스마트폰도 하나의 컴퓨터입니다. 컴퓨터의 4대 요소인 ‘연산장치’, ‘기억장치’, ‘입력장치’, ‘출력장치’를 모두 갖추고 있기 때문입니다. 컴퓨터라고 해서 거대한 본체가 있고 키보드/마우스, 모니터가 있어야할 필요는 없습니다.

이번 스마트폰 스펙파헤치기 3부에서는 지난 시간에 이어 컴퓨터의 ‘연산장치’에 해당하는 모바일AP에 대해 알아보겠습니다. 출력장치에 해당되는 ‘디스플레이’에 대해서는 이미 두 번에 걸쳐 알아봤었죠.

여러분, 궁금하지 않으세요? 컴퓨터에서 연산장치는 CPU를 말하는데 왜 스마트폰에서는 모바일 AP(Application Processor) 또는 AP라고 부르는지를 말입니다. 지금부터 그 이유를 설명해드리겠습니다.

본 포스트에는 아래와 같은 내용들이 포함되어 있습니다.

1. 모바일 AP란

2. AP에는 어떤 것들이 들어 있나

3. AP를 만드는 회사들

모바일 AP란?

(퀄컴 스냅드래곤 모바일AP 구성)

AP는 SoC(System-On-Chip)의 일종입니다. SoC는 말 그대로 시스템이 칩 하나에 다 들어가 있는 것을 말하는데요. 여기에서 말하는 시스템이란 CPU, GPU, 모뎀칩, 이미지 프로세서(카메라용), 멀티미디어 칩 등을 말합니다. 사실 이 보다 더 많은 기능들이 다 포함되어 있고 AP 제조사에 따라 내장되어 있는 기능들이 다릅니다.

AP에는 어떤 것들이 들어가 있나?

AP에 포함되어 있는 대표적인 기능들을 소개해드리겠습니다.

CPU (Central Processing Unit)

이게 빠질 수 없죠. 보통 AP = CPU라고 생각하는 것도 가장 대표적인 기능이기 때문입니다. AP에 들어가는 CPU는 처리 방식에 따라 32bit와 64bit가 있고 코어 개수에 따라 쿼드코어(4개), 옥타코어(8개) 등으로 불립니다.

GPU (Graphics Processing Unit)

GPU는 그래픽을 처리하는 프로세서입니다. 2D그래픽 뿐만 아니라 3D까지 모두 이 칩셋을 통해 처리하는데요. CPU에서 그래픽 처리를 해도 되지만, 그렇게 되면 CPU가 너무 많은 일을 하게 되서 이제는 GPU가 별도로 사용됩니다. 

AP 제조사에 따라 들어가는 GPU도 다르며, 퀄컴에서는 아드레노(Adreno)라는 이름의 GPU를 사용하고 다른 곳에서는 ARM의 말리(Mali) 칩셋을 많이 사용합니다.

모뎀(통신칩)

인터넷 연결을 위한 모뎀 칩도 AP안에 들어갑니다. 하지만 이렇게 AP에 모뎀을 넣는 제조사는 많지 않습니다. 퀄컴의 스냅드래곤이 세계에서 가장 점유율이 높은 이유도 이것 때문입니다.

초기에는 퀄컴의 스냅드래곤이 유일 했으나 지금은 삼성 엑시노스 8890, 미디어텍의 Helio 시리즈, 엔비디아의 테그라 4 시리즈 등 대부분의 AP에 내장되어 있습니다.

카메라 제어

카메라 기능 제어도 AP에서 담당을 합니다. 물론 카메라 렌즈나 이미지 센서는 별도로 되어 있고 AP에서는 오직 카메라로 찍은 이미지만 처리하는 일을 합니다. 사진과 동영상을 찍을 때 더 높은 해상도로 찍어도 끊김이 없고, 슬로우 모션 등의 영상을 처리하는 것도 AP의 성능이 올라감에 따라 가능해진 것입니다.

멀티미디어 지원

요즘 스마트폰들 대부분은 4K UHD 동영상도 부드럽게 재생할 수 있습니다. 하지만 보급형 PC에서는 4K UHD 영상을 재생할 때 끊기거나 영상과 사운드가 서로 맞지 않는 현상이 발생하는데요. 이는 AP에 탑재되어 있는 VPU (Video Processing Unit)이 있기 때문입니다.

이 VPU가 하는 것은 동영상 재생에 특화된 프로세서로, 60프레임 수준의 4K UHD 영상을 재생시킬 수 있습니다.

모바일 AP를 만드는 회사들

마지막으로 모바일 AP를 제조하는 대표적인 회사들과 그곳에서 생산되는 제품들을 소개해드리겠습니다.

