엑시노스5 쿼드 사양 추정. (Exynos5 Quad)

http://pc.watch.impress.co.jp/docs/news/20121205_577356.html
http://pc.watch.impress.co.jp/docs/column/kaigai/20121031_569691.html

엑시노스 5440 이라는 이름이 나타나면서 엑시노스5 쿼드가 어느 정도 윤곽을 나타났지만 구체적인 사양은 아직까지 불명입니다.
지금까지의 정보로 추측해보겠습니다.

추측할 부분은 크게 3부분입니다.
1. big.LITTLE 여부, 코어 구성.
2. GPU
3. 용도에 따른 사양 차별화의 가능성.


1. CPU

(1) big.LITTLE 여부.

이전 포스팅에서 언급했듯이 big.LITTLE(이하 빅리틀) 구현 방식은 3가지입니다.
(ARM big.LITTLE Processing (빅리틀))

일반적인 스마트폰, 태블릿 등의 용도에서는 빅리틀이 적용이 필수입니다.
그 중에서 Cluster Migration, CPU Migration 이 적용되야하겠지요.
가장 적합한건 CPU Migration 이고요.
하지만 ARM 기반 SoC의 용도가 그것만 있는건 아닙니다.
서버, 슈퍼컴퓨터까지 영역을 확장하려고하고 있습니다.
(ARM기반 슈퍼 컴퓨터 프로젝트, 몽블랑(Mont-Blanc))
절대적인 성능을 요구하는 이런 영역에서는 빅리틀을 적용하지 않고 빅코어(Cortex-A15 같은 고성능)만을 내장하는 것이 더 적합합니다.
굳이 빅리틀을 적용한다면 MP 겠고요.

실제로 ARM은 차기 아키텍처부터 위와 같이 적용 분야에 따른 다양한 코어 구성을 제시하고 있습니다.

Cortex-A15 기반의 엑시노스5 쿼드 제품이 적용될 수 있는 분야는 분류상으로 그렇게 많지는 않습니다.
고사양 스마트폰(소위 말하는 슈퍼폰) , 태블릿 시장이 절대적인 비중을 차지하고 있으며,
슈퍼컴퓨터 영역은 당장 몽블랑 프로젝트가 있을뿐입니다.
그나마도 당장은 테스트 타입일뿐이기때문에 최종 단계가 실행되는 것이 언제가 될지 알 수 없습니다.
Cortex-A57 로 넘어갈 가능성이 있습니다.
여기서는 Cortex-A15 로 대응한다고 가정하겠습니다. 안 그러면 얘기가 진행이 안 되니까요.

어찌되었든, 삼성에서는 엑시노스가 3가지 빅리틀 모델을 모두 지원할 수 있다고 밝히고 있습니다.
그렇기때문에 Cortex-A15, Cortex-A7 이 모두 있어도 위에서 언급한 영역은 기본적으로 모두 감당할 수 있습니다.
슈퍼컴퓨터에서 Cortex-A15, Cortex-A7 모두 동작한다고해서 손해될 것은 없으니까요.
각 영역에 따라 빅리틀 방식만 변경해주면 그만입니다.
그리고 그건 AP의 영역이 아니라 OS의 영역이기때문에 같은 AP를 다른 방식으로 쓴다해서 없던 어려움이 생기지는 않을 것으로 보입니다.

이번 세대에는 빅리틀이 없을 것이라는 주장도 있습니다.

하지만 삼성은 이미 테스트까지 끝난 상황.
(ARM big.LITTLE Processing (빅리틀))
게다가 왼쪽의 사진은 올해 2월 초에 공개된 사진입니다.

 

(삼성, 32nm 엑시노스 프로세서 공개. (Exynos 4212, 4412, 5250, 5450))
(클릭하면 커집니다.)

안 쓸거면 왜 이렇게까지 할까요?

(2) 코어 구성.
빅리틀의 3가지 모델을 다 지원하기위한 방법은 하나뿐입니다.
Cortex-A15 코어와 Cortex-A7 코어의 수가 같아야합니다.
구성은 Cortex-A15 x4 + Cortex-A7 x4 로 생각됩니다.


2. GPU

최근 ARM은 GPU 로드맵을 갱신하면서 Mali-T658 을 폐기하였습니다.
그 자리를 대신한 것이 Mali-T624, 628, 678 입니다.
이들 제품은 기존 제품 대비 50%의 성능향상이 있다고 밝히고 있습니다.

성능 향상은 크게 두 가지 방향입니다.
아키텍처의 효율성 향상, 클럭 상승.

