RISC-V 완전정복 (오픈 아키텍처, 빅테크 전환, 한국 자립화)

처음 RISC-V라는 단어를 들었을 때 그냥 또 다른 칩 규격 이름이겠거니 했습니다. 그런데 파고들수록 이게 단순한 기술 트렌드가 아니라, 수십 년간 굳어온 반도체 설계 판 자체를 뒤집는 이야기라는 걸 알게 됐습니다. ARM 로열티 없이 칩을 직접 설계한다는 게 현실이 되는 시대, 그 한가운데 RISC-V가 있습니다.

오픈 아키텍처가 뭔지, 처음엔 저도 몰랐습니다

제가 처음 RISC-V를 찾아보기 시작한 건 국내 팹리스 스타트업 뉴스를 보고 나서였습니다. 창업 건수가 1년 만에 40% 늘었다는 수치를 보고, 도대체 무슨 바람이 불었길래 이렇게들 뛰어드나 싶었거든요. 그때 처음 제대로 들여다본 단어가 바로 '오픈 아키텍처'였습니다.

여기서 아키텍처(Architecture)란, 프로세서가 소프트웨어의 명령을 받아 처리하는 방식을 정의하는 설계 규격을 의미합니다. 쉽게 말해 사람으로 치면 '언어 체계' 같은 겁니다. 한국어로 말해야 알아듣는 사람에게 영어로 말하면 통하지 않듯, 칩도 자기가 이해하는 명령어 체계가 있어야 작동합니다.

그동안 모바일 시장은 영국 ARM사가 만든 명령어 세트 아키텍처(ISA)가 사실상 독점해 왔습니다. ISA란 Instruction Set Architecture의 약자로, 프로세서가 실행할 수 있는 명령어의 종류와 구조를 규정하는 표준 규격입니다. 스마트폰 AP(애플리케이션 프로세서)의 절대다수가 이 ARM ISA 위에서 돌아갑니다. 문제는 이 설계를 쓰려면 칩을 만들 때마다, 그리고 칩이 팔릴 때마다 ARM에 라이선스 비용과 로열티를 내야 한다는 점입니다. 빅테크 입장에서는 매년 수천억 원이 ARM으로 빠져나가는 구조입니다.

RISC-V는 2010년 미국 UC버클리가 개발해 오픈소스로 공개한 ISA입니다. 리눅스(Linux)처럼 누구나 무료로 가져다 쓸 수 있고, 기업이 원하는 방향으로 자유롭게 수정할 수 있습니다. 직접 관련 스펙 문서를 읽어본 적이 있는데, 설계 철학 자체가 "불필요한 걸 다 덜어내고 꼭 필요한 것만 남기자"는 방향이라 생각보다 훨씬 간결했습니다. 처음엔 이렇게 단순한 게 ARM을 위협할 수 있나 의심했는데, 그 단순함이 오히려 커스터마이징(customizing)의 무한한 자유도로 이어진다는 걸 나중에야 이해했습니다. 커스터마이징이란 기본 설계 위에 기업 고유의 기능을 추가하거나 구조를 변경하는 것을 말합니다.

• ARM ISA: 유료 라이선스, 구조 변경 제한, 지정학적 리스크 존재
• RISC-V ISA: 무료 오픈소스, 완전한 커스터마이징 자유, 특정 국가 규제 영향 최소화
• UC버클리 개발, 2010년 공개 — 출처: RISC-V International

요약: RISC-V는 누구나 무료로 쓰고 마음대로 고칠 수 있는 오픈 ISA로, 수십 년 ARM 독점 체제에 처음으로 실질적인 균열을 내고 있습니다.

빅테크가 망설임 없이 전환하는 이유, 직접 따라가 봤습니다

처음엔 "그래도 ARM 생태계가 워낙 탄탄한데, 빅테크들이 진짜 갈아탈까?" 하는 의구심이 있었습니다. 그런데 실제로 전환 사례들을 하나씩 들여다보니 생각이 바뀌었습니다. 이미 망설임의 단계는 지났더군요.

