옛날. 사람이 도시로 몰리기 시작하여 도시가 혼잡해질 무렵…사람들은 건물을 높이 쌓기 시작했습니다. 좀더 많은 사람들이 좀더 좁은 땅위에서 살 수 있게 하는 최적의 방법이죠. 비슷한 상황이 컴퓨터 칩의 세계에도 일어나기 시작했습니다.

무어의 법칙에 따르면 마이크로프로세서의 성능이 2배로 늘어나는 데에 18개월이 걸린다고 했습니다. 하지만 프로세서를 늘어놓는 대신 위로 쌓을 수가 있다면 윗쪽 공간에 여유가 있는 만큼 계속해서 연산능력이나 데이터 저장공간을 배가시켜 나갈 수 있습니다. 1~2년의 연구를 통해 칩을 소형화하는 것보다 훨씬 실용적입니다. 이미 일부 기업에서는 칩(특히 메모리) 몇개를 위로 쌓아서 핸드폰같은 소형 디바이스에 활용하는 경우가 있어 왔습니다. 하지만 그러한 ’2차원 평면에 국한된 소형화 기반의 성능 향상’은 과거 제조업 기술에서 있었던 것 만큼의 잇점을 더 이상 가지지 못하며, 결국에는 한계에 부닥칠 것이라고 예상됩니다.

IBM은 한두개가 아니라 100개 혹은 그 이상의 칩을 쌓아올려서(고성능의 마이크로프로세서도 가능), 개별 칩 하나 하나의 수천배의 성능을 발휘하게 만드는 기술을 연구하고 있습니다. 가지고 계신 PC를 생각해 보시기 바랍니다. 요즘은 멀티코어 CPU가 일반적입니다. 지금은 코어가 6개 있는 헥사코어까지 시판중인데…칩을 위로 쌓아올리는 식으로 멀티코어 프로세서를 늘리고 싶은만큼 늘릴 수 있으며, 그렇게 해놓고선 멀티코어에 최적화된 소프트웨어를 돌린다면 그 성능이 어떨까요?

쿼드, 헥사코어 정도가 아니라 이건 메가코어!

칩을 상하로 쌓아올리는 데에는 선결되어야 할 문제가 있습니다. 먼저 칩들을 서로 연결하는 방식입니다. 칩이 외부와 연결되는 수는 칩 내부에서 일어나는 커넥션의 수와 비교했을때 너무 적습니다. IBM은 칩 내부에서 일어나는 수많은 전기 신호들을 칩의 상부 및 하부를 통해 모두 전달하기 위한 추가 커넥션에 대해 연구하고 있습니다.
또 하나의 문제점은 열입니다. 통상적인 방법으로 마이크로프로세서를 상하로 붙인다면 아마도 그 열기에 칩이 녹아버릴 것입니다. 이 문제를 해결하기 위하여 IBM은 유명한 협력자의 도움을 받기로 했습니다. 바로 3M입니다. 3M은 칩을 상하로 붙였을 때에 발생하는 열기를 칩 바깥으로 안전하게 내보내는 특수한 접착제 및 수십만개의 칩을 한번 접착으로 코팅해 버리는 공정을 만들기 위해 IBM과 협력하기로 했습니다.

이러한 벽돌 스타일의 칩을 사용한 디지털 장비의 상용화까지는 아직 시간이 필요합니다. 하지만 칩을 상하로 쌓아서 쓴다는 생각은 결국에는 사각형 형태의 현행 칩 모양을 바꾸어 버려서, 우리가 사용하는 장비들을 더욱 똑똑하게 만드는 데에 도움을 줄 것이라고 애널리스트들은 전망하고 있습니다.