초고속 모뎀과 AI 기능 강화한 차세대 모바일 솔루션

삼성전자 ‘엑시노스 9 (9810)’은 2세대 10나노 핀펫 공정을 기반으로 독자 개발한 3세대 CPU 코어와 업계 최고 수준의 LTE 모뎀을 탑재한 프리미엄 스마트기기에 최적화된 솔루션입니다.

‘엑시노스 9 (9810)’은 최대 2.9GHz로 동작 가능한 고성능 빅코어 4개와 전력효율을 높인 리틀코어 4개가 결합된 옥타(Octa)코어 구조로 소프트웨어를 최적화해 각 코어가 상황에 맞게 효율적으로 동작될 수 있게 했습니다.

삼성전자는 CPU 설계 최적화로 명령어를 처리하는 데이터 파이프라인 및 캐시메모리 성능 향상을 통해, 싱글코어의 성능은 이전 제품 대비 2배, 멀티코어 성능은 약 40% 개선했습니다.

‘엑시노스 9 (9810)’은 신경망(Neural Network)을 기반으로 한 딥러닝 기능과 보안성을 강화한 것이 특징입니다.

이렇게 강화된 기능을 통해 기기에 저장된 이미지들을 스스로 빠르고 정확하게 인식하고 분류할 수 있어, 스마트기기 사용자들이 보다 쉽고 빠르게 원하는 이미지를 찾을 수 있습니다. 또한 3D 스캐닝을 통한 정확한 안면인식이 가능하며, 별도의 보안 전용 프로세싱 유닛(Unit)을 통해 안면, 홍채, 지문 정보를 안전하게 관리할 수 있습니다.

업계최초 6CA LTE모뎀 탑재로 1.2Gbps 다운로드 속도 구현

엑시노스 9 (9810)은 삼성전자가 개발한 Cat.18 6CA(Carrier Aggregation) 기술 기반 모뎀이 탑재되어 업계 최고 수준인 1.2Gbps의 다운로드 속도와 200Mbps의 업로드 속도를 구현합니다.

이 밖에도 4개의 송수신 안테나를 사용해 속도를 높인 ‘4×4 MIMO’ 다중안테나 기술과 와이파이, 블루투스와 같은 비면허대역 주파수를 활용할 수 있는 있는 eLAA (enhanced Licensed Assisted Access) 기술을 적용해 언제 어디서나 실시간으로 고해상도 인터넷 방송이나 360도 비디오 스트리밍 등 대용량 데이터 통신이 가능합니다.

‘엑시노스 9 (9810)’은 저조도 이미지 촬영과 4K UHD 영상 녹화 등 멀티미디어 기능도 강화했습니다.

이번 제품은 보다 빠르고 전력효율이 높은 지능형 이미지 처리 방식을 통해 실시간 아웃포커스 기능과 야간 촬영 등 어두운 환경이나 움직임이 있는 환경에서도 고품질의 이미지나 영상을 촬영할 수 있도록 했습니다. 또한 120fps의 4K UHD 비디오 녹화 및 재생이 가능하며, 10bit의 HEVC(High Efficiency Video Coding)와 VP9 지원을 통해 표현 가능한 색상의 수가 기존 1,600만개에서 10억개 이상으로 늘어나, 생생한 색감의 컨텐츠를 즐길 수 있게 했습니다.

삼성전자 System LSI 사업부 마케팅팀장 허국 상무는 “엑시노스 9 (9810)은 독자기술로 개발된 CPU와 최고속도의 모뎀기술, 지능형 이미지 처리 기술 등 삼성전자의 혁신 기술이 집약된 제품이다”라며, “혁신적인 성능과 풍부한 기능 지원으로 △차세대 스마트폰 △컴퓨팅 기기 등 AI시대에 최적화된 스마트 플랫폼으로 발전해 나갈 것”이라고 밝혔습니다.

한편 삼성전자의 ‘엑시노스 9 (9810)’은 2018년 CES 임베디드 기술 제품 분야에서 혁신상을 수상한 바 있으며, 2018년 1월 라스베거스에서 열리는 CES 에서 글로벌 고객들에게 제품을 선보일 예정입니다.

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■ 삼성전자, 10나노 시장 선점으로 차세대 파운드리 생태계 주도

퀄컴은 차세대 프리미엄 모바일 AP인 ‘스냅드래곤 835’에 삼성전자의 최첨단 10나노 공정을 적용해, 모바일 AP 시장 리더십을 더욱 강화해 나갈 계획입니다.

