5G 모뎀과 1억 화소 카메라 지원하지만 중급형, 삼성 엑시노스 980 모바일 AP 특징은?

2019-09-04 15:57
이수원 수석기자 swlee@bodnara.co.kr

삼성전자가 5G 통신 모뎀을 통합한 모바일 프로세서를 공개했다.

삼성전자는 4일 보도자료를 통해 5세대 이동통신을 지원하는 '5G 통신 모뎀'과 고성능 '모바일 애플리케이션 프로세서(모바일 AP)'를 하나로 통합한 5G 모바일 프로세서 '엑시노스(Exynos) 980'을 공개했다고 밝혔다.

삼성전자 시스템 LSI사업부 마케팅팀장 허국 전무는 "삼성전자는 지난해 '엑시노스 모뎀(Exynos Modem) 5100' 출시를 통해 5세대 이동통신 시대를 여는데 견인차 역할을 했다"라며, "첫 5G 통합 모바일 프로세서인 '엑시노스 980'으로 5G 대중화에 기여해 나갈 것"이라고 말했다.

삼성전자는 이달부터 엑시노스 980 샘플을 고객사에 공급하고 있으며, 연내 양산을 시작할 계획이다.

최대 3.55Gbps의 초고속 데이터 통신, 4G 속도는 하락

엑시노스 980은 삼성전자가 선보이는 첫 번째 '5G 통합 SoC(System on Chip)' 제품이다.

삼성전자는 올해 5G 통신 기능을 갖춘 플래그십 스마트폰 갤럭시 S10 5G 및 갤럭시 노트 10 시리즈를 출시했지만, 이들 제품에 들어간 엑시노스 9820/9825 모바일 AP는 4G LTE까지만 지원하는 통신 모뎀을 내장해 추가로 5G 모뎀 칩셋을 달아야 했다.

그러나 엑시노스 980은 5G 통신 모뎀과 모바일 AP 기능을 하는 두 개의 칩을 하나로 구현함으로써 전력 효율을 높이고, 부품이 차지하는 면적을 줄여 모바일 기기의 편의성을 높였다.

엑시노스 980은 5G 통신환경인 6GHz 이하 주파수 대역(Sub-6GHz)에서 최대 2.55Gbps의 데이터 통신을 지원하며, 5G와 4G 이중 연결(E-UTRA-NR Dual Connectivity, EN-DC) 상태에서는 최대 3.55Gbps 속도로 다운로드가 가능하다. 5G 환경에서 업로드 속도는 최대 1.28Gbps다.

이동통신 외에 와이파이(Wi-Fi) 최신 규격인 Wi-Fi 6 (IEEE 802.11ax)도 지원해 소비자들이 고해상도 영상 등 대용량 스트리밍 서비스를 더 빠르고 안정적으로 즐길 수 있다.

다만 엑시노스 982x 시리즈에 들어간 4G 모뎀은 LTE-Advanced Pro Cat.20 8CA 방식으로 최대 2Gbps 다운로드, 업로드시 LTE Cat.20 3CA 방식으로 최대 316Mbps 속도를 제공하는데 비해, 엑시노스 980 내장 모뎀은 4G 환경에서 최대 1Gbps 다운로드, 200Mbps 업로드 속도를 지원해 4G 통신 성능은 떨어진다.

온 디바이스 인공지능(On-Device AI)을 위한 NPU 탑재

삼성전자는 고성능 NPU(Neural Processing Unit, 신경망처리장치)가 내장된 엑시노스 980은 기존 제품 대비 인공지능 연산 성능이 약 2.7배 향상됐다고 밝혔다.

이를 통해 사용자의 설정에 따라 데이터를 자동 분류하는 '콘텐츠 필터링', 가상과 현실을 연결해 새로운 경험을 제공하는 '혼합현실(Mixed Reality, MR)', 그리고 '지능형 카메라' 등과 같은 대용량 데이터를 빠르게 처리해야 하는 다양한 환경에 활용할 수 있다.

또 NPU가 없던 기존에는 클라우드 서버와 데이터를 주고받으며 수행하던 인공지능 연산 작업을 모바일 기기 자체적으로 할 수 있는 '온 디바이스 AI'를 구현해 사용자의 개인 정보를 보호할 수 있는 장점도 있다.

1억 8백만 화소 카메라 지원하는 ISP

엑시노스 980은 고화소 이미지 센서를 채용하는 스마트폰이 늘어남에 따라 최대 1억 8백만 화소 이미지까지 처리할 수 있는 고성능 'ISP(Image Signal Processor, 이미지처리장치)'를 갖췄다.

또한 엑시노스 980의 ISP는 5개의 이미지 센서를 연결할 수 있으며, 3개의 센서를 동시에 구동할 수 있어 멀티 카메라 스마트폰 트렌드에도 최적화된 제품이다. 여기에 NPU 성능이 더해져 사진 촬영시 피사체의 형태, 주변 환경 등을 인지하고 최적의 값을 자동으로 설정해 최상의 이미지를 얻을 수 있다.

엑시노스 980의 ISP가 최대 1억 8백만 화소까지 지원하게 된 것은 삼성전자가 지난 달 업계 최초로 공개한 1억 8백만 화소 모바일 이미지 센서 '아이소셀 브라이트(ISOCELL Bright) HMX'를 지원하기 위한 것으로 보인다.

