LCD vs OLED, 소비전력 무엇이 더 좋을까?

앞서 언급한 LCD와 OLED의 소비전력 비교를 위해서는 테스트가 필요한데, 이는 디스플레이 외에도 완제품을 구성하는 배터리, 기판, 프로세서, 메모리 등의 다양한 부품들의 개입으로 인해 쉽지만은 않다.

현실적으로 패널만을 떼어서 패널의 소비전력을 측정하는 것이 불가능한 상황에서 보드나라는 이러한 LCD와 OLED에 대한 전력소모를 가급적 정확하게 비교하기 위해 디스플레이를 제외한 모든 스펙이 동일한 AMOLED버전 넥서스 원과 S-LCD버전 넥서스 원을 놓고 동일한 환경에서의 전력소모 테스트를 진행해 보았다.

AMOLED와 S-LCD 넥서스 원을 선택한 이유?

 LCD와 OLED의 소비전력 비교를 위해 사용된 구글 레퍼런스폰인 넥서스 원은 HTC에서 생산되었으며, 초기 AMOLED가 적용되어 출시되었으나 패널 수급 부족 문제로 인해 도중에 S-LCD사의 VA 패널로 교체되었다.

구글 넥서스 원(Nexus One)의 AMOLED버전과 S-LCD버전

넥서스원에서 사용된 양 패널은 AMOLED의 경우 삼성모바일디스플레이(이하 SMD)에서 제작한 마케팅 명 '아몰레드' 디스플레이 이며, 현재 갤럭시S의 'Super AMOLED' 또는 갤럭시S2의 'Super AMOLED Plus'보다 이전 세대의 것이다. S-LCD 버전은 S-LCD에서 생산한 VA방식의 패널이다.

'넥서스 원의 AMOLED 패널이 OLED의 소비전력 패턴을 대표할 수 있는가?' 는 부분에서는 AMOLED 패널과, Super AMOLED, Super AMOLED Plus간에 에어갭 개선, 펜타일-> Real Stripe 개선 등의 기능이 개선되었으나 기본 작동구조와 동작구조는 동일하기에, OLED 패널의 소비전력 패턴이 어떻게 변화하는지를 확인하는데 문제가 없다고 판단하고 있다.

이와함께 LCD 역시 제품에 따라 소비전력 차이는 존재하지만 LCD의 소비전력은 패널 방식이 미치는 영향보다 사용된 백라이트의 효율이나 배치에 영향을 많이 받는다.

따라서 CPU와 메모리 등의 기타 여건이 동일한 넥서스 원 AMOLED 버전과 S-LCD 버전간의 비교는 양 패널의 소비전력 패턴이 어떻게 변화하는지를 알아보는데 있어 문제는 없지만, 각 패널의 테스트 수치 값은 스마트폰의 구성이나 패널의 품질에 영향을 받은것이므로 모든 스마트폰을 대표한다고 보기 어렵다. 이점 양해바란다.

OLED의 특성을 감안한 4가지 경우를 선정해 테스트해

앞서 언급한대로 OLED는 발광에 따른 소비전력 편차가 예상되기 때문에 화면의 구성에 따른 대표적인 4가지의 경우를 선정하여 각각 1번씩 테스트를 총 4번 수행했다.

이에따라 화면 면적 기준으로 거의 모든부분이 밝은 경우 (약 100%) , 화면 면적의 대부분이 밝은 경우(약 75%), 화면 대부분이 어두운경우 (약 25%), 대부분이 어두운경우 (10%미만) 의 4가지 경우로 분류하고 각각의 분류에 대한 소비전력이 실제로 어떻게 변화하는지를 살펴보고자 한다. 그 화면은 아래와 같다.

100% 밝은 경우 선정화면	75% 밝은 경우 선정화면	25% 밝은 경우 선정화면	10%미만 밝은 경우 선정화면

이렇게 밝기 정도에 따른 4가지 경우를 선정하여 LCD와 OLED가 각각의 화면에서 소비전력이 앞서 언급한대로 변화하는지, 변화하지 않는지, 변화한다면 얼마나 많이 변화하는지를 살펴보고, LCD와 OLED간의 편차는 어떻게 발생하는지를 살펴보고자 한다.