삼성전자는 지난 10월 업계 최초 10나노 핀펫 공정 양산을 통해 시스템 반도체 분야에서 최첨단 공정 기술을 확보했습니다.

삼성전자의 10나노 공정은 기존 14나노 1세대 대비 성능은 27% 개선하고, 소비전력은 40% 절감했습니다. 또 면적효율은 약 30% 향상시켰습니다.

■ 고성능, 고효율 특성으로 업그레이드된 모바일 사용환경 제공

이처럼 면적효율을 높인 10나노 공정 기반의 ‘스냅드래곤 835’는 칩 면적을 줄여 고객사들이 제품을 설계할 때 공간활용도를 높여, 더 큰 배터리를 채용하거나 보다 슬림한 디자인을 구현할 수 있도록 했습니다.

키스 크레신(Keith Kressin) 퀄컴 제품 담당 수석부사장은 “모바일 산업을 선도할 혁신 제품을 삼성전자와 함께 만들어 기쁘게 생각한다”며, “10나노 공정 적용을 통해 스냅드래곤 835는 향상된 성능과 전력효율로 한층 업그레이드된 사용자 환경을 제공할 것”이라고 밝혔습니다.

삼성전자 시스템 LSI 사업부 파운드리 사업팀장 윤종식 부사장은 “이번 퀄컴과의 파운드리 협력은 삼성전자 10나노 공정의 우수성을 증명한 것으로, 삼성전자는 10나노 생태계를 더욱 빠르게 확장해 나갈 것”이라고 밝혔습니다.

퀄컴의 ‘스냅드래곤 835’는 현재 양산 중이며 2017년 상반기 출시될 IT 기기에 탑재될 예정입니다.

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프리미엄 제품부터 저가형까지, 14 나노 모바일 AP 풀 라인업

삼성전자는 지난해 업계 최초로 14나노 공정 기반의 프리미엄 모바일 AP를 양산했으며, 올해 초에는 보급형 제품까지 14나노 공정을 적용하는 등 첨단 공정기술 리더십을 확고히 하고 있는데요.

이번에 양산을 시작한 저가형 신제품 ‘엑시노스 7570’을 통해 삼성전자는 14나노 기반의 보급형 모바일 AP 라인업을 더욱 확장하고, 다양한 스마트폰 뿐만 아니라 IoT 제품에까지 고성능/저전력 솔루션을 제공할 수 있는 계기를 마련했습니다.

‘엑시노스 7570’은 쿼드코어 제품으로 28나노 전 세대 제품 대비 CPU 성능은 70%, 전력효율은 30% 이상 향상되었습니다.

또한 와이파이, 블루투스, FM라디오, 글로벌 위성항법장치(GNSS)를 일체화한 커넥티비티 기능과 2CA(Carrier Aggregation)를 지원하는 Cat.4 LTE 모뎀을 내장했습니다. 기존 AP와 모뎀이 통합된 원칩 형태에서 이번에 처음으로 커넥티비티 기능까지 하나의 칩에 통합한 것입니다.

모뎀과 커넥티비티 내장으로 슬림 디자인에 최적화

‘엑시노스 7570’은 FullHD 영상 촬영과 재생, WXGA 해상도와 전•후면 800•1,300만 화소의 카메라 해상도, 이미지 신호처리(ISP) 기능을 모두 지원합니다. 이로 인해 보급형 스마트폰 사용자들도 고해상도, 고사양의 컨텐츠를 보다 쉽게 즐길 수 있을 것으로 기대가 됩니다.

또한, PMIC(Power Management Integrated Circuit, 전력반도체), RF(Radio Frequency) 칩 등 주변 부품들의 기능 통합과 설계 최적화를 통해 전체 솔루션 면적을 20% 이상 줄여 시장에서 요구하는 슬림한 스마트폰 제품에 최적의 솔루션을 제공할 수 있도록 지원합니다.

삼성전자 S.LSI 사업부 전략마케팅팀 허국 상무는 “이번 제품을 통해 더 많은 소비자들이14나노 공정을 통한 성능 향상을 체감할 수 있을 것”이며, 특히 다양한 커넥티비티 기능을 완벽하게 통합하는데 성공함으로써 향후 통합칩 시장에서의 경쟁력을 지속 확대해 나갈 것이라고 전했습니다.