삼성전자는 갤럭시 S10 및 노트 10 시리즈에 기존과 같은 화소수를 낮춰 저조도 촬영 성능을 높인 멀티 카메라 기능을 탑재했지만, 중국 업체인 샤오미(Xiaomi)와 손잡고 샤오미 스마트폰에 6,400만 화소와 1억 8백만 화소 이미지 센서를 가장 먼저 탑재하겠다고 발표한 바 있다.

1억 8백만 화소 아이소셀 브라이트 HMX는 1/1.33인치 크기에 4개의 픽셀을 합쳐 하나의 큰 픽셀처럼 활용하는 '테트라셀' 기술을 적용해 어두운 환경에서도 밝고 선명한 사진 촬영이 가능하고, 빛의 양이 너무 적거나 많을 경우에도 선명한 사진을 찍게 도와주는 '스마트 ISO' 기능이 들어갔다. 화소수가 크게 늘어난 상태에서 이미지 처리 기술을 적용하려면 ISP 성능도 중요하다.

다만 1억 8백만 화소 아이소셀 브라이트 HMX 공식 스펙에는 동영상 촬영시 화각 손실 없이 최대 6K (6016x3384) 해상도 30프레임 영상을 담을 수 있다고 설명했는데, 엑시노스 980의 동영상 촬영 스펙은 4K UHD 120fps까지만 지원하고 있어 6K 동영상 촬영 기능은 내년에 나올 차세대 엑시노스 플래그십 모바일 AP에 제공될 가능성이 높다.

네자릿수 엑시노스 982x보다 낮은 중급형 모바일 AP

삼성전자가 이번에 발표한 엑시노스 980는 5G 모뎀 기능이 통합된 첫 제품에 '98x'라는 숫자 때문에 갤럭시 노트 10에 탑재된 엑시노스 9825보다 발전된 차세대 플래그십 모바일 AP로 착각할 수 있지만, 실제로는 5G 모뎀과 개선된 ISP를 우선 적용한 메인스트림급 모델로 보는게 더 정확하다.

먼저 제조 공정에서 엑시노스 980은 상반기 출시된 갤럭시 S10 시리즈에 사용된 엑시노스 9820과 같은 8나노 핀펫(8nm FinFET) 공정을 적용했다. 하지만 삼성전자는 올 하반기에 출시한 갤럭시 노트10의 엑시노스 9825에 이보다 발전된 7nm EUV 공정을 적용한 상황이다.

옥타코어(8코어) CPU도 엑시노스 982x 시리즈에 적용한 고성능 커스텀 듀얼코어(M4) + 중급형 듀얼코어(Cortex-A75) + 저전력 쿼드코어(Cortex-A55) 방식의 '트라이 클러스터(Tri-Cluster) 아키텍처' 대신 고성능-저전력 big.LITTLE 구조에 코어 배분도 고성능 듀얼(2) + 저전력 헥사(6) 코어로 고성능 멀티스레드 작업에서 불리하다.

물론 엑시노스 982x 시리즈에 미들급 코어로 사용했던 ARM Cortex-A75보다 발전된 Cortex-A77을 고성능 CPU로 사용했으나 최대 클럭은 2.2GHz로 낮아졌다. 저전력 헥사코어 Cortex-A55의 최대 클럭도 1.8GHz로 낮췄다.

내장 그래픽은 엑시노스 9820/9825와 같은 ARM Mali G76 GPU를 탑재했지만 그래픽 코어 숫자가 엑시노스 9825에 들어간 12코어(MP12)의 절반 이하인 5코어(MP5)여서 실제 3D 그래픽 처리 능력과 게임 성능도 그만큼 하락할 것으로 예상된다.

엑시노스 980에 들어간 NPU 성능 역시 CPU/GPU 성능의 연장선에 위치한 것으로 보인다. ARM Mali-G76 GPU의 특징 중 하나가 이전 세대(Mali-G72)보다 인공지능 머신러닝(ML) 성능이 2.7배 향상된 것인데, 삼성전자는 엑시노스 980에 들어간 NPU가 기존 제품 대비 인공지능 연산 성능이 약 2.7배 향상됐다고 밝히고 있다.

참고로 삼성전자는 엑시노스 980에 탑재된 Mali-G76 MP5보다 그래픽 코어가 2.4배 많은 엑시노스 9820 (Mali-G76 MP12 GPU) 발표 당시 인공지능 연산 능력이 기존 제품 대비 약 7배 향상됐다고 밝힌 바 있다.

디스플레이 해상도 지원도 최대 4K UHD까지 가능했던 플래그십 모바일 AP들과 달리 3360x1440 WQHD+까지로 제한된다. 비디오 기능은 멀티-포맷 코덱(MFC) 및 4K UHD 120fps 인코딩 및 디코딩, 그리고 HDR10+를 지원하지만, 엑시노스 9820/9825와 달리 8K 비디오 재생이 빠지고 10-bit 비디오 표시도 사라졌다.

그 밖에 스토리지 규격에서 UFS 2.1 및 eMMC 5.1 지원으로 UFS 3.0을 지원하는 플래그십 모바일 AP와 확실히 등급을 구분하고 있다.