[GPU WAR] 만약 RTX2080Ti급의 RX5800XT가 발매된다면 가격은?!

 7월7일부터 엠바고가 해제되어 절찬리 판매중인 RX5700XT는 RTX2070에 비하여 높은 가성비로 인기를 끌고 있다. 또한 요번에 출시된 RTX2060Super마저 읒증(RTX ON이라 비꼬기도 하는)현상이 나타나 여러 유저들에게 환호성(...)을 받고 있다.

<GTX1660~RTX2080Ti까지 TU아키텍쳐 그래픽에서 나타나는 읒증 현상>

 흥미롭게도 7nm의 수율은 꾸준히 오르고 있다는 사실 때문에, NVIDIA의 12nm의 성숙한 수율은 더 이상 큰 장점이라고 보기 힘들어졌다. 시간이 지날수록 7nm로 넘어와야 할 이유가 더더욱 많아질 것이다. 수율은 오를 것이고, TSMC에서 제공하는 12인치 웨이퍼 단가는 더욱 더 줄어들 것이다.

	19Q1	19Q2	20Q1
NVIDIA(TU106; RTX2070)	$134.82	$118.24	$105(E)
AMD(Navi10; RX5700XT)	$99(초기 수율로 인한 예상치)	$87.41	$82(E)

 TSMC 16nm웨이퍼 단가가 1년 사이에 $850정도 저렴해 졌던 전래를 볼 때, 올 연말에서는 251㎟ 크기의 RX5700XT 생산단가가 $82까지 떨어지지 않을까 추측한다. 문제는 445㎟ 크기의 RTX2070 생산단가는 더 떨어질 여지가 많아보이지 않는다. 16nm웨이퍼 단가가 더 떨어지기에는 공정단계가 복잡(ArFi 멀티패터닝)하여 그러기 어려워 보이고, 수율도 또한 여기서 더 높이는 것이 쉬워 보이지 않는다. TSMC는 지금 7nm EUV와 5nm 개발에 집중해야 할 때지, 16nm를 개선하고 있을 때가 아니다. 이미 수율도 상당히 높은 상태고, 앞으로의 신공정이 벌어다 줄 돈 더미를 포기할 수 없지 않는가? 아직은 도전자이긴 한 삼성 파운드리의 기술도 만만히 않다. 즉 RTX2070의 수율이 극적으로 향상되었다 한들 $105이하로 칩셋단가가 하락할 것으로 보이진 않는다. 또한 RT코어의 개발비용을 충당하려는 입장에서, 무조건 가격을 더 낮추기도 애매해 진다.

 이제 여기에서 AMD가 NVIDIA 게이밍 최상위 카드인 2080Ti급의 칩을 내놓는다면 어떻게 될 것인가? 만약 지금 발표하게 된다면 생산단가는 어떻게 될 것인가? 를 상상의 나래로 펼쳐 보고자 한다.

 제일 먼저 중요한 것은 바로 7nm의 수율 변화와 웨이퍼 단가 별화를 추적하는 것이다. 이를 위한 좋은 샘플이 있는데, 바로 직전의 2세대에 걸친 그래픽카드 생산단가 비교 게시글이었다. 여기에서 TSMC 16nm 12인치 웨이퍼의 단가는 매년 $830 감소했으며, Defect Density는 0.0056만큼 감소해 왔다. 이를 기준으로 아래의 7nm 수율을 추정할 수 있을 것이다.

TSMC 7nm (Scribe Lane 0.37599)	19Q2	20Q2
Wafer Price	9,965	9,135
Defect Density	0.295	0.2894

 그 다음은 해당 칩의 네이밍을 RX5800XT(Navi15(E))이라고 할 때, 칩의 사이즈는 얼마나 되어야 RTX2080Ti(TU102 Cut Chip) 성능의 게이밍을 보여줄 수 있을 것인가? 그냥 1차원적으로 RX5700XT(Navi10)와 RTX2070(TU106)의 게이밍 성능이 비슷하기 때문에, 2070-2080Ti 사이즈 비율 차이만큼 5700XT-5800XT 칩 사이즈가 차이가 난다고 추정하려고 한다. 여기서 RX5800XT의 칩 비율은 Vega20의 비율로 추정하겠다.

	NVIDIA	AMD
TU106/Navi10	445㎟ (131:101)	251㎟ (85:69)
TU102/Navi15(E)	754㎟ (105:132)	425.29㎟ (92:58)(E)

 참고로 TU102 풀칩인 TITAN RTX의 게이밍 성능은 2080Ti에 비하여 7%정도 높은 것으로 알려져 있다. 가격이 2.5배이긴 하지만... 여튼. 여기서 사실은 2080Ti의 범위를 추론할 수 없기에, TU102풀칩과 Navi15풀칩의 생산단가를 비교할 것이다. 어차피 Navi15에서 나온 RX5800XT도 컷칩일 가능성이 높다고 생각된다. 왜냐하면 칩셋이 커질수록 수율은 낮아지기에 온전한 풀칩은 RX5850XT와 같은 고급형으로 출시하고, 일부분을 비활성화한 칩을 RTX2080Ti와 같이 RX5800XT로 출시할 것으로 보는 것이 타당해 보인다.

 

19Q2

NAVI15??