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■ 14나노 공정 적용, 고성능, 저전력, 고생산성 확보

14나노 로직(Logic) 공정은 20나노 공정보다 성능이 20% 향상되고 소비전력은 35% 감소할 뿐만 아니라 생산성도 30% 개선되는 고성능, 저전력, 고생산성의 특징을 갖춘 최첨단 기술의 집약체입니다. 삼성전자는 기존 20나노 공정에서 사용하고 있는 평면(Planar) 구조의 한계를 극복하기 위해 3차원 트랜지스터 구조의 핀펫 공정을 적용해 트랜지스터의 성능 향상은 물론 공정미세화를 통한 경쟁력을 확보하는데 성공했는데요.

삼성전자는 2000년대 초반부터 핀펫 공정 연구를 시작해 2003년 IEDM(International Electron Device Meeting, 국제전자소자회의)에서 첫 논문 발표를 시작으로 핀펫 공정 관련 다양한 기술들을 발표해 왔으며 수십건의 특허를 확보했습니다.

■ 로직 공정 리더쉽 확보로 시스템LSI 사업 도약 발판 마련

삼성전자는 메모리 업계 최초로 3차원 V낸드 양산에 성공하는 등 3차원 반도체 공정분야의 축적된 기술력을 바탕으로 로직 공정분야에서도 최고 성능의 3차원 핀펫 구조를 완성했습니다.

이번 14나노 모바일 AP 양산을 통해 삼성전자는 메모리 반도체와 시스템 반도체 모두에 3차원 반도체 공정을 적용해 미래 ‘3차원 반도체 시대’를 선도함으로써 메모리 반도체 사업에 이어 시스템 LSI 사업도 크게 도약시킨다는 계획입니다.

삼성전자 시스템LSI 사업부 전략마케팅팀 한갑수 부사장은 “삼성전자의 최첨단 로직 공정 기술은 업계 최고 수준이며, 이번 14나노 모바일 AP 공급으로 고사양 스마트폰의 성능 향상이 가능해 향후 신규수요 확대에 긍정적인 영향을 미칠 것”이라고 밝혔습니다.

삼성전자는 14나노 핀펫 공정을 ‘엑시노스 7 옥타’ 시리즈 신제품에 처음 적용하고, 올해 다양한 제품으로 확대해 나갈 계획입니다.

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삼성전자는 이번 MWC 2014에서 이미지센서, NFC, Wifi 칩셋과 함께 모바일 기기의 두뇌 역할을 하는 모바일 AP 신제품 2종을 공개해 큰 관심을 받았습니다.

새로워진 엑시노스 5 시리즈는 프리미엄 모바일 기기를 위한 옥타코어 기반의 ‘엑시노스 5422’와 미드엔드 스마트폰을 위한 헥사코어 기반의 ‘엑시노스 5260’입니다. 삼성전자는 각 시장에 최적화된 이 두 가지 제품을 통해 앞으로 모바일 AP 시장에서 사업영역을 확대해 나갈 예정인데요.

더 강력한 성능으로 무장한 ‘엑시노스 5 프로세서’는 우리가 매일 접하는 모바일 환경을 어떤 모습으로 변화시킬까요? 오늘은 6개의 두뇌를 가진 헥사코어, ‘엑시노스 5260’에 대해 자세히 소개해드릴게요!

■ 6개의 코어를 가진 모바일 기기의 두뇌, 헥사코어 프로세서

최근 출시되는 스마트폰이나 태블릿 PC는 인터넷 서핑과 이메일 같은 간단한 작업부터 3D게임, 고화질 동영상 재생 등의 복잡한 작업까지 다양한 일을 동시에 처리할 수 있는 높은 수준의 사양을 요구합니다. 자연히 이런 작업들의 연산 및 제어를 담당하는 시스템 반도체가 기기에서 중요한 역할을 합니다.

‘모바일 AP’는 컴퓨터의 중앙처리장치(CPU)에 비유되는 시스템 반도체인데요, 스마트폰이나 태블릿PC 등에 필요한 OS, 애플리케이션들을 구동시키며(CPU), 여러 가지 시스템(비디오 녹화, 카메라 작동, 모바일 게임 실행)/인터페이스를 컨트롤하는 기능을 하나의 칩에 모두 포함하는 ‘스마트폰의 두뇌’라고 불리는 System-on-Chip입니다.

