퀄컴의 새로운 애플리케이션 프로세서(AP) '스냅드래곤 845'는 삼성 갤럭시 S9이 포함된 내년 상반기 플래그십 스마트폰 탑재가 확실하다. CPU, GPU, DSP, 모뎀 등 모든 주요 성능이 개선된 스냅드래곤 845는 인공지능(AI)을 정면으로 겨냥한 새로운 플랫폼이다. 가상현실(VR), 증강현실(AR), 혼합현실(mixed reality, MR)을 넘어선 확장현실(XR)이라는 개념을 선보였다.

30% 성능 향상

퀄컴 스냅드래곤 845를 한 마디로 정의하면 '진화'다. '4×4(옥타 코어)' 빅리틀 구성의 CPU 코어는 '크라이요(Kryo) 280'에서 '크라이요 385'로 변경된다. 고성능 코어의 최대 작동 클록은 직전 스냅드래곤보다 25~30% 향상된 2.8GHz다. 저전력 코어도 15% 향상된 최대 1.8GHz에서 작동된다.

AP는 소프트웨어 최적화에 따라 성능과 전력 효율성이 결정되는데 스냅드래곤 835과 비교해 30% 정도 향상이 있다는 게 퀄컴의 주장이다. 왜냐하면 삼성의 2세대 10니노 LPP 핀펫(FinFET) 공정에서 제조되는 스냅드래곤 845는 직전 모델과 달리 모든 코어가 공유하는 2MB 용량의 L3 캐시가 탑재됐기 때문이다. 캐시는 메인 메모리 여유 공간을 확보하는 성능과 직결되는 요소로 여러 스레드가 상황에 맞게 빅과 리틀 코어간 필요한 정보를 공유하고 공동 작업에 필요한 공간으로 활용하며 성능을 올린다. 퀄컴에 따르면 메인 메모리의 병목 현상이 40~75% 정도 낮추는 효과를 기대할 수 있다.

가상현실과 인공지능

스냅드래곤 845는 크라이요 385와 함께 GPU 코어로 아드레노(Adreno) 630을 포함하고 DSP 처리와 센서 처리는 헥사곤(Hexagon) 685, 스펙트라(Spectra) 280 이미지처리장치(ISP)가 각각 담당한다. 아드레노는 동영상 인코딩 및 디코딩 처리에 특화된 전용 유닛이 포함되는 등 역할을 세분화했고, 이 모두가 하나의 칩에 모여 초연결을 지향한다.

아드레노 630은 VR, AR 그리고 혼합현실을 넘어선 새로운 확장현실(eXtended Reality, XR) 경험을 제공하기 위해 설계됐다. 또한 스냅드래곤 845는 모바일 플랫폼 최초로 SLAM(simultaneous localization and mapping)을 이용한 룸스케일 6 자유도 (6-DoF)를 통해 벽면 충돌 방지 등의 기능을 지원한다. 시선 추적 및 필요 영역만 최대 화질로 출력하는 그래픽 렌더링 등을 지원하는 '아드레노 포비에이션(Adreno foveation)'으로 전세대 보다 소비 전력 감소와 이미지 퀄리티 향상 및 한층 발전된 XR 앱 성능을 구현한다.

스펙트라 280 ISP의 공간 인식 기술은 보안에 특화됐다. 주위 환경을 3D로 파악이 가능한 기술로 공간의 벽, 천장, 바닥의 모서리 부분의 키포인트를 파악한 후 딥 신경망 네트워크가 방의 구조를 3D로 파악하는 방식이다. 안면 인식이 응용 분야의 하나다. VR 헤드셋 같은 장치에 응용하면 공간 인식을 포함한 가상현실과 증강현실 체험이 가능하다. 3D 가상 피팅이나 방 재배치 같은 향후 이 플랫폼을 이용한 콘텐츠, 서비스가 나올 것으로 예상된다.

최근 AP의 주요 트렌트로 부상하고 있는 애플의 A11 바이오닉, 화웨이의 기린 970처럼 이른바 인공지능(AI) 심화 학습에 최적화된 프로세서라는 점도 주목할만하다. 기본적인 구조는 835와 다르지 않은데 개별 코어의 성능이 향상된 만큼 퀄컴은 기존 3배의 성능 향상을 말한다. 텐서플로우(TensorFlow), 텐서플로우 라이트(TensorFlow Lite), 카페(Caffe), 카페2(Caffe2), ONNX와 같은 각종 DNN(Deep Neural Network) 라이브러리와 호환이 된다. 헥사곤 685 DSP의 경우 CPU, GPU와 맞물려 이미지 품질과 비전 컴퓨팅, 인공지능, XR가 원활하게 작동될 수 있도록 돕는다.

울트라HD 프리미엄 콘텐츠 녹화, 재생

매년 새로운 모델이 공개되고 있는 스냅드래곤은 성능 향상과 영상 측면에서도 진화되고 있다. 이를테면 세대가 바뀔 때마다 HEVC 재생이나 60fps 지원 그리고 울트라HD 프리미엄 재생 같은 지원 항목을 조금씩 늘려왔다. 이번에는 울트라HD 프리미엄 영상의 녹화가 새로 지원된다.

울트라HD 프리미엄은 4K 세대의 HDR 콘텐츠 규격이다. 직전 세대 보다 64배 더 넓은 영역의 색상 정보를 포함하는 울트라 HD 프리미엄 콘텐츠를 녹화하고 이를 울트라HD 프리미엄 규격 디스플레이 장치에서 재생할 수 있다. 10억 가지 이상의 다양한 색상을 표현할 수 있고 wide Rec.2020 색영역을 지원하는 10비트 색심도 기능 등을 활용해 4K UHD 영상으로 찍을 수 있다.

퀄컴 칩의 최대 강점은 모뎀이다. 스냅드래곤 845는 2세대 X20 LTE 모뎀으로 최대 다운로드 속도는 무려 1.2Gbps(카테고리 18)이며 이는 전작보다 20% 향상된 5G가 본격적으로 보급되기 전까지 가장 빠른 속도다. 듀얼심과 듀얼 VoLTE(DSDV)도 지원한다.