Chipworks 갤럭시S6 분해 분석. (Galaxy S6, Exynos7420) (update 15.04.06)

 

- chipworks의 갤럭시S6 분해입니다.

(링크 : http://www.chipworks.com/en/technical-competitive-analysis/resources/blog/inside-the-samsung-galaxy-s6/)

 

 

- 패키지

보드

 

엑시노스7420

K3RG3G30MM-DGCH : 3GB LPDDR4

 

ALB 1510, GXK39796 을 놓고 글로벌파운드리 생산으로 추정하더군요.

ALB : Albany라고 보는건데 GF의 Fab 8 위치.

GXK : GF 생산 코드.

라고 보는듯 합니다.

 

GF Fab8 은 삼성 S.LSI 파운드리 얘기가 나올 때마다 언급되는 곳.

삼성의 14nm 라이센스 제공을 통한 GF의 14nm 생산 얘기는 지속적으로 나왔지만 실제 제품이 드러난건 이번이 처음인듯.

 

- 2015.04.06 update : 정말 GF 생산인가?

엑시노스 패키지를 통해 확인해보지요.

 

기존 제품들 패턴을 봤을 때 나온 결론을 미리 적용해서 보겠습니다.

일단 엑시노스7420 코드는 이렇습니다.

GXK39796 : 메모리

S2WH3011 : AP

ALB 1510 : ?

 

위치를 봤을 때 각각 메모리, AP에 매치되는 코드로 보입니다.

뒤의 숫자 네자리는 생산주차로 보입니다.

앞의 두 자리는 년도, 뒤의 두 자리는 주차.

그렇다면 뒷부분 네 자리 숫자는 여기서 별 의미가 없지요. 생략하겠습니다.

 

엑시노스4412

GKL2159F : 메모리 관련 코드는 G로 시작.

N45K7CM31 : AP 관련 코드는 N으로 시작하고 4라는건 엑시노스4 를 의미하는듯.

ACA : ?

 

 

엑시노스5410

GZE2708

N5WA7Q11 

 

GZB2999~

N5VA1011

 

GZL02998

N57WK011

 

N5VA101

 

BEB : ?

같은 패턴이고 N5로 시작하는 엑시노스5를 의미하는듯 합니다.

 

엑시노스5422

GFL2349C

N7GF2011

AJB : ?

갑자기 N7로 뛰네요. 뭘까요.

 

 

엑시노스5430

S2AWD1SR

S2N52B~

S2906B1

AP 코드가 S2로 바뀜.

 

엑시노스5433

S2H6AMO11

GUF6679M

AKD

AP 코드는 S2, 메모리 코드는 G로 시작.

 

- 결론을 내면 이렇습니다.

위의 제품들은 GF 관계없는 제품들이니 이 패턴을 따르는 코드가 GF와 관계있다고 생각하기 힘듭니다.

GXK39796 : 메모리 코드일뿐 GF와 무관.

S2WH3011 : AP 코드

ALB :  우연의 일치. 의미는 있겠지만 최소한 Albany와는 관계없습니다.

1510 : 15년 10주차 생산품.

-> GF 생산품 아님.

-

 

AP 옆에 있는 S333 모뎀을 보면 패키지에 KLUBG4G1BD : 32GB Flash 마킹이 있습니다.

 

시스템 구성으로 보면 AP, DRAM, NAND, Modem 이 있어야 되는데 보드에는 패키지가 둘 뿐입니다.

DRAM과 NAND 코드가 각각 있는걸 봐서는 DRAM + NAND의 ePoP은 아닌듯 합니다.

ePoP과 마킹이 다르고요.

(링크 : http://www.techinsights.com/teardown.com/samsung-note-4-galaxy-alpha/)

 

1. AP + DRAM + Modem , NAND

AP에 모뎀이 통합된 것도 아니고, (그랬으면 난리났지요.)

AP에 모뎀을 패키징했다고 보기도 힘들고,

NAND 단독으로 있다고 보기에 기존 낸드플래시 패키지와 마킹이나 규격이 다릅니다.

이렇게 보기 힘듭니다.

 

2. AP + DRAM , Modem + NAND 

역시 가능성이 가장 높은건 이런 구성.

기존의 ePOP을 두고 왜 굳이 이런 구성을 선택했을까 싶은데, 가장 그럴듯한 이유는 패키지 높이때문이지 않을까 싶습니다.

AP + DRAM + NAND , Modem 구성이면 둘의 높이 차이가 심할겁니다.