구글은 자사 기기의 보안 칩인 Titan 칩에 RISC-V 코어를 탑재했습니다. 처음엔 IoT나 보안 칩처럼 리스크가 낮은 비핵심 영역부터 조용히 시작하는 겁니다. 팹리스(Fabless) 업계에서는 이를 1단계 전환이라 부르는데, 팹리스란 반도체 생산 설비 없이 설계만 전문으로 하는 기업을 의미합니다. 설계만 해서 생산은 외부 파운드리에 맡기는 구조입니다.

알리바바와 바이두는 이미 AI 가속기에 RISC-V 기반 커스텀 코어를 넣어 양산까지 진행 중입니다. AI 가속기(AI Accelerator)란 인공지능 연산, 특히 대규모 행렬 계산을 일반 CPU보다 훨씬 빠르게 처리하도록 특화된 칩입니다. AI 시대로 넘어오면서 이 가속기의 수요가 폭발적으로 늘었는데, ARM 설계로는 기업이 원하는 방향으로 구조를 뜯어고치기 어렵습니다. RISC-V는 그 제약이 없으니, AI 연산에 최적화된 코어를 원하는 대로 붙일 수 있는 겁니다.

제 경험상 이 지점이 가장 결정적입니다. 비용 절감도 중요하지만, AI 칩 설계에서 커스터마이징 자유도가 제한된다는 건 경쟁력 자체를 손에서 놓는 것과 같습니다. 미중 갈등으로 미국의 기술 수출 규제가 강해지는 상황에서 ARM처럼 특정 기업에 의존하는 구조는 지정학적 리스크가 크다는 것도 빠르게 전환하는 배경 중 하나입니다. RISC-V는 어느 한 국가의 규제로부터 상대적으로 자유롭기 때문에, 공급망 자립화를 원하는 기업들에게 현실적인 대안이 됩니다(출처: Reuters).

요약: 빅테크의 RISC-V 전환은 비용 절감, AI 칩 커스터마이징 자유도, 지정학적 리스크 관리라는 세 가지 실질적인 이유가 맞물린 결과입니다.

 

한국 반도체 자립화, 숫자가 보여주는 현실

이 흐름을 한국이 놓치지 않으려는 움직임도 생각보다 빠르게 진행되고 있습니다. 솔직히 처음엔 "또 정부 예산 발표 아니야?" 하고 반쯤 흘려들었는데, 실제 로드맵을 들여다보니 이번엔 좀 다른 느낌이었습니다.

ETRI(한국전자통신연구원)는 국산 RISC-V 코어인 'K-RISC' 개발에 본격 착수했고, 정부 예산 약 2,000억 원이 투입될 예정입니다. 여기서 ETRI는 정부출연연구기관으로, ICT 분야 핵심 기반 기술을 연구하는 국내 최대 규모의 공공 연구소입니다. 삼성전자도 파운드리(Foundry) 생태계를 통해 글로벌 고객사들이 RISC-V 기반 칩을 원활하게 주문하고 생산할 수 있도록 인프라를 확대 중입니다. 파운드리란 다른 기업이 설계한 반도체를 대신 생산해 주는 위탁생산 전문 사업을 말합니다.

삼성과 ETRI는 공동으로 서버용 CPU 자체 IP 포트폴리오 개발을 진행 중이며, 2027년 양산을 목표로 로드맵을 공개한 상태입니다. 물론 RISC-V가 모든 걸 한 번에 대체할 수는 없습니다. 고성능 스마트폰 AP나 윈도우·맥OS 호환 PC 칩처럼 기존 소프트웨어 생태계가 촘촘히 얽혀 있는 영역은 단기간에 뒤집기 어렵습니다. 레거시 임베디드 시스템도 처음부터 재설계해야 하는 비용이 만만치 않아 전환 효율이 떨어집니다. 이 부분은 냉정하게 보는 게 맞다고 생각합니다.