이번 MWC 2014에서 공개된 엑시노스 5 헥사(5260)는 ‘헥사’라는 이름에서도 알 수 있듯이 6개의 코어를 탑재하고 있습니다. 엑시노스 5 헥사는 세계 최초로 6개 코어를 탑재한 제품인데요! 1.7GHz 고성능 빅코어(Cortex-A15) 2개와 1.3GHz 저전력의 리틀코어(Cortex-A7) 4개로 구성된 총 6개의 코어를 탑재하고 있습니다.

엑시노스 5 헥사에는 엑시노스 5 옥타처럼 ‘big.LITTLE 멀티프로세싱 기술‘이 적용됐는데요. 이 기술은 6개의 코어가 작업 환경에 따라 1~6개까지 필요한 수 만큼 작동해 모바일 AP의 성능과 효율을 크게 개선한 CPU 구동 방식입니다. 이를 통해 기존 엑시노스 5 듀얼 시리즈 대비 최고 42%의 성능이 향상되면서도, 더 높은 전력 효율성을 갖춘 것이 특징입니다.

예를 들어 Full HD 영상을 재생하거나 3D게임 등 고사양 작업 시에는 빅코어, 리틀코어 6개가 모두 작동해 성능을 극대화하고, 웹 브라우징이나 메시지 전송 등 간단한 작업에는 리틀코어 1개만 작동해 소비전력을 최소화 하는데요. 멀티프로세싱 기술과 함께 28나노 HKMG(High-K Metal Gate) 공정 기술이 적용되어 전력 효율성을 더욱 높였습니다.

■ 3D게임은 더 실감나게! 더 향상된 그래픽 처리 성능

스마트폰으로 틈틈이 고사양 3D게임을 즐기는 유저라면, 한 번쯤 느린 로딩과 끊기는 화면 움직임에 답답했을지도 모릅니다. 이런 고민을 해결해주는 그래픽 처리장치가 바로 모바일 AP안에 탑재되어 있는데요.

엑시노스 5 헥사에는 최신 GPU인 ARM사의 말리(Mali) T628 코어가 탑재되어 빠른 속도로 생생한 3D 그래픽을 즐길 수 있습니다. GPU는 그래픽 연산처리를 전담하는 반도체로 일반적으로 영상의 신호전환, 화면 출력을 담당합니다.

이 제품에는 숨겨진 무기가 하나 있는데요. 말리(Mali) T628 코어에는 그래픽 작업뿐 아니라 일반 연산 작업도 동시에 지원하는 그래픽 프로세서인 ‘GPGPU’가 탑재돼 CPU의 작업부하와 전력소모를 줄여 주고, 보다 효율적인 데이터 처리가 가능하도록 도와줍니다.

CPU가 혼자 처리하던 일을 때때로 GPGPU가 분담하기 때문에 더 빠르고 원활한 사용환경을 경험할 수 있게 되는 것이죠! 고해상도의 게임에도 끄떡없는 엑시노스 5 헥사의 그래픽 성능, 그 비밀이 풀리셨죠?

덕분에 엑시노스 5 듀얼 시리즈 대비 3D 그래픽 처리 성능이 1.2배 향상된 성능으로 멀티미디어 컨텐츠를 감상할 수 있답니다. 또한 MFC(Multi-Format Codec)을 탑재해 H.264, MPEG4, VP8 등의 코덱을 자유롭게 인코딩/디코딩하여 사용자가 더 편리하게 고사양 멀티미디어 컨텐츠를 사용할 수 있는 것이 특징인데요.

특히 엑시노스 5 헥사는 최대 12.8GB/s의 넓은 메모리 대역폭을 지원하는 내장 디스플레이 포트(eDP, embedded Display Port)를 사용합니다. 대역폭이 넓다는 것은 데이터 전송 속도가 빨라진다는 것을 의미합니다. 따라서 더 많은 데이터를 사용하는 고화질의 컨텐츠도 원활하게 전달할 수 있는 것이죠. WQXGA(2560×1600)의 높은 해상도와 Full HD로 초당 60장의 비디오 재생을 가능하게 하여 사용자가 더욱 풍부한 모바일 라이프를 즐길 수 있습니다.

모바일 기기의 발전이 우리의 일상의 모습을 변화시켰듯, 모바일 AP의 발전은 우리가 매일 만나는 모바일 기기의 성능을 더욱 더 높이고 있습니다. 6개의 두뇌가 만드는 빠르고 효율적인 성능과 멋진 그래픽 처리능력을 갖춘 엑시노스 5 헥사! 나날이 발전하는 모바일 환경에 맞춰 앞으로 어떤 일들을 가능하게 할지 더욱 기대됩니다.