퀄컴 – 스냅드래곤 시리즈

ARM 기반으로 제작이 되며 GPU와 모뎀까지 모두 하나의 칩에 넣어 생산하여 현재 세계 시장 점유율이 1위입니다. 하지만 스냅드래곤 810부터 나타났던 발열 문제로 인해 삼성전자가 자사의 프리미엄 스마트폰에서 더 이상 스냅드래곤을 사용하지않으면서 점유율이 많이 하락했습니다.

현재 스냅드래곤 818까지 양산되었고 스냅드래곤 820이 내년에 출시될 예정입니다.

삼성 – 엑시노스 시리즈

자체적으로 메모리와 비메모리 반도체 제작이 가능하며 현재 최고 수준의 제조 공정을 갖추고 있습니다. 엑시노스 시리즈의 성능은 현재 출시되어 있는 AP 중 톱 클래스라 할 수 있고, 엑시노스 8부터는 모뎀 칩까지 내장하면서 수출의 길을 확보하게 됐습니다.

현재 엑시노스 7420이 양산 중이며 내년에 엑시노스 8890이 출시될 예정입니다.

애플 – A 시리즈

애플은 아이폰과 아이패드에 각각 ‘Ax’(x는 숫자) 시리즈와 ‘AxX’ 시리즈 AP를 탑재하고 있습니다. 특히 아이폰 시리즈에 들어가는 ‘Ax’는 CPU가 두 개 밖에 들어가지 않음에도 불구하고 성능은 타사의 옥타코어에 못지 않은 수준을 보여주고 있습니다. 현재 ‘Ax’ AP는 삼성전자와 대만의 TSMC에서 생산되고 있습니다.

현재 아이폰6s에는 A9가, 아이패드 프로에는 A9x가 사용되고 있습니다.

엔비디아 – 테그라 시리즈

PC용 그래픽 칩셋 제조사로 유명한 엔비디아도 모바일 AP를 생산하며 그 이름은 ‘테그라(Tegra)’입니다. 테그라의 특징은 강력한 GPU입니다. 그래픽 칩셋 제조 경험과 기술이 풍부하다 보니 이 장점을 살려 AP에 적용한 것입니다. 하지만 시중에서 테그라를 사용한 스마트폰이나 태블릿은 그리 많지 않습니다.

현재 테그라 K1이 주력으로 사용되고 테그라 X1까지 발표한 상태입니다.

미디어텍 – Helio 시리즈

미디어텍은 대만에 본사를 둔 회사로 엔비디아처럼 직접 칩을 제조하지 않고 설계만 하는 회사입니다. 가격이 저렴해서 중국산 저가형 스마트폰이나 태블릿에 미디어텍의 AP가 사용되고 있습니다. 최근 ‘Helio’ 시리즈로 성능 향상을 꾀했고 특히 가장 최근에 발표한 ‘Helio X20’은 10개의 CPU를 탑재하는 기술력을 보여줬습니다.

화웨이 – 기린(Kirin) 시리즈

화웨이는 자회사인 하이실리콘(HiSilicon) 사를 통해 AP를 생산하고 있습니다. 하이실리콘에서 생산하는 AP의 이름은 ‘기린(Kirin)’이며 이 AP는 모두 화웨이 스마트폰에 탑재되고 있습니다. 역시 ARM을 기반으로 하고 최근에는 삼성 엑시노스 7420을 뛰어넘는 ‘기린 950’을 발표하고 연내 상용화할 계획입니다.

LG전자 – 뉴클런

LG전자 역시 최근에 ‘뉴클런’이라는 이름의 AP를 직접 설계하고 LG G3 스크린에 탑재해 판매를 했습니다. 하지만 생각보다 낮은 성능으로 실패 위기에 있었으나, 인텔과 공동 개발로 차기작인 뉴클런2를 설계하고 인텔이나 TSMC를 통해 내년부터 생산할 준비를 하고 있다는 사실이 포착됐습니다. 성능 역시 삼성 엑시노스 7420보다 우수한 것으로 알려져 기대를 모으고 있습니다.

지금까지 스마트폰의 두뇌이자 모든 것이라 말해도 부족함이 없는 모바일AP에 대해 알아봤는데요. 막연하게 ‘AP = CPU’라고 생각했던 부분이 있다면 이번 글을 통해 바로 잡았으면 하는 바람입니다.

다음시간에도 또 다른 주제로 스마트폰 스펙파헤치기가 연재되니 기대해주세요~

[스마트폰 스펙 파헤치기 #2] 디스플레이의 양대 산맥 LCD와 OLED

[스마트폰 스펙 파헤치기#1] 풀HD가 좋나요? UHD가 좋나요?