“저전력 코어 뺐다”…퀄컴 '스냅드래곤8 엘리트' 고성능 자신[SDS 2024]

새롭게 설계된 2세대 퀄컴 오라이온 CPU 장착

[디지털데일리 김문기 기자] 모바일 특성상 최고 성능을 유지하면서도 전력효율성을 담보할 수 있는 저전력 코어가 제외됐다. 이번에 공개된 퀄컴 ‘스냅드래곤8 엘리트’는 그간의 코어 구성을 과감히 탈피하고 고성능 위주로 재편했다. 이에 따라 올 연말부터 출시될 스마트폰 등 모바일 디바이스의 성능이 비약적으로 상승될 것으로 기대된다.

퀄컴(대표 크리스티아노 아몬)은 21일(현지시간) 미국 와일레아 비치 리조트 메리어트에서 열린 퀄컴 스냅드래곤 테크 서밋 2024에서 신규 모바일 시스템온칩(SoC) ‘스냅드래곤 8 엘리트’ 모바일 플랫폼을 공개했다.

이번 ‘스냅드래곤8 엘리트’는 과거 스냅드래곤8 세대 구분 대신 ‘엘리트’ 등급을 새롭게 신설했다. 올해 출시된 PC 플랫폼인 ‘스냅드래곤X 엘리트’와 궤를 같이 한다. 게다가 내부 아키텍처도 동일한 ‘오라이온(Oryon) CPU’가 채택됐다. 오라이온 CPU는 퀄컴이 서버용 칩셋을 맞춤형으로 설계한 누비아를 인수해 자체적으로 설계한 아키텍처다. 스냅드래곤8 엘리트는 모바일에 맞춰 2세대 오라이온 CPU 아키텍처로 진화했다.

그리스 패트릭 퀄컴 수석 부사장 겸 모바일 헨드셋 부문 본부장은 무대에 올라 “모바일 수준의 전력 효율을 갖춘 데스크톱급 CPU를 고안했다”라며, “맞춤형 CPU로 처음부터 구축된 최초이자 유일한 최신 안드로이드 시스템온칩(SoC)로 오라이온(Oryon) 아키텍처의 모바일 최초 데뷔와 스냅드래곤8 엘리트가 프리미엄 안드로이드 경험의 혁명을 일으킬 것”이라고 자신했다.

스냅드래곤8 엘리트는 2세대 오라이온 CPU 아키텍처가 도입되면서 코어 구성이 완전히 바뀌었다. 최고 성능을 구현하는 프라임 코어 2개와 고성능 코어 6개인 옥타코어로 설계됐다. 프라임 코어는 클럭속도 4.32GHz까지 늘릴 수 있다. 최대 주파수는 더 높은 수준까지 확장 가능하다. 전력을 아낄 수 있는 고효율 코어는 6개의 고성능 코어로 대체됐다. 모바일에 맞춘 2세대 오라이온 CPU로도 충분한 전력효율성을 달성할 수 있다는 자신감이다.

만주 바마 퀄컴 제품관리 이사는 “구글 워크로드 성능을 향상시키도록 설계된 새로운 7세대 데이터 임시 프리페처(7th prefetcher)를 도입해 모바일에서 흔히 사용되는 패턴을 감지해 캐시 라인을 프리페치한다”라며, “고효율 코어가 제외된 점을 살펴볼 수 있는데, 이는 수년에 걸쳐 우리가 고효율 코어의 수를 줄었고 궁극적으로 이러한 비순차적 성능 코어로 대체할 수 있게 된 것이다. 이러한 코어는 성능과 전력 효율성의 최상의 조합”이라고 강조했다.

이에 따라 오라이온 CPU는 전작 대비 싱글코어에서 성능이 45% 개선됐다. 멀티코어 성능 역시 45% 향상됐다. 웹브라우징 능력은 62% 늘었다. 게이밍의 경우에도 전작 대비 40% 성능 향상과, 35% 레이 트레이싱 역량이 개선됐다.

퀄컴은 메모리 아키텍처도 개선했다. 생성형 AI가 메모리에 크게 의존한다는 점을 응용했다. CPU 클러스터당 12MB의 L2 캐시를 할당할 수 있도록 했다. 각 코어의 L1 캐시도 확장했다. 즉, L1 캐시도 더 많은 명령을 실행할 수 있고, 클러스터별로도 L2 캐시에 더 많은 데이터를 담을 수 있어 보다 빠른 접근성을 보여준다.

바마 이사는 “이전 세대의 울트라 캐시는 일반적으로 신호 전파 및 접근 시간의 물리적 제약으로 인해 지연 시간이 증가했지만, 코어와 동기화된 L2 캐시를 설계함으로서 지연시간을 크게 줄이면서도 더 낮은 전력으로 명령을 이행할 수 있게 됐다”라며, “마찬가지로 L1 캐시 크기를 늘리면 일반적으로 복잡성이 증가하고 접근 경로가 길어져 지연시간이 길어지는데 고급 캐시 일관성 프로토콜을 설계해 지연시간을 1나노초 미만으로 유지하면서도 전반적인 성능을 향상시킬 수 있었다”라고 설명했다.

즉, L2 캐시 한쪽은 2개의 프라임 코어용, 다른 L2 캐시 한쪽은 6개의 퍼포먼스 코어용으로 작동하는데, 이는 다른 주파수에서 가동 시 코어와의 싱크를 돕기 위해 움직인다. 싱크 동기화 시 지연율을 최대한 줄일 수 있다. 3.5 GHz로 실행되는 6개 고성능 코어의 경우 전력 효율적인 동시에 고성능의 탁월한 멀티스레드 성능을 구현할 수 있다.

‘인스턴트 웨이크 (Instant Wake)’ 기술도 신규 도입됐다. 이 기술은 기존의 파워업 시퀀스 과정을 생략하고 다음 명령을 즉시 실행해준다. 파워업 시퀀스 과정은 코어 명령 실행 준비 시 리셋 코드가 필요하지만 이를 생략하면서 높은 클럭속도와 성능을 제공한다는 것. 효율적인 코어 구성으로 스마트폰 분야에서 기록적인 속도를 달성했다는 게 퀄컴의 설명이다.

아울러, 5.3 GHz DDR5 메모리도 이를 돕는다. 이러한 업그레이드는 보다 빠른 앱 실행, 원활한 멀티태스킹, 최첨단 생성형 AI 기능, 탁월한 게임 성능을 제공할 수 있다.

한편, 그래픽, AI, 이미지 프로세싱 등 주요 기능에 대대적인 아키텍처 업그레이드도 진행됐다. 이로 인해 스냅드래곤8 엘리트는 단순한 시스템온칩(SoC)이 아닌 애플리케이션 프로세서(AP)뿐만 아니라 RF 구성 요소와 트랜시버, 전원 관리 및 초음파 지문 판독 등 40개 이상의 구성 요소로 이뤄진 포괄적인 솔루션으로 진화했다.

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