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최근 해외 전시회 및 주요 언론을 통해 모바일 프로세서 시장은 쿼드코어로 넘어가는 분위기를 형성하고 있지만 아직까지 스마트폰 시장의 주력 프로세서는 듀얼코어 프로세서가 아닌가 싶네요. 또한 전력 소모 및 퍼포먼스 측면에서도 충분한 경쟁력을 갖추고 있기 때문에 올 스마트폰 시장을 주도하는 프로세서는 듀얼코어 프로세서로 예상되고 있습니다.

 

 

 

현재 ARM 아키텍처를 기반으로 한 듀얼코어 모바일 프로세서를 내놓는 곳은 퀄컴(Qualcomm), 삼성전자(Samsung), 엔비디아(Nvidia), TI 등이 있으며, 애플은 독자적인 A시리즈 프로세서를 내놓으며, 치열한 경쟁을 펼치고 있습니다.

 

퀄컴 스냅드래곤(Snapdragon)을 채택한 곳은 삼성전자, LG전자 팬택 스카이(SKY), HTC 등이 있고, 삼성 엑시노스는 삼성전자 전략 스마트폰에 탑재되고 있습니다. 애플 A5도 애플 모바일 기기 전용으로 채택되고 있으며, 엔비디아 테그라2 LG전자, 모토로라 등 스마트폰과 태블릿 등에 탑재되고 있습니다.

 

이처럼 다양한 프로세서가 출시되면서 소비자들은 동일 클럭 대비 퍼포먼스가 좋은 프로세서를 구분하고 있는데요. 온라인에서는 애플-삼성-TI-엔비디아-퀄컴 순이라고 언급되고 있는 상황입니다. 그런데 재미있는 것은 시장에서 가장 널리 사용되고 있는 친숙한 프로세서가 바로 퀄컴 스냅드래곤(Snapdragon)이라는 것이죠.

 

퀄컴 스냅드래곤(Snapdragon)에 대해서 잠시 추가 설명을 드리면, 2008 4분기에 스냅드래곤(Snapdragon) S1(1세대) 모바일 프로세서(1GHz)를 처음으로 선보였으며, 스콜피온(Scorpion) 아키텍처를 기반으로 현재 3세대 프로세서까지 출시된 상태입니다. 클럭수가 높고 비동기식으로 전력소모가 적으며, 통신 칩셋과 모바일 프로세서가 통합되어 호환성이 뛰어나다는 특징을 지니고 있습니다.

 

더군다나 통신칩과 모바일 프로세서가 통합된 상태로 저렴한 가격에 공급되는 장점을 갖고 있어 많은 스마트폰 제조사들에게 각광받는 모바일 프로세서가 되었습니다. 그런데 이 스냅드래곤(Snapdragon)이 국내 사용자들에게 좋은 평가를 받지 못했습니다. 그 이유 중 하나가 높은 클럭 수치에 비해 프로세서의 성능이 떨어진다라는 부분이 지속적으로 문제제기 되었기 때문입니다.

 

그런데 4세대 프로세서부터는 스콜피온(Scorpion) 아키텍처가 아닌 28나노미터(nm) 공정과 크레이트(Krait) 아키텍처 설계가 적용되면서 이와 같은 인식은 바뀔 것으로 보입니다. 크레이트(Krait) 아키텍처 기반으로 바뀌면서 기존에 지속적으로 문제되었던 부분을 대폭 개선되었기 때문입니다. 그럼 Qualcomm Krait 를 비롯해 ARM11, ARM Cortex A8, ARM Cortex A9, Qualcomm Scorpion 등이 포함된 다양한 아키텍처들을 한자리에 모아서 비교해 볼까요? 참고로 해외 벤치마크 전문 리뷰사이트인 아낸드테크(AnandTech)에서 공개된 자료를 참고하였습니다.