제품 두께는 최대 높이로 결정될테니 NAND를 모뎀쪽을 패키징하면 패키지 증가로 총 두께는 늘어나겠지만,

최대 높이는 낮아져서 제품 두께 줄이는데 도움이 될겁니다.

 

 

- 다이

 

S5E7420A01

엑시노스7420

 

Top Metal

면적은 78mm2 라고 합니다.

엑시노스5433 다이가 113mm2 였으니 69% 수준으로 감소했습니다.

 

살짝보이는 윤곽으로 선을 따서보면 각 부분 면적이 이렇습니다.

GPU는 쉐이더 코어 외의 영역이 불명해서 저것보다 늘어날 수도 있습니다.

 

Cortex-A57 쿼드 : 9mm2

Cortex-A53 쿼드 : 2.9mm2

Mali-T760MP8 : 18mm2

 

(링크 : ISSCC2015 발표 엑시노스5433 설계 개요.)

20nm 공정과 비교를 해보면 이렇습니다.

20nm -> 14nm

Cortex-A57 쿼드 : 14 -> 9mm2 (-36%)

Cortex-A53 쿼드 :4 ->  2.9mm2 (-28%)

Mali-T760MP6 -> MP8 : 25 -> 18mm2 (-28%)

 

20LPE : CPP 90nm, 메탈피치 80nm

14LPE : CPP 78nm, 메탈피치 64nm (로 알려짐.)

(링크 : ISSCC2015 발표 엑시노스5433 설계 개요.)

14nm -> 20nm에서 면적이 69% 수준(-31%)으로 감소하는데 위의 감소치와 잘 맞는 편입니다.

 

GPU는 코어가 늘어난데 반해 면적 감소가 큽니다.

계산이 GPU 범위를 좁게 잡아서 면적이 작아져서 그런건지, 면적에 대한 최적화가 이루어져서 그런지...

 

 

- 면적

면적이 78mm2 밖에 안 됩니다.

스냅드래곤이나 엑시노스를 보면 모바일 AP의 면적은 110mm2 선이 최대치인듯 합니다.

다른 부분에서 그대로 간다고 가정하면 CPU, GPU 면적이 들어날 여유가 30mm2나 더 있네요.

현재 나와있는 내용을 기준으로 14nm 공정에서의 한계 사양을 뽑아볼까요.

 

CPU가 사이클론 코어급 (현재 최대급)이라고 가정하면,

일단 TSMC 20nm 사이클론 듀얼코어 12.3mm2

 

TSMC 28nm : CPP 118nm, 메탈피치 90nm -> 118 x 90 = 10620

TSMC 자료에서 20SoC/28HPM 면적비 63% -> 10620 x 0.63 = 6691

14LPE : CPP 78nm, 메탈피치 64nm -> 78 x 64 = 4992

14LPE/20SoC 면적비 -> 4992/6691 = 0.75

14LPE 사이클론 쿼드코어로 환산하면, 12.3mm2 x2 x 0.75 = 18.4mm2 정도로 계산됩니다.

CA57보다 9.4mm2 증가했습니다.

 

GPU 증가분은 20mm2 정도네요.

T760MP8의 두 배가 가능해집니다.

단순히 보면 T760MP16까지 가능하다는게 되는데, 그 정도까지 코어를 늘린다면 효율을 생각해서라도 그 전에 아키텍처를 바꾸겠지요.

현재 생각해볼 수 있는 최선은 T880

2ALU에서 3ALU로 사양이 증가했으니 코어당 면적이 증가했을겁니다.

얼마나 증가될지 알 수 없지만 10~30% 범위정도로 생각됩니다.

(ALU가 1.5배로 늘었다고 코어 전체 면적이 1.5배로 늘어나지는 않을테니까요.)

그렇다면 숫자상으로는 T880MP12~MP14 정도가 됩니다.

 

퀄컴이 삼성 파운드리를 쓴다는 얘기도 있는데 그렇다면 모뎀 면적이 추가되면서 사양증가쪽으로 빠지는 면적이 줄어들겠지요.

 

 

- 정리

1. 엑시노스7420

삼성 14LPE 공정.

전체 : 78mm2

Cortex-A57 쿼드 : 9mm2

Cortex-A53 쿼드 : 2.9mm2

Mali-T760MP8 : 18mm2 (?)

S1, S2 뿐만 아니라 GF Fab8에서도 생산하는듯.

 

2. 갤럭시S6 패키지 구성 추정.

엑시노스7420 + LPDDR4 DRAM

S333 모뎀 + NAND Flash

패키지 최대 높이를 낮춰 제품 두께 줄이는 것과 연관이 있는 것으로 추정.