이에따라 넥서스원을 AMOLED 버전, 그리고 S-LCD 버전으로 각각 하나씩 준비했으나, KT에서 제공하는 LCD버전은 현재 안드로이드 2.3.3 이 최신버전이며 AMOLED 버전은 보드나라에서 미국에서 직접 구매해 개인인증을 받은 제품인 관계로 안드로이드 2.3.4버전으로 업데이트 되어 있다.

테스트 비교 시스템이 안드로이드 OS버전에서 약간의 차이를 보였으나, 버그픽스 수준의 업데이트기 때문에 OS버전이 소비전력에 큰 영향을 주지 않는다 판단하여 그대로 테스트를 진행하였으며, 이를 참고해주기 바란다.

화면의 밝기(Brightness)는 양 제품 모두 최대 설정으로 했으며, OS버전의 차이로 인해 두 제품의 메뉴 리스트 화면의 표시 구성이 약간씩 다른 문제가 있어, 2.3.3 버전의 화면을 캡처하여 양 제품에 삽입하고 이미지를 띄워 비교했다.

테스트에 사용된 배터리는 모두 새로 구매하여 사용하였고 다른 변수를 제거하기 위해 두 제품 모두 초기화 상태에서 USIM을 제거하고 Airplane 모드를 켜서 통신을 차단 후 진행했다.

1. 웹 페이지에서의 소비전력 측정 (100% 가까이 밝은 경우)

먼저 대부분의 화면이 밝은 상태로는 가장 일반적이고 대중적인 웹 페이지면서도 안드로이드 스마트폰에서 브라우저를 실행하면  가장 먼저 볼 수 있는 기본 페이지인 구글 홈 화면을 채택했다.

대부분의 웹 페이지 구성은 이 화면과 같이 하얀색 바탕에 검은 글씨가 사용되는 것이 일반적인데, 구글 홈 페이지는 이러한 형태를 잘 보여주는 극단적인(?) 예라 할 수 있다.

이번 테스트에서는 밝기가 최대인 상태, 즉 백라이트의 발광량이 최대인 LCD와 픽셀의 가동률이 100%에 가까운 OLED의 소비전력을 측정하는 테스트로써, 대부분의 사용자들이 가장 많이 만나는 사실상의 LCD와 OLED 소비전력 비교의 정면 대결이라고 할 수 있다.

이러한 화면에서는 앞서 언급한 대로 OLED의 소비전력이 급상승하게 되는데, 구글 홈 페이지 상에서 LCD와 OLED의 배터리 사용시간은 각각 평균 4시간 36분, 그리고 평균 3시간 22분을 기록했다.

OLED 넥서스원은 이 화면에서 3시간 22분간 구동이 가능했으며, LCD버전은 4시간 36분을 가동해 OLED는 LCD 대비 73% 의 구동시간을 보였으며, 구동시간 상 약 27% 소비전력이 높은것을 확인할 수 있다.

따라서 위에서 선정한 구글 배경화면이나 이와 비슷한 구성을 띈 대부분의 인터넷 구동화면, 앱 실행화면 등의 밝은 화면이 대부분인 화면 구성에서는  LCD가 OLED보다 소비전력 면에서 유리하다고 볼 수 있다.

2. 배경화면(홈 화면)에서의 소비전력 측정

두 번째는 앞선 화면과 같이 거의 대부분이 밝은 화면보다는 보다 어두우면서 스마트폰을 사용하면 위 화면과 함께 가장 자주, 가장 많이 보게 되는 화면 구성인 배경화면, 가장 일반적인 이미지를 띄운 상태에서 LCD와 OLED의 배터리 사용시간을 측정해 보았다.

이 설정으로는 안드로이드에서 제공하는 기본 배경화면을 기본으로 했으며, 50% ~ 75% 수준이 밝은 화면으로 구성되었다고 판단되는 이미지를 선정했다. 그 화면은 오른쪽 화면과 같다.

오른쪽의 이미지는 약간 어두운 감이 없지 않으나 적어도 이를 기준으로 더 밝은 이미지와 더 어두운 이미지의 경우를 유추해 볼 수 있는 기준은 확립할 수 있을 것으로 보이므로 이 이미지를 채택했다.