 

Source : http://www.anandtech.com/show/4940/qualcomm-new-snapdragon-s4-msm8960-krait-architecture

 

 

 

이 자료를 보면 퀄컴 스냅드래곤 S4 크레이트(Krait)는 듀얼코어 모델의 L2 캐시가 512KB에서 1MB로 늘어났고, 프로세서의 클럭도 향상되었습니다. 또한 A15에서 추가된 새 가상화 명령어 셋트, 40비트 메모리 어드레스를 지원하고, Cortex-A15의 파이프라인 길이와 비교하여 더 많은 로직 모듈을 포함하면서 프로세서의 클럭을 향상시킬 수 있는 특징을 지니고 있습니다.

 

 

더욱이 퀄컴 스냅드래곤 S4 크레이트(Krait) 디코드(Decode)의 성능이 스콜피온의 2-wide와 비교하여 50% 개선된 것을 비롯해 파이프라인의 길이, 비순차적 명령어 처리 능력, 제조 공정 등이 크게 향상되었고, FPU(부동소수점 연산 유닛) VFPv3에서 VFPv4로 바뀌었다는 것을 알 수 있습니다.

 

 

메모리 컨트롤러는 이전 세대(스냅드래곤 S3)에 사용되었던 듀얼채널 LPDDR2 메모리 컨트롤러를 채택했는데요. 일반적인 상황에서라면 1개 채널만 사용하는 것으로 알고 있습니다. 따라서 2개의 32비트 채널을 사용하려면 반드시 기판에 2개의 DRAM이 병렬로 패키징 되어야 하는데요. 퀄컴 스냅드래곤 S4 크레이트(Krait)에 채택된 메모리 컨트롤러는 이전 세대의 싱글 채널 컨트롤러를 개선했습니다. 2개의 32비트 DRAM을 중첩하여 패키징함으로서 2개의 32비트 메모리 컨트롤러를 모두 사용할 수 있게 된 것이죠. 이 때문에 메모리의 성능은 스콜피온보다 향상될 것으로 보입니다.

 

현재 퀄컴이 공개한 4세대 모바일 프로세서부터는 듀얼코어 프로세서인 MSM8960(1.5~1.7GHz), MSM8960 Pro(1.5~1.7GHz), MSM8270(1.5~1.7GHz), MSM8260A(1.0~1.2GHz), MSM8230(1.5~1.7GHz)와 쿼드코어 프로세서인 APQ8064 MSM8974 등 총 7(듀얼코어 5, 쿼드코어 2) 라인업으로 구분된 상태입니다. 전체적인 로드맵은 위키디피아에 공개된 자료를 참고해주세요.

 

Source : http://ko.wikipedia.org/wiki/%EC%8A%A4%EB%83%85%EB%93%9C%EB%9E%98%EA%B3%A4

 

 

스냅드래곤(Snapdragon) S4의 성능은?

퀄컴 스냅드래곤(Snapdragon) S4(4세대)를 채택한 스마트폰이 등장하자 모바일 프로세서 스냅드래곤(Snapdragon) S4가 지닌 퍼포먼스에 대해서 높은 관심이 쏠리고 있습니다. 해외 벤치마크 전문 리뷰사이트인 아낸드테크(AnandTech)에서 MSM8960(듀얼코어)을 탑재한 MDP(Mobile Develope Platform) MSM8960의 벤치마크 결과를 공개하면서 이슈를 모았는데요. 테스트에 사용된 MDP MSM8960의 스펙은 다음과 같습니다.

 

 

SoC

MDP MSM8960

CPU

Dual Core 1.5GHz

Architecture

Krait(28nm)

GPU

Adreno 225

RAM

1GB LP DDR2

NAND

16GB intergrated, MicroSD slot

Cameras

13MP Rear Facing with Autofocus and LED Flash, Front Facing(? MP)

Display

4.03" SWVGA(1024 x 600) LCD-TFT

Battery

5.6 Whr removable

OS

Android 4.0.3(ICS)

 

 

벤치마크 결과는 어땠을까요? 아낸드테크(AnandTech)가 공개한 자료를 살펴보도록 하겠습니다.