(1) 425.29㎟ = 92x *58x = 5,336x^2 = 25.97302mm x 16.37430mm

(2) Defect Density = 0.295; Good Die = 40

(3) 7nm 12인치 웨이퍼 단가 $9,965 → Navi15 칩셋 단가 = $9,965/40 = $249.13

 

20Q2

(1) 425.29㎟ = 92x *58x = 5,336x^2 = 25.97302mm x 16.37430mm

(2) Defect Density = 0.2894; Good Die = 41

(3) 7nm 12인치 웨이퍼 단가 $9,135 → Navi15 칩셋 단가 = $9,135/41 = $222.80

 

 이를 합쳐서 보자. 아래에서 20Q2의 TU102/TU106의 경우 Defect Density : 0.2→0.1944 / Wafer Price : 5,912→5,497을 적용하여 계산한 생산단가이다. 불량률 감소율은 동일하게, 웨이퍼 단가 감소율은 이전에 비하여 1/2에 해당한다고 가정하였다. 이는 2018년도부터 지속적으로 16nm는 성숙한 공정인 것과 200㎟ 정도의 칩 수율이 거의 한계에 달한 것으로 추정되기 때문에 그렇게 가정하였다. 물론 성숙해 가는 7nm에 비하여 매우 성숙한 16nm 공정의 수율 개선은 당연히 더디게 추정되어야 한다.

	19Q2	20Q2(E)
Navi15 (RX5800XT)	249.14	222.80
Navi10 (RX5700XT)	87.41	79.43
TU102 (RTX2080Ti)	328.44	289.32
TU106 (RTX2070)	118.24	105.71

 여기서 이미 같은 성능이라고 추정되는 RX5800XT의 (상대적) 생산단가가 RTX2080Ti보다 31.8% 저렴할 것이라고 추정할 수 있다. NVIDIA는 수세에 몰린 것이다. 아마 빅칩을 뽑기에는 생산 라인이 부족하기에, 일단 Navi10을 출시한 것으로 보이지만, 곧 출시할 것은 뻔하다. 꿀릴 것이 없는 AMD가 왜 돈을 더 벌 수 있는 RX5800XT 출시를 주저할 것인가? 다만 지금 아직 출시 초기인 CPU 라인업(R9 3950X~R5 3400G)과 GPU 라인업(RX5700XT)을 생각할 때, 무작정 빅칩도 투입하여 총 생산량이 감소하는 것보다는 기다리는 것을 선택한 것으로 보인다.

 위의 표를 그래프로 보자.

 NVIDIA 칩의 생산단가와 AMD 칩의 생산단가의 격차는 줄어드는 것이 사실이나, 매우 조금밖에 안 줄어드는 것을 알 수 있다. 이는 판매단가인 MRSP 경쟁에서 불리할 것이라는 사실을 보여준다. 여기서 한가지 매우 희망적인 상상을 할 수 있게 된다. 만약 RTX2080Ti급의 RX5800XT가 출시된다면 $649는 무리겠지만, $999인 RTX2080Ti와는 다르게 $749 or $699로 출시되지 않을까? Ray Traycing을 포기하는 대신 $250~300 저렴한 그래픽을 만나볼 수 있지 않을까 희망해 본다. 이는 생산단가에서 유리한 AMD에서 충분히 해 볼만한 가격 책정이 아닐까 행복회로를 풀로 돌려본다.

 현재 NVIDIA의 RTX2080Ti의 칩셋인 TU102풀칩 생산단가는 과거 GTX TITAN의 GK110풀칩 생산단가와 비슷하다. 2013년도 2월에 출시된 싱글 그래픽 최강자인 TITAN은 $999로 8개월간 나대다가 10월에 출시된 R290X(성능이 3% 정도 부족)이 $549로 출시되자, 기능 일부만 해제한 780Ti(TITAN보다 1% 성능 좋음)를 $699에 내놓아야 했던 기록이 남아있다. 즉, RTX2080Ti의 연구개발비를 생각하더라도 경쟁자가 없는 라인업에서 꿀을 오지게 빨고 있었다고 봐도 무방하다고 필자는 생각한다.

 2013년도의 그래픽 카드 시장을 떠올려 보자. 그때는 NVIDIA와 AMD의 그래픽 칩셋 생산단가가 61.7%정도의 차이가 났었다.  2013년5월 NVIDIA GTX780(561㎟)은 $649로 출시되었고, 11월 12% 더 성능좋은 AMD R290(438㎟)가 $399로 출시되었다. 이에 11월 NVIDIA는 R290보다 12% 성능 좋은 GTX780Ti(561㎟)를 $699에 출시하였으나, 성능이 겨우 4%로 뒤지는 R290X(438㎟)이 10월부터 $549로 판매중이었기에 큰 성과를 내기 힘들었다. (하지만 GTX980Ti부터 GTX1080Ti까지 AMD는 대응하지 못했다고 한다....) 이만큼 칩셋 생산단가에서 나오는 우위는 MRSP로 바로 연결되기 쉽다. 위에서 GK110 풀칩이 780Ti이고, Hawaii 풀칩이 R290X이다. (아래는 2013년도 TSMC 28nm 12인치 Wafer Price : $8,400 / Defect Density : 0.25 / Edge Loss : 3mm / Scribe Lane : 0.365로 추정할 경우의 생산단가 비교이다)

[28nm GPU WAR]	R290X / GTX780Ti	Chip Price	MRSP
AMD	438㎟	190.91	$549
NVIDIA	561㎟	311.11	$699