배경화면의 경우 여기에 위젯 또는 아이콘의 추가로 환경이 달라질 수도 있으나 이러한 것들은 배제하고 순수한 바탕화면만을 띄워놓은 상태에서 테스트를 진행했다.

테스트 결과는 LCD가 4시간 44분, OLED가 3시간 57분으로 이 화면에서도 역시 LCD가 OLED에 비해서 소비전력이 낮은 것으로 측정되었다.

LCD는 앞선 테스트와 비교해 약 8분의 사용시간이 늘어 크게 변화가 없는 반면, OLED는 약 30여분의 사용시간이 더 늘어 화면 구성에 따라 소비전력 편차가 심한것을 알 수 있다. 그러나 LCD가 여전히 OLED보다 약 50분 가량 더 오랜 작동시간을 보여 일반적인 화면 구성에서도 LCD의 소비전력이 더 좋다는 것을 알 수 있다.

3. 메뉴 리스트에서의 소비전력 측정 (밝기 약 25%기준)

세 번째로 대부분이 어두운 화면을 배경으로하는 화면 구성에서는  LCD와 OLED의 배터리 사용 시간을 측정해 보았다.

세 번째 테스트에 사용된 이미지는 기본 검은색 배경화면에 여러가지 아이콘들이 배치되어 있는 '메뉴 리스트' 화면으로 선정했다.

이 경우는 실제로 빛을 발산하는 픽셀보다 빛이 없는 픽셀이 더 많은데, 800x480의 이 화면 면적 기준으로 빛을 발산하는 픽셀인 각 아이콘들의 면적을 구해 계산해보면 약 23%의 픽셀만이 빛을 발산하게 된다.

이와 같이 대부분이 어두운 배경에서 일부의 면적만 빛이 나는 왼쪽 화면과 같은 경우에서는 LCD와 OLED의 소비전력 패턴이 어떻게 변화하는지를 살펴보기로 하자.

테스트 결과는 앞선 두번의 테스트와 달리 OLED가 LCD보다 긴 배터리 사용시간을 보여주었는데, LCD는 평균 4시간 58분, 그리고 OLED는 평균 5시간 29분을 기록했다.

LCD는 앞선 두번의 테스트와 같이 사용시간의 큰 변화는 나타나지 않았다. (웹페이지 기준 4시간 36분에서 20분 상승) 그러나 OLED는 대부분이 어두운 화면으로 인해 픽셀이 발광하지 않으면서 웹페이지 기준 (3시간 22분) 으로 약 2시간 20분 (약 70%) 이상 더 많은 사용시간을 보였다.

4. 설정 화면에서의 소비전력 측정

마지막으로 화면의 대부분이 검은색 인 경우에서의 LCD와 OLED의 배터리 사용 시간을 측정해 보았다.

이번 테스트에서는 아무것도 없는 완전 블랙 상태의 화면으로 비교하기 보다는, 안드로이드 계열에서 자주 사용하면서도 전체화면 대비 검은색 부분이 90% 수준인 '설정' 화면을 놓고 LCD와 OLED가 얼마나 오랫동안 화면을 지속할 수 있는지에 대해 측정했다.

이러한 검은색 계통 이미지에서는 앞서 언급한 대로 LCD는 그 소비전력이 화면 구성 대비 영향력이 거의 없으므로 크게 달라지지 않을 것으로 예상되지만 앞선 결과대로라면 OLED 세번째 설정화면보다 더욱 높은 구동시간을 보일것으로 예상된다.

테스트 결과는 예상대로 OLED의 구동시간이 대폭 상승하는 것을 알 수 있다. LCD 제품은 세번째 설정화면 테스트와 비교해 약 10분이 더 늘어 첫번째 웹브라우징 화면과 비교해 약 30분 정도 더 가동이 가능했지만 OLED는 앞선 세번째 테스트의 5시간 46분의 두배에 육박하는 10시간 21분이라는 엄청난 사용시간을 보였다.

OLED의 경우 최초의 웹브라우징 화면과 비교하면 약 3배에 가까운 구동시간 편차를 보여서 완전 발광시와 완전 비발광에 따른 소비전력 편차가 아주 큰 것을 알 수 있으며 LCD와 비교해 약 두배에 달하는 시간을 더 많이 사용할 수 있는것으로 확인됐다.