엑시노스 5 헥사 프로세서 공식 홈페이지 바로가기

삼성전자, 새로워진 엑시노스 5 시리즈•1600만 화소 고성능 이미지센서 공개

삼성전자, ‘엑시노스 5 옥타’ 신제품 공개

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■ 업계 최초 ‘옥타코어 빅리틀 멀티프로세싱’ 구현

삼성전자는 10일 업계 최초로 ‘옥타코어 빅리틀(big.LITTLE) 멀티프로세싱(Multi-Processing) 솔루션’을 개발하고 이를 ‘엑시노스 5 옥타 시리즈’에 적용한다고 밝혔습니다.

‘옥타코어 빅리틀 멀티프로세싱’은 ‘옥타코어 빅리틀 모바일AP’를 구성하는 8개의 코어를 작업 환경에 따라 필요 수 만큼 작동시켜 모바일AP의 성능과 효율을 크게 개선한 CPU 구동방식입니다.  

해당 솔루션을 적용하면 8개의 코어가 각각 개별 동작이 가능해져 최소 1개에서 최대 8개까지 자유로운 조합으로 코어가 작동하게 됩니다.

예를 들어 문자메시지 같은 간단한 작업에는 리틀코어 1개만 작동해 소비전력을 최소화하고 3D그래픽 처리와 같은 고사양 어플리케이션 구동에는 빅코어, 리틀코어 8개가 모두 작동해 성능을 최대한 끌어올립니다.

■ ‘엑시노스 5 옥타 시리즈’에 적용해 성능과 전력효율 극대화

삼성전자는 최적화 과정을 거쳐 올해 4분기부터 ‘엑시노스 5 옥타 시리즈’에 ‘멀티프로세싱 솔루션’을 적용할 예정이며, 8개의 코어가 자유롭게 활용되는 만큼 기존 시리즈 대비 성능은 향상되고 소비전력은 더욱 감소될 것으로 기대했습니다.

삼성전자 시스템LSI사업부 김태훈 상무는 “금번 멀티프로세싱 솔루션을 적용한 ‘엑시노스 5 옥타 시리즈’를 통해 스마트폰 사용자들은 고성능 어플리케이션을 자유롭게 사용하면서도 배터리 사용 시간이 늘어나는 새로운 모바일 환경을 경험할 것” 이라고 말했습니다.

또한 영국 암(ARM)社 전략마케팅VP(Vice President) 노엘 헐리(Noel Hurley)는 “빅리틀 멀티프로세싱 기술은 다양한 모바일 작업환경에 최적화된 코어 조합을 제공해 성능 향상과 전력 효율을 극대화 한다” 며 “삼성전자와 암(ARM)社는 앞으로도 최신 모바일AP 기술을 지속 선보여 시장 리더십을 주도할 것” 이라고 말했습니다.

삼성전자는 한층 강화된 ‘엑시노스 5 옥타 시리즈’가 프리미엄 스마트폰에 탑재되어 소비자들에게 새로운 모바일 경험을 제공할 수 있도록 고객사 지원을 강화하고 모바일AP 시장 리더십을 지속 확대할 예정입니다.

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모바일 AP
[Mobile Application Processor]

스마트폰, 태블릿PC와 같은 전자기기에 탑재되어 명령해석, 연산, 제어 등의 두뇌 역할을 하는 시스템 반도체.

일반적으로 PC는 중앙처리장치(CPU)와 메모리, 그래픽카드, 하드디스크 등 기타 장비의 연결을 제어하는 칩셋으로 구성된다. 하지만 모바일AP는 CPU 기능과 다른 장치를 제어하는 칩셋의 기능을 모두 포함한다. 즉 필요한 OS, 애플리케이션을 구동시키며, 여러 가지 시스템 장치/인터페이스를 컨트롤하는 기능을 하나의 칩에 모두 포함하는 시스템 온 칩(SoC, System on Chip)인 것이다.

모바일 AP의 주요 기능은 운영체제 실행, 웹 브라우징, 멀티 터치 스크린 입력 실행 등 스마트 기기의 핵심기능을 담당하는 CPU와 그래픽과 영상 데이터를 처리해 화면에 표시해주는 GPU 등이 있다.

이외에도 모바일AP 속에는 비디오 녹화, 카메라 작동, 모바일 게임 실행 등 여러 시스템 구동을 담당하는 많은 서브 프로세서가 있다.

