안녕하세요 디일렉 한주엽입니다. 저는 현재 하와이, 마우이섬에 와 있습니다. 미국 반도체 회사 퀄컴의 신형 AP 발표를 보기 위해서인데요. 퀄컴은 매년 연말마다 이런 발표 행사를 열고 있습니다. 다음년도에 나오는 신형 스마트폰에 탑재되는 신제품 AP가 이 행사에서 발표가 됩니다.
이번에 발표한 신제품은 스냅드래곤8 젠2 입니다. 퀄컴은 작년부터 스냅드래곤 네이밍을 고정했습니다. 프리미엄급 스마트폰에 탑재되는 AP 이름은 스냅드래곤8 시리즈로 정의했고 연도별로 젠1 젠2 이런식으로 이름을 붙이고 있습니다. 아마 내년에 출시될 신제품은 젠3가 되겠죠. 숫자8을 고정한 건 작년에도 제가 말씀드린 것 같은데 중국을 노린 겁니다. 중국이 숫자 8을 좋아하니깐요. 뭐 딱히 더 쓸 수 있는 숫자도 없었구요.
스냅드래곤8 젠2는 4나노 공정으로 제작됩니다. 퀄컴은 신형 칩을 탑재하기로 한 스마트폰 회사가 모토로라·원플러스·오포·소니·샤오미·ZTE 등이 있다고 얘기는 했는데 삼성은 목록에서 빠졌어요. 삼성이 이들하고 같이 섞이길 원하지 않아서 아마 회사 이름 넣는 것을 허락하지 않았을 가능성이 큰데요. 그러나 이미 많이 보도된 바와 같이 내년에 출시될 프리미엄급 삼성 갤럭시S23 스마트폰에는 전량 스냅드래곤8 젠2가 탑재될 것으로 저희는 알고 있습니다.
스냅드래곤 발표가 삼성 반도체에는 여러모로 안좋은 소식을 많이 담고 있는데요. 내년에 나올 프리미엄 갤럭시 스마트폰에 시스템LSI의 엑시노스가 안들어가구요. 모든 지역 프리미엄 모델에 전량 스냅드래곤이 들어가는 것으로 저희는 알고 있습니다. 파운드리와 관련해서도 4나노까지는 TSMC와 병행해서 가는데 내년 이맘때 나올 스냅드래곤 젠3는 TSMC에 3나노로 전량 맡기는 것으로 저희가 이미 한 번 보도를 해 드린바가 있죠. 저 3나노는 GAA가 아닌 핀펫 공정입니다. 그리고 아마 GAA로 갈 때는 삼성과 TSMC 공장을 병행해서 쓰지 않을까 생각을 해 봅니다.
스냅드래곤에 대해 차근차근 설명을 해 보겠습니다. 스냅드래곤 시스템온칩 안에는 크게 크라이오 CPU, 아드레노 GPU, 헥사곤 프로세서, 스펙트라 ISP, 5G 모뎀 RF 시스템, 패스트커넥트, 메모리, 센싱 허브로 구성이 돼 있습니다. 과거에는 이들 구성 요소별로 소개를 했는데 올해부터는 기존과는 다르게 기능별로 설명을 했습니다. 그래서 저희도 그렇게 정리를 해 봤습니다.
첫번째, AI 입니다. 퀄컴이 이번에 신형 칩을 발표하면서 가장 많이 강조한 것이 AI입니다. 더 이상 성능이 얼마 높아졌다 이런 식으로는 뭔가 소구포인트를 못 잡는다고 느낀건지 AI에 상당한 시간을 할애했습니다. 실제 칩 설계도 그 방향으로 갔구요. 퀄컴 역시 신형 칩의 개발 방향을 AI로 잡았다고 실제 밝히기도 했습니다. 이건 업계 전반적인 흐름인 것 같습니다. 구글도 픽셀폰에 자체적으로 설계한 텐서 칩을 넣고 있고, 지난 주에 대만에 미디어텍도 디멘시티 9200 프리미엄급 AP를 발표하면서 전년 대비 성능이 최대 35% 향상된 6세대 AI 처리장치를 도입했다고 강조했었습니다.
제가 이 발표를 들으면서 느낀건 국내에도 AI 칩 설계하는 스타트업이 많은데, 이렇게 대형 SoC 회사들이 자기네들 칩에 직접 설계한 AI 설계 블록을 넣고 있기 때문에 과연 비집고 들어갈 틈이 있을까 라는 것입니다.
