가 10만 원 내외)를 하나 사서 리눅스를 올려보는 것만으로도 새로운 아키텍처에 대한 감을 잡을 수 있어요. 컴파일러나 시스템 프로그래밍에 관심이 있다면, RISC-V의 깔끔한 ISA는 CPU 아키텍처를 공부하기에도 좋은 교재가 돼요. QEMU 에뮬레이터로 하드웨어 없이도 RISC-V 환경을 체험할 수 있으니 부담도 적고요.