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■ 총 8개의 코어 탑재로 고성능, 저전력 특성 극대화

지난 1월 ‘CES 2013’에서 첫 공개 시연한 ‘엑시노스 5 옥타’의 가장 큰 특징은 암(ARM)社의 ‘빅리틀(big.LITTLE)’ 설계구조에 기반한 저소비전력인데요, ‘엑시노스 5 옥타’는 8개 코어에 기반한 고성능 모바일 AP로 4개의 고성능 Cortex-A15 코어(big)와 4개의 저전력 Cortex-A7 코어(LITTLE)가 작업 중인 프로그램의 요구 성능에 따라 자연스럽게 전환됩니다.

즉, 3D영상이나 고사양 게임 등은 고성능 빅(big)프로세서로 처리하고 문자 메시지, 이메일 송부 등 작업을 수행할 때는 상대적으로 소비 전력이 적은 리틀(LITTLE)프로세서가 구동 되는 원리입니다.

동일한 작업 수행시, 빅(big) 프로세서로만 구동하였을 때 비해 옥타 코어는 최대 70% 수준까지 낮은 소비 전력으로 처리가 가능합니다.

뿐만 아니라 삼성전자의 저전력 28나노 하이K 메탈게이트 공정과 절전에 최적화 된 칩 설계로 전력 소모를 최소화했습니다.

■ 강력한 3D 그래픽 성능과 WQXGA(2560×1600) 지원

‘엑시노스 5 옥타’는 강력한 3D 그래픽 성능으로 기존 ‘엑시노스 4 쿼드’ 제품 보다 2배 이상 빠른 그래픽 처리가 가능하며 WQXGA(2560×1600)을 지원해 프리미엄 스마트폰은 물론 태블릿에도 적용이 가능합니다

■ 업계 최초로 eMMC 5.0 및 USB 3.0 인터페이스 적용

또한 업계 최초로 eMMC(embedded Multi Media Card) 5.0와 USB 3.0 인터페이스를 적용하여 사용자는 빠른 부팅 속도와 웹 접속시 짧은 로딩 시간을 즐길 수 있습니다.

삼성전자 시스템LSI사업부 김태훈 상무는 “모바일 기기에서 멀티코어를 활용한 고성능 프로세싱은 필수 요소로 ‘엑시노스 5 옥타’ 기반의 모바일 기기를 통해 이런 기대를 충족할 수 있을 것” 이라고 밝혔습니다.

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태블릿PC와 같은 기기들 속에 탑재되어 전자기기의 두뇌역할을 하는 ‘모바일 AP(Application Processor)’. 이 모바일 AP는 전자제품의 성능을 결정짓기 때문에 제품 선택 시 매우 중요한 요소로 고려됩니다. 하지만, 많은 사람이 이 모바일 AP의 기능과 역할에 대해 잘 알지 못하는데요, 모바일 AP가 무엇이고, 어떠한 구성 요소들로 이루어져 있는지에 대해 알려 드리도록 하겠습니다.

■ ‘모바일 AP(Application Processor)’란 무엇일까요?

간단하게 정의해보자면, ‘프로세서(Processor)’는 전자기기의 각 기능들이 제대로 작동할 수 있도록 입력된 지시사항들을 처리하는 장치입니다. 특히, 프로세서는 PC, 스마트폰, 태블릿PC 등의 기기 속에서 핵심 기능을 담당하고 있기 때문에 사람의 두뇌에 비유되기도 합니다.

흔히 우리들이 사용하는 스마트폰을 내 손안의 PC라고 부르기도 하는데요, PC 안에 무엇이 있는지를 이해하고 이를 스마트폰과 비교해보면 이해하기가 쉽습니다. 일반적으로 PC는 사용자로부터 입력 받은 명령어를 해석해 연산을 수행하고 그 결과를 출력시키는 CPU와 메모리, 그래픽 카드, 하드디스크 등 기타 장비의 연결을 제어하는 칩셋으로 구성됩니다.

하지만 ‘모바일 AP’는 CPU 기능과 다른 장치를 제어하는 칩셋의 기능을 모두 포함합니다. 즉 스마트폰이나 태블릿PC 등에 필요한 OS, 어플리케이션들을 구동시키며(CPU), 여러가지 시스템 장치/인터페이스를 컨트롤하는 기능을 하나의 칩에 모두 포함하는 System-on-Chip인 것입니다.