아무튼 스냅드래곤8 젠2에는 플랫폼 전체에 걸쳐서 AI 기술이 적용됐습니다. 가장 기본이 되는 AI 연산, 가속 기술은 헥사곤 프로세서가 담당을 합니다. 과거에는 헥사곤을 DSP로 불렀는데 여러 AI 연산과 가속기가 들어가면서 그냥 프로세서로 이름이 정정됐습니다. 아마 젠1부터 그렇게 했던 것으로 제 기억에는 남아 있습니다. 헥사곤 안에는 텐서 가속기, 벡터 확장기, 스칼라 가속기, 마이크로 타일 추론기, INT8, INT16, FP16 정밀 연산기에다가 이번 신제품에는 INT4 까지 최초로 지원이 됩니다. 개발쪽에서 보다 가벼운 AI를 위해 INT4를 지원해달라는 요구가 있었던 것 같은데, 아무튼 이번에 처음으로 지원이 된다는 것이구요. 텐서 가속기의 경우 이전 버전 대비 두 배 더 커졌다고 합니다. 전체 AI 성능만 놓고 보면 최대치로 4.35배 향상됐다고 퀄컴은 설명했습니다. 그렇다면 그것이 실제 스마트폰을 활용할 때 어떤 경험으로 다가오느냐, 퀄컴은 한 번에 여러 언어를 번역하거나 영상을 찍을 때 배경을 흐리게 하는 등 다양한 형태의 경험을 기존 대비 빠르게 할 수 있다고 했습니다. 만들어지는 소프트웨어에 따라 경험량이 달라지겠죠. 헥사곤과 붙어서 기능을 수행하는 것이 바로 센싱 허브입니다. 센싱 허브 속에도 별도로 AI 프로세서가 들어가는데, 이것은 기존 대비 하나가 더 늘어난 것입니다. 이 센싱 허브를 활용해서 아주 낮은 전력 소모량으로도 상시로 소리나 각종 센서로부터 들어오는 데이터, 카메라 영상을 센싱할 수 있다고 합니다. 예를 들어서 제가 핸드폰을 보고 있다가 잠시 자리를 비운다, 그러면 폰이 알아서 화면을 잠궈주고, 또 볼일을 보고 멀리서 걸어오면 그 소리나 진동을 센싱한 다음 사용자 얼굴을 카메라로 센싱해서 알아서 잠금까지 풀어주는 그런 기능을 구현할 수 있게 된다는겁니다. 이것도 소프트웨어를 어떻게 짜느냐에 따라서 굉장히 다양한 기능성을 접목할 수 있을 겁니다.
두번째는 카메라 성능입니다. 카메라 역시도 AI 기술이 많이 접목됐습니다. 얼굴과 머리카락, 옷, 하늘과 같은 사물을 인식해 사진의 각 부분을 최적화하고 이미지를 조정해주는 기술을 구현할 수 있습니다. 이미지센서로 들어온 데이터를 처리하는 게 ISP인데 스냅드래곤8 젠2에 들어가 있는 18비트 스펙트라 ISP는 AI 연산을 맡는 헥사곤 프로세서로 다이렉트로 링크가 돼 있어서 굉장히 빠른 속도로 촬영 사진의 각 부분을 최적화하고 이미지를 조정합니다. 이런 기능을 지원해서 퀄컴은 이번 스펙트라 ISP를 '사물을 인지하는 ISP' 라고 정의했습니다.
제가 여러가지 데모를 보고 왔는데 너무나 사진을 화사하게 바꿔줘서 이건 너무 왜곡이 아닌가 하는 생각도 했었습니다. 신형 스펙트라 ISP는 또한 10비트 HDR에서 8K HDR 비디오 캡처를 지원합니다. 이 ISP는 2억화소의 삼성전자 아이소셀 HP3를 지원합니다. 대역폭이 굉장히 넓다는 얘기겠죠. 최근에 갤럭시S23 시리즈 일부 모델에 2억화소 이미지센서가 탑재된다고 하는데 아마도 그 같은 예상을 뒷받침하는 내용이기도 합니다. 삼성 이미지센서 말고도 소니가 발표한 스마트폰용으로는 굉장히 거대한 면적의 1인치 센서 IMX 989를 지원한다고 합니다. 또 픽셀을 소프트웨어적으로 합쳐서 저조도에서도 상대적으로 쨍한 화질을 내는 소니 IMX800 이미지센서도 지원합니다. 작년에 퀄컴이 소니와 카메라 관련한 공동 연구를 진행한다고 발표하기도 했는데 AP 1등과 이미지센서 1등이 만나서 다양한 차세대 스마트폰 카메라 기술이 계속적으로 나오고 있습니다.