하지만 AI 엣지칩과 IoT, 서버 영역에서 RISC-V의 침투율이 빠르게 올라가는 건 이미 숫자로 증명되고 있습니다. 국내 팹리스 스타트업의 RISC-V 기반 창업이 전년 대비 40% 증가했다는 수치는, 시장 참여자들이 이 방향에 베팅하고 있다는 가장 솔직한 신호입니다.

요약: ETRI의 K-RISC 개발과 삼성의 파운드리 인프라 확대는 한국이 RISC-V 자립화를 단순한 선언이 아니라 구체적인 로드맵으로 실행 중임을 보여줍니다.

 

자주 묻는 질문

Q. RISC-V가 ARM을 완전히 대체하게 되는 건가요?

A. 단기간에 완전 대체는 어렵습니다. 고성능 스마트폰 AP나 기존 PC 운영체제 호환 칩처럼 소프트웨어 생태계가 깊이 얽혀 있는 영역은 전환에 시간이 걸립니다. 다만 AI 가속기, IoT, 서버용 칩에서는 이미 RISC-V가 빠르게 자리를 잡아가고 있어, 영역별 공존과 점진적 확장이 현실적인 방향으로 보입니다.

 

Q. RISC-V를 개인이 직접 공부하거나 실습할 수 있나요?

A. 네, 생각보다 진입 장벽이 낮습니다. RISC-V International 공식 홈페이지에 회원 가입하면 최신 ISA 스펙 문서를 무료로 받을 수 있고, GCC나 LLVM 같은 오픈소스 툴체인으로 별도 비용 없이 개발 환경을 구축할 수 있습니다. SiFive나 StarFive에서 출시한 실습용 개발 보드를 5~15만 원대에 구입해 직접 칩 구동 원리를 테스트해볼 수도 있습니다.

 

Q. 한국 기업들이 RISC-V로 실제로 뭔가 만들고 있나요?

A. 맞습니다. ETRI가 국산 코어인 K-RISC 개발을 진행 중이고, 삼성전자는 파운드리 인프라를 통해 고객사들의 RISC-V 칩 생산을 지원하는 방향으로 움직이고 있습니다. 국내 팹리스 스타트업의 RISC-V 기반 AI 엣지칩 설계사도 전년 대비 40% 증가했을 만큼, 산업 현장에서 이미 실질적인 움직임이 진행 중입니다.

 

Q. RISC-V가 중국 기업들에게 특히 유리한 이유가 있나요?

A. 미중 반도체 갈등이 심화되면서 ARM처럼 미국 기업에 의존하는 구조는 수출 규제에 취약합니다. RISC-V는 어느 특정 국가의 통제를 받지 않는 오픈 표준이라 규제 리스크를 피할 수 있어, 알리바바와 바이두 같은 중국 빅테크가 AI 가속기에 RISC-V를 적극 도입한 배경이 됩니다. 다만 이 구도는 한국을 포함한 다른 국가들에게도 공급망 자립화의 기회가 됩니다.

 

결론

RISC-V가 ARM을 당장 무너뜨릴 거라고 보는 시각도 있지만, 제 경험상 이건 속도의 문제이지 방향의 문제는 아닙니다. AI 칩, IoT, 서버 영역에서 오픈 아키텍처로의 전환은 이미 거스르기 어려운 흐름이 됐고, 여기에 베팅하는 기업과 개발자들이 매년 기하급수적으로 늘고 있습니다.

지금 당장 반도체 설계를 할 게 아니더라도, RISC-V 생태계를 주도하는 팹리스 기업과 반도체 디자인하우스(DSP)의 행보를 꾸준히 눈여겨보는 것만으로도 10년 뒤 시장의 길목을 미리 읽을 수 있습니다. 관심이 생겼다면 RISC-V International 홈페이지 가입부터 시작하는 걸 추천합니다. 스펙 문서 한 장이라도 직접 열어보면, 이 흐름이 왜 심상치 않은지 피부로 느껴집니다.

참고: RISC-V International