최근 모바일 기기에서는 게임, 인터넷 작업, 동영상 및 음악 감상 등 일반적으로 배터리 소모가 큰 작업들이 많이 수행되기 때문에 고성능과 저전력을 동시에 제공할 수 있는 시스템반도체가 요구됩니다. 이로 인해 여러 가지 제어 회로들을 내장하고 있는 칩셋을 작게 만드는 기술이 매우 중요한데요,

각 회사마다 적용하는 코어는 다르지만, 삼성전자는 낮은 전력 소모와 긴 배터리 수명을 자랑하는 ARM 코어를 사용하여 칩셋을 구성하고 있습니다. ARM의 코어를 기반으로 하여 우수한 자체 기술을 더하고, 삼성전자의 첨단 공정을 통하여 탄생한 저전력의 모바일 프로세서, 이것이 바로 여러분이 잘 알고 계신 Exynos 시리즈이죠,

그럼 모바일 AP는 구체적으로 어떤 역할을 담당하고, 어떻게 구성되어 있는지, 가장 중심이 되는 기능인 CPU와 GPU로 나누어 살펴보겠습니다.

■ 스마트폰의 속도를 담당하는 CPU(Central Processing Unit

CPU(중앙처리장치: Central Processing Unit)는 운영체제를 실행하고 웹 브라우징 및 멀티 터치 스크린 입력을 실행하는 등 스마트폰의 핵심 기능을 수행합니다. 이 때, CPU는 내재된 core의 종류와 속도, 개수에 따라 그 성능의 차이를 보입니다. 예를 들어 삼성전자가 사용하고 있는 ARM사의 Cortex A9 코어와 Cortex A15 코어 중에서는 A15 코어가 우수한 성능을 보이고, 같은 코어라도 500MHz와 1.2GHz의 차이를 비교한다면 1.2GHz 제품이 빠른 속도를 낼 수 있습니다. 또한 같은 코어, 같은 속도라면 코어 개수가 많을 수록 성능이 좋다고 할 수 있습니다. 예를 들면 Cortex A15 1.7GHz 듀얼코어보다는 CortexA15 1.7GHz 쿼드코어가 성능이 좋습니다.

마지막으로, 프로세서가 싱글코어인지, 듀얼코어인지, 혹은 멀티코어인지의 여부는 CPU의 개수에 따라 결정됩니다. 즉, 최근 화제가 되고 있는 삼성전자 Exynos의 쿼드코어는 총 4개의 CPU로 이루어졌다는 뜻이지요. 코어의 개수가 점점 늘어나는 이유는 프로세서에 탑재된 코어 수가 늘어날수록 여러 가지 일을 한꺼번에 처리함으로써, 성능이 향상되기 때문입니다.

멀티코어는 두 개 이상의 독립 코어를 단일 집적 회로로 이루어진 하나의 패키지로 통합한 것을 말하는데요, 멀티 코어는 복잡한 작업들을 보다 쉽고 빠르게 처리하여 스마트폰 사용자가 쾌적한 멀티태스킹을 즐길 수 있도록 지원해줍니다. 다시 말해서 보다 빠른 웹서핑, 고화소의 이미지, 3D 컨텐츠를 이용 할 수 있도록 지원해주는 것이죠.

■ 그래픽을 담당하는 GPU(Graphic Processing Unit)

모바일 기기의 AP에는 CPU 뿐만 아니라 GPU(그래픽처리장치: Graphic Processing Unit)도 포함되어 있습니다. GPU의 역할은 그래픽과 영상 데이터들을 처리하여 화면에 표시해주거나 게임의 3D 그래픽을 구현하고, 이를 빠르고 부드럽게 화면에서 변환해주는 것입니다.

이 외에도 모바일 AP 속에는 비디오 녹화, 카메라 작동, 모바일 게임 실행 등 여러 다른 시스템 구동을 담당하는 많은 종류의 서브 프로세서가 있습니다.

지금까지 모바일 AP란 무엇이며, 모바일 AP의 주요 구성요소인 CPU와 GPU에 대하여 알아보았습니다. 이제 Exynos와 같은 우수한 모바일 AP가 스마트폰과 태블릿PC등에서 얼마나 중요한 역할을 하고 있는지 아시겠죠?

다음에는 인터페이스의 역할에 대해 알아볼 예정이니, 많이 기대해주세요~

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어떤 기술이 그 작은 스마트 기기에서 이렇게 다양한 일들을 한 번에 처리할 수 있도록 도와주는지 궁금하지 않으세요?

