애플 M1 따라 퀄컴 스냅드래곤 혁신 예정과 ARM RISC V기술

애플 M1 프로세서를 처음 발표하였을 때 전 세계는 경악했습니다. 전기 소모량이 엄청 작은 모바일 프로세서가 인텔 i7, i9을 상회하는 연산 능력을 보유하여 쿨링 시스템이 거의 필요 없는 데다가 심지어 가격도 저렴하였기 때문입니다. 이 혁신의 비밀은 ARM RISC를 기반으로 애플만의 독자 설계 최적화였습니다

 

 

 

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애플 M1

M1 은 RISC 계열입니다. RISC란 Reduced Instuction Computer 의 약자인데 일반적으로 휴대폰, 태블릿 등 저전력으로 많이 사용하던 기술이었습니다. 명령어가 단순하고 순차적으로 작업을 처리하다 보니 전력 소모가 적은 장점이 있습니다. 절대적인 성능은 인텔과 AMD의 CISC, Complex Instruction Set Computing, x86 계열에 비해서 뒤떨어졌기 때문에 한계점이 명확하여 주로 작은 화면에 모바일 제품에 사용해 왔지만 기술의 발달로 이제 ARM은 X86 계열에 절대적인 연산 성능이 동급 이상으로 향상되었습니다

 

ARM 기본 설계

RISC의대표는 ARM입니다. Advanced RISC Machine의 약자가 회사 이름인데, ARM은 축소된 명령 집합 아키텍처로 CPU 설계 회사입니다. 이 회사가 CPU를 설계하면 TSMC에서 최신 기술의 4나노미터로 생산하는 것입니다. ARM의 대표적인 고성능 CPU의 이름은 Cortex 코어입니다.

 

Cortex 코어 BIG LITTLE

 

Arm Cortex X4 설명 홈페이지 바로가기

 

 

Cortex 코어는 고성능이지만 전력을 많이 먹는 Cortex X 시리즈와 효율을 중요하게 생각하는 Cortex A 시리즈가 주로 사용되고 있습니다. Cortex X 시리즈는 고성능이므로 Big 프로세서라고 불리고 A 시리즈는 효율적인데 전력은 적게 먹기 때문에 Little 프로세서로 불리는데 보통 Big - Little 구성이 되어 옥타 (Octa) 8 코어로 합쳐지게 됩니다

 

X4 는 빅코어 , A720,520은 리틀 코어 - 8 CORE

 

여기서 BIG 코어, 즉 Cortex X 코어는 싱글 연산 속도에 영향력이 크게 작용합니다. 멀티 코어는 Cortex A 코어에 따르게 되는 것이죠. 우리가 알고 있는 스냅드래곤 8, 엑시노스, 디멘시티는 조합 방법의 차이와 최대 동작 클럭 속도의 차이 정도 뒤에는 거의 동일합니다. 그래서 실제 성능도 거의 유사한 수준이 나올 수밖에 없는 것입니다.

 

 

Arm Cortex A 시리즈 설 바로가기

 

Cortex X 코어 1개 + Cortex A720 4개 + Cortex A520 3개를 조합하면 멀티 코어 성능이 뛰어나게 나오고, A720 대신 A520을 더 많이 적용하면 전력 효율이 올라가면서 발열과 배터리를 오래 사용할 수 있게 됩니다.

 

애플 독자 설계

ARM v9은 ARM CPU의 9번째 신제품의 설명서인데 이 설명서를 가지고 독자적으로 설계를 할 수 있습니다. 이런 독자 설계로 탄생한 것이 바로 애플 A17, M3라고 불리는 최신 AP입니다.

애플은 아이폰5에 들어간 A6 칩셋부터 독자 설계를 시작하였다. 기본은 Arm의 아키텍처를 이용하였지만 독자적인 최적화를 통해서 Arm이 설계한 코어보다 항상 더 빠른 성능을 자랑하였고 M1이 출시되면서 정점을 향해 달려가고 있는 중입니다.

 

작은 화면의 아이폰과 아이패드를 넘어서 맥과 맥북에도 Arm 근본의 M 칩셋이 적용되면서 애플은 먼저 데스크톱 시장까지 생태계를 확장하면서 인텔 CPU로부터 독립하게 되어 그들만의 생태계를 더욱 확장시킬 수 있는 근본을 마련했다는 평가를 받고 있습니다

 

'M1 칩 개발 끝?'...애플 칩 개발자, 줄줄이 이직

 

최근 애플의 독자 설계를 담당하던 많은 직원들이 퇴사하면서 퀄컴으로 이직하였고 그 결과 최근 출시된 퀄컴의 AP 성능 향상이 눈에 띄게 올라가고 있습니다. 대표적으로 애플의 M2, M3에 대적할 수 있는 스냅드래곤 X엘리트를 발표하면서 미래의 치열한 성능 경쟁을 예고하였기 때문입니다

 

퀄컴 '스냅드래곤 X 엘리트', 애플 M2도 넘보는 성능 주목

 

갤럭시 S24 스냅드래곤 8 Gen 3

앞으로 출시될 갤럭시 S24에는 스냅드래곤 8 Gen 3 또는 엑시노스 2400이 탑재될 가능성이 높은 상황입니다

스냅드래곤의 X4와 A 720 , A520을 조합할 것으로 싱글코어는 애플에는 조금 밀리지만 멀티코어 성능은 역전했다는 전망이 나오면서 많은 관심을 보이고 있습니다

엑시노스 2400은 스냅드래곤 8 Gen 3와 동일한 코어를 사용했지만 A520을 더 많이 사용하면서 절대적인 성능은 스냅드래곤에 미치지 못할 것으로 예상되지만 절대적인 성능 자체적으로는 조금 떨어질 수 있지만 큰 차이는 아닐 것으로 예상되고 있습니다

 

RISC V 오픈한 기술

 

RISC V 알아보기

 

ARM은 사실 상 RISC의 독점 회사입니다. 거의 모든 특허를 가지고 있으며 대부분이 설계도 그대로 가져다가 쓰고 있으며 소수의 독자 커스텀을 하는 경우에도 아키텍처는 ARM V8, V9를 이용하기 때문입니다.

이런 독점에 반대하여 모두에게 오픈된 RISC V 라는 기술이 관심을 모으고 있습니다

 

'반도체 전설' 짐 켈러가 꼽은 RISC-V…"AI 시대 무어의 법칙 이을 동력"(종합) - 아시아경제

 

과연 오픈 소스가 ARM의 독점을 이겨낼 정도로 발전할 수 있을지 지켜봐야겠습니다.

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