얼마 전 많은 기대와 관심을 받으며 마무리된 CES 2014에서는 신제품 갤럭시 탭프로(Galaxy TabPRO)와 노트프로(Galaxy NotePRO)가 공개되어 많은 사람들의 시선을 끌었습니다.

이렇게 새로운 모바일 기기가 출시될 때마다 대중들이 갖게 되는 공통적인 관심사는 ‘얼마나 더 성능이 좋아졌을까?’ 혹은 ‘얼마나 더 화질이 높아졌을까?’입니다. 그렇다면 과연 모바일 기기는 이러한 사람들의 기대에 부응하기 위해 어떻게 발전하고 있는 걸까요?

나날이 발전하는 모바일 기기의 원동력, 엑시노스 5 옥타 프로세서(Exynos 5 Octa Proceesors)를 CES 2014 삼성전자 부스에서 만나봤습니다. 전 세계의 눈길을 사로잡은 ‘엑시노스 5 옥타 프로세서’ 이야기를 지금부터 전해드릴게요!

■ 엑시노스 5 옥타 프로세서란?

고성능, 저전력 반도체인 엑시노스(Exynos)는 2011년 2월에 출시되었으며, 모바일 반도체 시장을 주도해 나가기 위해 런칭한 삼성전자의 반도체 브랜드입니다. 그리스어 합성어로 ‘Smart(Exypnos)’와 ‘Green(Prasinos)’을 뜻하는데요.

여기서 프로세서(Processor)란 모바일 애플리케이션 프로세서(Mobile Application Processor)의 일부로 스마트폰, 태블릿 PC등 최신 모바일 기기의 연산 및 멀티미디어와 같은 핵심기능을 담당하는 시스템 반도체를 의미합니다.

세계 최초의 엑시노스 5 옥타 프로세서는 8개의 코어를 탑재했다고 해서, 8을 뜻하는 옥타(Octa)를 붙여 엑시노스 5 옥타 프로세서라는 이름을 갖게 됐습니다.

8개의 코어를 탑재한 엑시노스 5 옥타 프로세서는 기본적으로 빅리틀(big.LITTLE) 기술을 기반으로 작동합니다. 이 기술은 고성능의 빅코어(Cortex-A15) 4개와 저전력의 리틀코어(Cortex-A7) 4개, 총 8개의 코어가 작업별로 필요한 코어가 사용되는 전력 절감 구조를 가지고 있는데요. 총 8개의 코어는 3D 영상, 게임, 인터넷, SNS 등 애플리케이션 특성과 요구 성능에 따라 명령을 수행합니다.

그럼 엑시노스 5 옥타 프로세서가 어떻게 모바일 기기를 더욱 똑똑하게 만드는지 좀 더 자세히 알아보겠습니다.

■ 엑시노스 5 옥타 프로세서의 주요 특징

빅리틀 기술을 탑재한 삼성 엑시노스 5 옥타 프로세서가 뛰어난 이유는 바로 ‘HMP(Heterogeneous Multi-Processing)’ 기술이 적용되었다는 점인데요. HMP 기술은 빅리틀 기반의 엑시노스 5 옥타 제품을 더욱 효과적으로 사용할 수 있게 합니다.

기존의 빅리틀 기술은 작업을 수행할 때, 크게 빅코어군과 리틀코어군 둘 중 하나의 코어군으로만 작업을 처리할 수 있었습니다. 그러다 보니 특정 작업을 수행하는 데 필요한 성능이나 전력이 다를 경우엔 코어들을 유동적으로 사용하지 못하는 어려움이 있었는데요.

HMP 기술은 이러한 빅리틀 기술의 어려움을 보완합니다. 바로 빅코어와 리틀코어들이 각 기능에 맞게 동시에 작동할 수 있는 역할을 하기 때문입니다.

더 자세히 예를 들어 보겠습니다. 최근 스마트폰이나 태블릿을 이용하여 영화를 보거나 게임을 하는 분들이 많으신데요. 영화나 게임처럼 용량이 큰 작업을 잘 수행하기 위해서는 든든한 성능이 뒷받침 되어야 합니다. 이때 HMP 기술이 해당 기능을 잘 작동될 수 있도록 하는 것이죠. HMP 기술은 빅 코어 중심으로 리틀 코어의 개수를 조합하여 동시에 작동할 수 있도록 한답니다.

반대로 간단한 인터넷 검색이나 SNS를 사용할 때에는 똑똑한 HMP 기술이 리틀 코어 중심으로 코어를 작동시켜 훨씬 효율적으로 작업을 처리할 수 있게 합니다.