 

Source : http://www.anandtech.com/show/5559/qualcomm-snapdragon-s4-krait-performance-preview-msm8960-adreno-225-benchmarks/2

 

 

 

인텔 MKL 라이브러리에 포함된 Linpack 테스트 결과를 살펴보면 인상적입니다. 싱글스레드 및 멀티스레드에서도 스냅드래곤 3세대(1.5GHz) 프로세서를 탑재한 MDP MSM8660보다 2배나 빠른 성능을 보여줍니다.

 

 

CPU의 퍼포먼스를 알 수 있는 선스파이더 자바스크립트(SunSpider Javascript) 벤치마크의 결과에서도 MSM8960은 최근 출시된 아이폰4S보다 74% 향상된 수치를 보여줍니다.

 

 

웹브라우저 벤치마크로 유명한 Vellamo의 벤치마크 결과 입니다. OpenGL 브라우저 가속이 적용되고 되지 않은 것에 따라 차이가 있지만 Vellamo의 벤치마크 결과에서는 만족스러운 결과를 보여주고 있습니다.

 

이정도 수치라면 크레이트(Krait)의 간접적인 성능은 Cortex-A9보다 Cortex-A15과 비슷한 퍼포먼스를 보여주는 것이 아닐까 싶네요. 퀄컴 크레이트(Krait)를 탑재한 제품이 출시된다면 기대해 볼만 할 것 같습니다.

 

스냅드래곤(Snapdragon) S4의 소비 전력은?

퀄컴 스냅드래곤 S4 크레이트(Krait)는 표준 28나노 LP 공정으로 제조됩니다. 스콜피온(Scorpion)과 마찬가지로 퀄컴 스냅드래곤 S4 크레이트(Krait)의 모든 코어는 독립된 클럭/전압 컨트롤 매커니즘을 가지고 있습니다. 이런 설계는 다양한 상황에 맞게 소비전력을 적절하게 가용 할 수 있다는 장점이 있습니다. 그 중 하나가 배터리 효율을 극대화시키는 Neon 모듈이 아닐까 싶은데요. Neon 모듈은 영상 및 음악 재생 시 클럭수를 낮춰 저전력으로도 고클럭의 효과를 낼 수 있는 특징을 지니고 있습니다.

 

퀄컴 스냅드래곤 S4 크레이트(Krait) 아키텍처가 적용된 MSM8960의 동작 클럭은 1.5Ghz(듀얼코어)입니다. 아마도 코어 클럭 수에 따라 최대 오버클럭 1.7~2GHz까지 가능 할 것으로 보입니다. 이에 비해 스콜피온(Scorpion) 1.55GHz까지만 가능합니다. 동일 작업을 실행했을 때의 소비 전력부분에서 퀄컴 스냅드래곤 S4 크레이트(Krait)265mW, 퀄컴 스냅드래곤 S3 스콜피온(Scorpion)432mW을 기록하고 있어 앞선 수치를 보여주고 있습니다.

 

데이터가 풀로드 되는 시점에서 퀄컴 스냅드래곤 S4 크레이트(Krait)가 더 많은 전력을 소비할 수 있겠지만 전체적으로 보면 S3 스콜피온(Scorpion)보다 전력관리 효율이 높기 때문에 소비전력을 낮출 수 있어 개선된 모습을 보여주지 않을까 싶네요.

 

 

그럼 그 사실을 확인하기 위해 자바스크립트를 이용한 MoonBat 벤치마크 결과를 살펴보도록 하겠습니다.

 

이미지를 보면, 2개의 CPU Core 0, 1(노란색 분홍색)이 각각 동작하며 사용하는 전력소모량이 1.5W(750mW x 2 CPU Core)에 달하는 것을 알 수 있습니다. 이 전력소모량은 이전세대 스냅드래곤 S3(3세대)와 유사한 결과치를 보여줍니다.

 

 

이번 벤치마크의 결과 값에서도 비슷한 결과값을 보이고 있습니다. 벤치마크 프로그램이 종료되면 1개의 코어만 작동하는 것을 CPU Core 0만 작동하는 것을 알 수 있습니다. 이는 비동기식 구조를 지닌 프로세서에서 나타나는 현상입니다. GPU, 비디오 디코더, 통신용 모뎀의 수치를 나타내는 Digital Core Rail Power 부분을 살펴보면, 필요에 따라 전력소모량이 가변되는 것을 확인할 수 있습니다.