바로 모바일 AP가 있기에 가능한 일인데요, AP는 ‘Application Processor’의 줄임말로 중앙처리장치인 CPU를 포함하여, 그래픽 처리에 필요한 GPU, 캐시 메모리와 GPS 모듈까지 모두 지닌 하나의 칩(APSoC)입니다. 즉, 모바일 AP란 스마트폰, 태블릿PC 등 최신 모바일 기기의 연산 및 멀티미디어와 같은 핵심 기능을 담당하는 시스템 반도체로 ‘스마트폰의 두뇌’라고 불리는데요, 

흔히 모바일 AP의 성능에 따라 스마트폰의 데이터 처리 속도의 차이가 있는데, 성능을 평가하는 기준에는 여러 가지가 있습니다. 그 중 하나가 바로 ‘물리적인 코어의 개수’로 코어가 늘어날 때 마다 싱글코어, 듀얼코어, 쿼드코어로 그 명칭이 달라지게 됩니다. 두뇌가 하나일 때보다 2개, 4개의 두뇌가 있을 때 처리 속도는 훨씬 빠르겠죠? 특히나 스마트 기기의 특성상 다중작업이 중요하기 때문에 물리적인 코어의 개수는 빠른 속도와 높은 효율성을 결정 짓는 데 큰 역할을 한다고 볼 수 있습니다. 

삼성전자는 전자기기의 이동성을 추구하는 시장 변화에 맞추어 고집적, 다기능, 저전력 반도체 솔루션을 제공하고 있는데요, 대표적인 시스템 온 칩(System-on-Chip) 제품인 모바일 AP분야에서는 모바일 기기의 최적의 컴퓨팅 환경을 지원하는 고성능, 저전력 AP Exynos 시리즈를 출시하였습니다. 

2011년 2월 출시한 삼성 모바일AP 브랜드 ‘엑시노스(Exynos)’는 그리스어로 ‘Smart(Exypnos)’와 ‘Green(Prasinos)’의 의미를 담고 있습니다. 2009년부터 추진하고 있는 모바일 사업 전략인 ‘삼성 Smart & Green’ 전략을 적극 계승하여, 한층 향상된 고성능·저전력 반도체로 모바일 반도체 시장을 주도해 나가기 위해 엑시노스(Exynos)라는 브랜드 런칭을 시작하게 된 것인데요, 

엑시노스 런칭 이후 2012년 4월, 삼성전자는 Cortex-A9 기반의 코어 4개를 집적한 쿼드코어 AP(Application Processor) ‘Exynos 4 Quad’를 본격적으로 양산하기 시작했습니다. 이 제품은 현재 갤럭시 시리즈 제품(갤럭시SⅢ, 갤럭시 노트Ⅱ)에 탑재되어 빠른 속도와 동시에 전력 효율 또한 극대화하였는데요, 

※ Cortex-A9 : 반도체설계 전문 공급업체인 ARM이 설계한 저전력 모바일 CPU 코어.      반도체 업체들은 ARM의 설계 라이센스를 통해 자체 프로세서를 설계·개발할 수 있다.

특히 ‘Exynos 4 Quad’는 멀티코어(Multi-Core) 모바일 AP로 작업을 동시에 병렬로 진행하고 데이터를 분할 처리하는 등 멀티태스킹 능력을 향상시켜 작업시간을 줄일 수 있다는 점이 특징입니다. 이를 통해, 한 개의 코어가 비디오 재생을 담당하며 우리의 눈을 즐겁게 해 주는 동안, 그 외 코어들은 각각 애플리케이션 업데이트, 웹서핑, 바이러스 검사 등을 동시에 진행하는 것입니다. 

향후에는 엑시노스 5 듀얼(Exynos 5 Dual)도 출시된다고 하는데요, 엑시노스 5 듀얼은 세계 최초 ARM A15 듀얼 코어를 탑재한 AP로 빠른 속도를 자랑하며, 모바일용 3D 그래픽 구동력과 적은 전력 소모량, 고화소의 이미지 처리 능력을 갖추고 있어 큰 기대를 모으고 있습니다.

발전을 거듭하며 스마트한 세상을 우리에게 전달해 주고 있는 모바일 AP. 모바일 AP의 무궁무진한 발전이 가져올 앞으로의 변화를 기대해 봅니다. 

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