이처럼 HMP 기술이 더해진 엑시노스 5 옥타 프로세서는 빅 코어와 리틀 코어의 유동적인 동시 작동으로 인해 성능과 에너지 효율성을 극대화합니다.

■ 더욱 새로워진 엑시노스 5 옥타

엑시노스 5 옥타 코어 프로세서를 탑재한 최신 모바일 기기에서는 3D 게임과 같은 풍부한 멀티미디어 그래픽 컨텐츠를 사용자들이 직접 경험할 수 있습니다. 멀티미디어 컨텐츠를 더 빠르고 생생하게 즐길 수 있는 건 바로 Widcon과 GPGPU 덕분입니다.

① Widcon의 빠른 데이터 전송과 효율적인 에너지 사용

첫째, 30% 더 빨라진 데이터 전송력

Widcon은 세계에서 가장 넓은 메모리 대역폭(memory bandwidth)를 가지고 있습니다. 메모리 대역폭이 넓다는 것은 데이터 전송 속도가 빨라진다는 것을 의미하는데요.

위의 그림의 왼쪽 부분을 보면, 기존의 AP 솔루션 내에서 데이터는 D램과 모바일 프로세서 사이의 와이어를 통해서만 움직일 수 있었습니다.

하지만 엑시노스 5 옥타코어에 Widcon이 적용된 오른쪽 그림을 보면 삼성전자의 혁신적인 TSV(Through Silicon Via) 기술을 통해 데이터가 바로 도착지점에 이동 할 수 있게 된 것을 알 수 있습니다.

바로 데이터가 빙빙 돌거나 특정한 경로를 반드시 거쳐야 하는 것이 아니라 도착지점에 바로 이동할 수 있어 데이터 전송력이 빨라진 것이죠.

둘째, 효과적인 열 방출

넓은 대역폭뿐 아니라 Widcon 기술은 열 방출 기능 또한 기존 AP 솔루션과 다릅니다. 새롭게 리디자인 된 열 방출 설계는 발열을 줄이고 전력 소모량을 낮추는 기능을 한답니다.

셋째, 최대 20% 적은 에너지 소모량

앞서 언급한 Widcon의 넓은 대역폭과 효과적인 열 방출 설계는 에너지를 효율적으로 사용할 수 있게 합니다. 넓은 대역폭으로 애플리케이션의 작업 처리 능력은 극대화하고, 이로 인해 절약된 에너지는 효과적인 열 방출 설계와 함께 한 번 더 에너지를 소모를 낮추게 되는 것인데요. 이로 인해 에너지 소모를 기존의 AP 솔루션에 비해 최대 20%까지 절약할 수 있습니다.

② GPGPU(General Purpose computing by GPU) 기술이 전하는 생생한 그래픽

엑시노스 5 옥타 코어 프로세서가 탑재된 제품이 생생한 그래픽을 제공하는 숨은 두 번째 조력자는 바로 GPGPU(General Purpose computing by GPU) 기술입니다.

일반적으로 GPU는 그래픽 연산처리를 전담하는 반도체로 이를 통해 이미지와 영상의 신호전환, 화면 출력을 담당하였는데요. GPU의 기본적인 기능은 때때로 CPU보다 데이터를 효율적으로 처리할 수 있는 능력을 가지고 있다는 숨은 사실!

이러한 GPU의 장점을 활용한 것이 바로 GPGPU 기술인데요. 이 기술은 그래픽 담당뿐 아니라 상황에 따라 CPU의 역할을 분담하여 보조한답니다. CPU가 단독으로 수행했던 것을 GPGPU가 함께 하니, 시스템을 더욱 효율적으로 사용하게 되고 따라서 성능은 더욱 좋아지는 것이죠.

결과적으로 GPGPU의 효과적인 시스템 활용과 에너지 효율성 증가는 엑시노스 5 옥타 프로세서가 사용자들에게 3D 그래픽을 2.3배 가량 더 빨리 처리할 수 있게 만듭니다. 이것이 바로 고해상도 게임과 동영상을 보다 원활하게 즐길 수 있었던 이유입니다!

엑시노스 5 옥타 프로세서에 대한 더욱 자세한 내용이 궁금하시다면 공식 홈페이지를 통해서 확인해보세요.^^

☞ 엑시노스 5 옥타 프로세서 공식 홈페이지 바로가기

☞ ‘엑시노스 5 옥타’ 더욱 강력해진다. 삼성전자, ‘옥타코어 멀티프로세싱 솔루션’ 개발

☞ 삼성전자, ‘엑시노스 5 옥타’ 신제품 공개

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