세 번째는 연결성입니다. 스냅드래곤8 젠2에는 올해 초 퀄컴이 발표한 스냅드래곤 X70 모뎀을 탑재하고 있습니다. 이 모뎀에도 5G 성능을 최적화하는 전용 AI 프로세서가 들어갑니다. 속도와 커버리지, 배터리 사용량을 높이고 지연시간을 더 줄여준다고 퀄컴은 설명했습니다. 5G와 5G, 4G 듀얼심 듀얼 액티브 기술을 지원하기 때문에 한 번에 두 개의 5G 와 5G 또는 5G 와 4G SIM 카드를 사용할 수 있습니다. 물론 단말에서 이를 지원해야 되겠지만요. 커넥티비티를 보면 퀄컴 패스트커넥트 7800이 내장되는데 신형 와이파이7 기술을 지원합니다. 최고 속도가 5.6Gbps에 달하기 때문에 기존 와이파이6 대비 두 배 빠른 속도로 인터넷을 할 수 있습니다. 지연시간 역시 2밀리세컨 정도로 매우 낮다고 합니다. 물론 아직 와이파이7을 지원하는 액세스 포인트가 별로 없지만, 추후 보급이 이뤄지면 단말 단에서 이를 활용할 수 있습니다. 블루투스의 경우 최초로 듀얼 기능을 탑재해서 연결 범위가 두 배로 늘어나고 전력소모량을 기존 대비 50% 수준으로 낮췄다고 했습니다.
네 번째는 게이밍 등 전반적 성능에 관한 것입니다. 과거에는 이런 CPU나 GPU 성능에 대한 것을 가장 먼저 내세웠는데 이번 발표에선 약간 뒤로 빠져 있는 느낌이었습니다. 퀄컴 스냅드래곤8 젠2에 탑재된 신형 크라이오 CPU는 하나의 프라임 코어, 4개의 고성능 코어, 3개의 저전력 코어가 탑재됐다고 합니다. 프라임코어는 3.2GHz, 고성능 코어는 2.8GHz, 저전력 코어는 2.0GHz 속도로 동작합니다. L3 캐시는 8MB를 달았구요. 기존 젠1과 비교했을 때는 저전력 코어 1개가 빠진 것이고 대신 고성능 코어를 1개 더 늘렸습니다. 그 때문에 이전 제품 대비 35% 성능이 높아졌다고 했습니다. 동일 성능이면 전력 소모량은 40% 줄였다고 합니다. 아드레노 GPU의 경우 성능은 25%, 전력 소모량은 45% 개선했다고 합니다. 아드레노는 업계에 유일하게 HDR과 관련된 모든 핵심 기능을 지원합니다. 또 한가지 짚어야 될 것은 처음으로 레이트레이싱 기술을 아드레노 GPU에서 지원한다는 것입니다. 레이트레이싱은 빛의 경로를 계산해서 보다 실제와 같은 3D 그래픽을 보여주는 기술인데.. 모바일 AP에 이 기능이 내장되는 건 제가 알기로 이번이 처음이 아닌가 싶습니다. 이번 발표 행사에서 오포 같은 스마트폰 기업은 퀄컴 레이트레이싱과 관련해 소프트웨어 개발 키트를 제공해서 기술을 활용할 수 있게 한다는 발표도 했는데요. 전력소모량이 5와트(W) 미만이라고 하는데 이쪽 분야 전문가들은 1와트(W) 미만으로 떨어져야 제대로 쓸 수 있다 이런 평가도 내놓는 걸 보니까, 아직 갈길이 남았다는 생각도 듭니다.
전반적 성능에 대해 말하자면 작년 이맘때 공개된 젠1 제품의 경우에는 배터리 지속 값이 그렇게 만족스럽지 못하다는 평가가 여기저기서 제기됐습니다. 젠1 플러스 칩셋의 경우 그러한 불만이 어느 정도 누그러졌었는데 젠2가 실제로 전력소모량 면에서 회사가 밝힌 내용대로 되는지 한 번 확인을 해봐야되겠습니다.
또 다른 관심 사항은 애플이 아이폰14 프로 버전 이상 제품에 탑재된 A16 바이오닉과의 성능 차이입니다. 역시 4나노 공정으로 생산되죠. 이것 역시 제품이 나와봐야 알 수 있는 내용이니까 추후 자세히 전해드리도록 하겠습니다. 이건 삼성 갤럭시S23과 아이폰14 프로 버전의 차이로도 얘기를 할 수 있으니깐요.
마지막 다섯번째는 사운드와 보안 기능입니다. 사운드의 경우 48kHz 무손실 음악 스트리밍을 지원하는 것이 특징이구요. SoC 내에 보안 영역이 존재하기 때문에 암호화 키 값을 안전하게 보관할 수 있다고 합니다. 또한 실제 얼굴과 가짜 얼굴을 구분할 수 있는 얼굴 인증 기능도 제공합니다.
내년 초면 스냅드래곤8 젠2를 탑재한 스마트폰이 대거 시중에서 판매될 것으로 예상됩니다. 이 칩을 탑재한 스마트폰의 AI 경험이 얼마나 좋아질지, 그리고 실제 배터리 사용량은 얼마나 늘어날 지 한 번 지켜봐야 될 것 같습니다.
《전자부품 전문미디어 디일렉》