"고성능·저전력 구현에 최신기술"…삼성 엑시노스 개발자 이야기 들어보니

[이데일리 최영지 기자] “시스템온칩(SoC)의 경쟁력을 앞세워 ‘엑시노스’(Exynos)를 전 세계인들이 믿고 쓰는 최고의 모바일 AP(애플리케이션 프로세서) 브랜드로 인정받게 할 것입니다.”(김민구 삼성전자 시스템LSI사업부 SoC개발실장 부사장)

“엑시노스에 탑재된 그래픽처리장치(GPU)의 주요 역할은 3차원(3D) 가상 공간에 있는 사물들을 스마트폰 2D 스크린에 그리는 일입니다. 따라서 화려한 그래픽이 포함된 모바일 게임을 할 때 그 역할이 두드러지는 것이죠.”(박성범 삼성전자 시스템LSI사업부 SoC설계2팀 상무)

“Arm의 중앙처리장치(CPU)를 채용함으로써 소프트웨어를 최적화해 모바일 업계 최고 CPU를 만들 것입니다. ‘엔드투엔드(End-to-End·전과정) Total Solution Provider’를 향한 비전을 갖고 있습니다.” (정우경 삼성전자 시스템LSI사업부 SoC설계2팀 PL)

(사진=삼성전자)

“SoC는 시스템반도체의 꽃…엑시노스, 전 세계서 쓰게 할 것”

삼성전자는 최근 삼성 뉴스룸을 통해 자체 개발한 AP인 엑시노스를 개발한 시스템LSI사업부 리더들의 인터뷰를 게재했다. 발열, 성능 저하 등 논란에 시달렸음에도 삼성 SoC의 우수한 품질을 강조함으로써 향후 수요가 증가할 AP 시장에서 시장점유율을 확대하겠다는 포부를 드러냈다.

먼저 엑시노스 설계 총괄을 맡은 김민구 부사장은 SoC를 ‘시스템 반도체의 꽃’에 비유했다. 현존하는 주요 IT 기술들이 집약된 결정체라는 이유에서다. 엑시노스는 CPU, GPU, 이미지신호처리(ISP), 신경망처리장치(NPU) 등 시스템블록들을 하나의 칩으로 구현한 것으로 SoC의 형태를 띈다. 쉽게 말해, 스마트폰이나 태블릿PC를 구동시키기 위해 핵심 부품들을 한데 모은 칩이다.

칩이 나뉘어져 있으면 통합적인 전력 제어가 어렵고 개별로 전력을 소모하면 배터리 효율이 낮아지는데, SoC의 통합전력제어 기능으로 효율성을 높였고 단일 칩 형태 구현으로 면적도 크게 줄였다는 게 김 부사장 설명이다. 그는 이어 “휴대 전화가 단순히 전화, 문자 송수신의 기능을 넘어 지금의 비디오, 게임, 금융 서비스 등 수준 높은 다양한 기능으로 확장된 데에는 엄지손톱보다 작은 SoC의 역할이 컸다”며 “앞으로 SoC의 역할은 메타버스, 자율주행, 6세대 이동통신(6G) 등 미래 산업에서 더욱 무궁무진하다”고 강조했다.

그는 SoC의 경쟁력을 앞세워 엑시노스를 전 세계인들이 믿고 쓰는 최고의 모바일 AP 브랜드로 인정받게 할 것이라고도 했다.

갤럭시S22에 적용되는 삼성전자의 ‘엑시노스 2200’.(사진=삼성전자)

“엑시노스 IP, 소형화·저전력화·고성능 구현…최신기술 대거 탑재”

이어 GPU, CPU, ISP, NPU 등 독자 IP(설계자산) 개발을 담당하고 있는 개발자들은 삼성전자만의 IP 개발에 박차를 가할 계획이라고 했다. GPU 개발 총괄자인 박성범 삼성전자 시스템LSI사업부 SoC 설계2팀 상무는 GPU에 대해 “그래픽 처리 과정에서 사물의 모양, 위치, 색상, 질감 등을 표현하는 데 꼭 필요한 IP”라고 설명했다. GPU는 그래픽 처리를 위한 핵심 부품 중 하나로 CPU의 명령을 받아 모니터 상에 사물들을 표현한다. 엑시노스 2200에 탑재된 GPU ‘엑스클립스 920’은 삼성전자가 PC·콘솔 게임기용 GPU 업체인 미국 AMD와 공동 개발한 첫 결과물이다.

박 상무는 이어 “게임 유저가 많아지고 그래픽이 화려해지면서 GPU에서의 중요한 개발 방향은 ‘콘솔에서 느낄 수 있는 수준의 고성능 구현’과 ‘저전력’”이라며 “모바일 분야가 콘솔 분야의 기술을 5년 정도 후행해서 쫓아가는 경향이 있는데, AMD와의 협업을 통해 콘솔에서의 최신 기술들을 단숨에 엑시노스 2200에 탑재했다”고도 설명했다.

또, 사람의 대뇌로 비유되는 CPU의 경우 소형화·저전력화 구현 등의 과제를 갖고 있다. 20여 년간 CPU 분야에 몸담고 있는 정우경 PL은 “개발 핵심은 제한된 전력 한도 내에서 고성능을 내는 것”이라며 “다양한 시나리오에서 최대의 효율을 내기 위해 종류가 다른 CPU 코어들을 적절히 조합해 운영하는 것이 중요하다”고 말했다. 엑시노스의 CPU는 게임, 카메라 등 고성능을 요하는 모바일 시나리오에서 최고의 경험을 제공할 수 있도록 동작 코어 조합을 최적화시킨다고도 했다.

한편, 삼성전자는 모바일 AP를 제조하는 경쟁사들이 저조한 실적을 보이는 등 스마트폰 역성장세에도 엑시노스 판매량에 힘입어 시장점유율을 늘리고 있다. 최근시장조사업체 옴디아조사에 따르면 보급·중저가형 엑시노스 출하량은 2280만대로, 전 분기(1490만대)보다 53.0% 늘었다. 중저가 모바일을 겨냥한 전략이 시장점유율 확대로 이어졌다는 게 업계 평가다. 업계 관계자는 “삼성전자는 엑시노스를 프리미엄형에 이어 미드레인지(중저가)형으로 라인업을 확대하며 모바일 AP 시장 지위를 공고히 하고 있다”고 했다.