 

 

 

상황에 따라 싱글코어로 동작하며 배터리 효율을 극대화 시킬 수 있는 퀄컴 스냅드래곤 S4 크레이트(Krait)의 진가 여기서 드러나네요. 또한 크롬 페이지를 로딩할 때에도 2개의 코어가 모두 동작하거나 싱글코어로 작동하는 것을 확인 할 수 있습니다.

 

 

3D 퍼포먼스를 측정하는 GL벤치마크 2.1.0을 구동할 때에도 전력소모량의 가변수치가 큰폭의 낙차를 보였는데요. 낙차폭이 좁은 것으로 볼 때, 전력소모량이 극심하진 않을 것으로 보입니다. 하지만 이와 같은 낙차폭이 지속되는 프로그램을 실행한다면 배터리 효율은 떨어질 수 밖에 없겠네요.

 

Source : http://www.anandtech.com/show/5559/qualcomm-snapdragon-s4-krait-performance-preview-msm8960-adreno-225-benchmarks/4

 

 

MWC2012 현장에서 촬영한 ZTE 부스MWC2012 현장에서 촬영한 ZTE 부스

 

글을 정리하며

최근 폐막한 MWC2012에서 28나노미터(nm) 공정과 크레이트(Krait) 아키텍처가 적용된 스냅드래곤(Snapdragon) S4 프로세서를 탑재한 스마트폰이 공개된바 있는데요.

 

MWC2012 현장에서 촬영한 ZTE 부스MWC2012 현장에서 촬영한 ZTE 부스

퀄컴 MSM8960(1.5~1.7GHz)을 채택한 아수스 트랜스포머 패드 인피니티(3G/4G), HTC One XL, ZTE V96 등이 있으며, 퀄컴 MSM8260A(1.5~1.7GHz)를 탑재한 아수스 패드폰, HTC One S, 파나소닉 엘루가 파워, ZTE V9S 등이 공개되며, 큰 이목을 모으고 있습니다.

 

MWC2012 현장에서 촬영한 ZTE 부스 ZTE V96MWC2012 현장에서 촬영한 ZTE 부스 ZTE V96

 

다행스럽게도 MWC2012에 참관할 기회를 얻어 ZTE V96를 접할 기회가 있었는데요. 당시 ZTE부스에서 본 V96은 작동하지 않았습니다. 그래서 퀄컴 스냅드래곤 S4 크레이트(Krait)의 성능을 테스트 해보지 못해 너무 아쉽네요.

 

MWC2012 현장에서 촬영한 ZTE 부스 ZTE V96MWC2012 현장에서 촬영한 ZTE 부스 ZTE V96

국내에서도 퀄컴 스냅드래곤 S4 크레이트(Krait)를 적용한 스마트폰이 출시될 것으로 알려지고 있는데요. 확실한 정보는 아니지만 팬택 스카이(SKY) MSM8960을 탑재한 베가레이서2(가칭)을 출시할 계획이라고 합니다. 언론에서도 다음달 출시로 전망하고 있어 조만간 퀄컴 스냅드래곤 S4 크레이트(Krait)의 실체가 드러날 것으로 보입니다.

 

퀄컴 스냅드래곤 S4 크레이트(Krait)는 서두에서도 언급하고 벤치마크의 수치에서도 알 수 있지만 기존 세대의 문제점을 개선하고 소비전력 효율을 극대화 했다는 것을 알게 되었습니다. 그 동안 스냅드래곤 S3(3세대)가 소비자들에게 좋은 평가를 받지 못했지만 퀄컴 스냅드래곤 S4(4세대) 크레이트(Krait)를 탑재한 스마트폰을 중심으로 긍정적인 평가를 받을 수 있기를 바랍니다.

 

본 포스팅은 SKY 오피니언 기자단 활동으로 지원 받아 작성되었습니다.


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