1. 아키텍처의 효율성 향상
(1) ASTC (Adaptive Scalable Texture Compression)
기존 Mali 계열은 렌더링 방식으로 타일링 모드(Binning mode 라고도 함.)를 선택했는데, 이는 렌더링 메모리 대역폭만 감소시킬뿐, 텍스처가 메모리 대역폭을 요구하는건 변함이 없습니다.
ASTC는 텍스처가 요구하는 메모리 대역폭을 감소시킵니다.
(2) Transaction Elimination
타일 기반 렌더링 기법으로, 화면에서 변경이 있는 타일만 다시 출력합니다.
불필요한 처리 과정을 줄일 수 있고, 요구 메모리 대역폭이 감소합니다.

2. 클럭 상승
ARM에서는 POP (Processor ​​Optimized Packages) 이라는걸 제공합니다.
파운드리의 특정 공정에 최적화된 설계 패키지로 이를 통해 설계부터 생산까지의 시간을 단축할 수 있습니다.
ARM에서는 POP를 통해 속도 향상 27%, 다이 면적 감소 24%, 소비전력 감소 19% 가 이루어졌다고 합니다.


이러한 성능 향상 원인을 보았을 때, ARM이 말하는 50% 성능 향상의 대부분은 연산성능이 아닌 그래픽 성능인 것으로 보입니다.
기존의 것과 비교해서 연산성능은 그대로이고 그래픽 성능만 향상되었다는건, 물리적인 스펙 향상없이 그래픽 성능의 향상이 가능하다는 것을 의미합니다.
이 점이 왜 중요하냐면, 엑시노스5 쿼드의 GPU로 Mali-T624 가 들어갈 가능성이 높아지기때문입니다.

거의 모든 GPU는 OpenGL ES 인증을 받는데, 현재 Mali-T6xx 계열 중에서 인증을 받은건 다음의 3가지뿐입니다. (http://www.khronos.org/conformance/adopters/conformant-products#opengles)
Mali-T604, T658, T624
이 중 T658 은 나오기 어렵다고 봐야겠지요.

현재 엑시노스 5250 는 적극적으로 활용되지 못 하는 탓에 인상적인 모습을 보여주지 못 하고 어중간하게 붕 뜬 느낌을 주는 상황입니다.
엑시노스5 쿼드라면 5250 보다 높은 그래픽 성능을 보여줘야하지만, 그걸 위해서 스펙을 올려 다이사이즈가 커지는 것은 달갑지 않습니다.
그런 상황에서 T604 와 물리적 스펙은 거의 같으면서, 그래픽 성능이 50% 향상된다는 T624 는 매력적인 선택지입니다.

Cortex-A57, A53 관련 자료에서 ARM는 Mali-T67x 를 태블릿 이상의 용도로, Mali-T62x 를 슈퍼폰, 즉 스마트폰용으로 제시하고 있습니다.
28nm 미만 공정(20nm부터)을 타겟으로하는 Cortex-A57, A53 에서조차 이런데,
28nm 공정으로 알려진 엑시노스5 쿼드에서 Mali-T678 을 당장 탑재하는 것은 어려울 것으로 보입니다.
슈퍼컴퓨터처럼 연산성능이 중요시되는 영역에서라면 Mali-T678 도 좋은 선택이 되겟지만, 현재로는 기대하기 힘들어보입니다.


3. 정리 및 용도별 사양 차별화 가능성.

(1) 스마트폰
스마트폰은 오히려 예상하기 쉽습니다.
CPU - Cortex-A15 기반 쿼드코어 + Cortex-A7 기반 쿼드코어
GPU - Mali-T624
현재 얘기가 있는 엑시노스 5440 이 이게 아닐까 생각됩니다.
시기상 갤럭시S4 용으로 적극적인 개발이 나타날 때인데, 그런 움직임이 보이는게 5440 뿐이니까요.

(2) 서버, 슈퍼컴퓨터 등
이건 몽블랑 프로젝트같은 ARM기반 슈퍼컴퓨터 시장이 발생하고, 삼성이 적극적으로 대응한다는 가정이 필요합니다.
서버, 데이터 센터 등의 다양한 분야까지 포괄하는 솔루션이라면 스마트폰용과 유사해질 가능성이 있다고 봅니다.
하지만 슈퍼컴퓨터를 타겟으로하는 최적의 솔루션을 제공한다면 다음 정도의 스펙이 나올듯 합니다.

CPU - Cortex-A15 기반 쿼드코어
GPU - Mali-T678

물론 좀 더 극단적으로 6, 8코어로 확장할 가능성도 있습니다.
아니면 역으로 스마트폰 솔루션을 그대로 사용할 가능성도 있습니다.
이 경우 최적화된 성능을 제공하지는 못 하지만, 신규 개발의 필요성이 없어지니 삼성 입장에서는 편할지도 모르겠네요.