삼성전자, 하드웨어는 내가 최고… “갤럭시S6, 역대 최강 성능폰”

“애플리케이션프로세스(AP)는 14나노 핀셋공정 기반의 엑시노스7420, 모바일 D램(RAM, 메모리)은 8Gb LPDDR4 메모리, 저장장치는 128GB UFS, 여기에다 이팝(ePoP) 기술까지…”

오는 3월 1일(현지시간) 스페인 바르셀로나에서 열리는 모바일월드콩그레스(MWC) 2015에서 공개되는 삼성전자의 차세대 전략 스마트폰 갤럭시S6이 역대 최강의 성능을 가진 스마트론이 될 것으로 보인다.

갤럭시S6에는 삼성전자의 최첨단 반체도 기술이 총동원된다.

애플리케이션프로세스(AP)로는 14나노 핀셋공정 기반의 엑시노스7420, 모바일 D램(RAM, 메모리)은 8Gb LPDDR4 메모리, 저장장치는 128GB UFS가 사용된다. 여기에다 이팝(ePoP) 기술까지 더해 세계 최고의 ‘초고용량, 초고속, 초절전, 초슬림’ 솔루션을 제공할 수 있게 됐다.

AP칩 – 3차원 트랜지스터 구조인 14나노미터 핀펫 공정의 엑시노스7420

먼저 AP칩으로는 ‘엑시노스7 옥타’ 브랜드의 엑시노스7420가 탑재되는데, ARMv8 아키텍처를 기반으로 고성능 빅코어(ARM 코어텍스-A57) 4개와 저전력 리틀코어 4개(ARM 코어텍스-A53)를 빅리틀 방식으로 엮은 옥타코어 프로세서다. 옥타는 8이라는 말로, 코어가 8개인 프로세서라는 것이다.

특히 기존 20나노 공정에 쓰는 평면(Planar) 구조의 한계를 극복하기 위해 미세공정 기술인 3차원 트랜지스터 구조인 14나노미터 핀펫 공정을 통해 설계됐다. 핀펫이란 3차원 입체구조에 적용되는 게이트의 모양이 물고기 지느러미(Fin)과 비슷하다고 해 붙여진 이름이다. 이 기술은 기존 2차원적인 평면구조였던 반도체 구성 소자 구조를 3차원 입체구조로 만들어 누설전류를 줄일 수 있는 이점을 제공한다.

이로 인해 20나노 나노 공정 대비 성능은 20%, 소비전력은 35% 감소했다. 성능은 더 좋아졌는데 발열은 더 적어졌다는 의미다. 퀄컴의 최신 AP칩 스냅드래곤810이 높은 성능에도 불구하고 발열 문제로 논란이 돼 갤럭시S6에도 장착되지 못한 것을 감안하면 삼성전자의 기술력을 엿볼 수 있다. 또 이 공정으로 인해 AP칩 생산의 최대 걸림돌인 생산성도 30% 개선됐다. 고성능, 저전력, 고생산성 등 세마리 토끼를 동시에 잡은 셈이다. 여기에 그래픽처리장치(GPU)에 기존 ARM 말리 T628 대비 성능이 74% 향상된 T760을 탑재해 GPU 성능도 좋아졌다.

모바일 D램(메모리) – 20나노 8Gb LPDDR4

모바일 D램(메모리)으로는 20나노 8Gb LPDDR4가 장착되는데, 1GB(8Gb=1GB) 칩 4개를 쌓아 모바일 D램 최대 용량인 4GB를 구현하는 모바일 D램이다. 갤럭시노트4에 장착된 LPDDR3보다 데이터 처리속도는 2배 빠르고, 소비전력도 최대 40% 절감할 수 있다.

특히 삼성전자가 독자 개발한 입출력(IO) 인터페이스 ‘LVSTL’ 기술을 적용, 일반 PC 램(1600Mb/s)보다 2배 빠른 초당 3200Mb/s 데이터를 처리할 수 있는 성능을 제공, PC에서 사용되는 초고화질(UHD) 비디오 녹화·재생뿐 아니라 2,000만 화소의 고해상도 이미지의 연속 촬영을 지원한다. 이로 인해 갤럭시S6 성능 향상에 크게 기여할 것으로 보인다.

저장장치 – 128GB UFS 메모리

데이터 처리 및 저장소로 활용되는 저장장치 성능 역시 기존 스마트폰용 내장 메모리보다 무려 2.7배나 빠른 초고속 내장 메모리인 128GB UFS 메모리로 인해 크게 개선될 것으로 보인다.

UFS의 임의읽기 속도는 외장 메모리카드(마이크로SD카드)보다 28배 빠른 1만4000 IOPS(Input/Output Operation Per Second)에 달하고 솔리드스테이트드라이브(SSD)에서 사용 중인 속도 가속 기능인 ‘커맨드 큐’를 적용해 기존 고성능 내장메모리(eMMC 5.0)보다도 2.7배나 빨라졌음에도 소비전력은 절반 수준에 불과하다.

커맨드 큐는 내장 메모리카드의 성능을 극대화하기 위해 여러 입·출력 데이터를 한 번에 처리하는 기술로, 스마트폰에서 초고해상도(UHD) 콘텐츠를 보면서 다른 작업을 해도 버퍼링 현상이 없다.

또 저장장치의 용량은 128GB·64GB·32GB로, 기존 eMMC 용량(64GB·32GB·16GB)보다 2배 확대해 외장 메모리카드를 따로 사용하지 않아도 된다. 따라서 외장 메모리 슬롯도 필요 없어져, 갤럭시S6에 외장 메모리 슬롯을 제외할 것으로 보인다. 보통 스마트폰에는 16GB·32GB·64 GB의 내장 메모리가 탑재되는데, 동영상이나 사진을 많이 찍다 보면 금방 용량이 다 되고 속도까지 느려지는 문제가 있어 별도의 외장 메모리(마이크로SD 카드)를 꽂아야 했었다.

삼성전자 관계자는 “UFS 메모리는 더 이상 외장 메모리 카드를 사용할 필요가 없어지는 최고의 모바일 솔루션”이라고 강조했다.

삼성전자는 이러한 세계 최고의 반도체 기술에 ‘이팝(ePoP)’ 기술까지 더 해 앞으로 세계 최고의 ‘초고용량, 초고속, 초절전, 초슬림’ 솔루션을 제공할 수 있다.

이팝(ePoP)은 모바일 D램과 낸드플래시 저장장치, 컨트롤러 등 메모리 반도체들을 하나로 묶은 후 모바일AP 위에 쌓아 면적을 크게 줄인 메모리다. 열에 약한 낸드플래시의 성질로 인해 높은 열을 발생시키는 모바일AP와 함께 쌓을 수 없었지만 삼성전자는 내열 한계를 높여 이를 극복했다.

이팝 기술은 AP와 메모리가 폰 내부에 차지하는 공간을 40% 줄여 주는데, 이팝 메모리를 사용하면 더 작고 얇은 스마트폰을 구현할 수 있고 배터리 용량을 늘릴 수 있게 된다.

이 모든 기술들이 집약돼 가장 처음 선보이는 제품은 바로 오는 3월 1일(현지시간)에 공개되는 차세대 전략 스마트폰 갤럭시S6다.

갤럭시S6에는 3차원 트랜지스터 구조인 14나노미터 핀펫 공정을 통해 설계돼 성능은 높이고 발열은 낮춘 엑시노스7420 AP, 더 빠르고 효율성 높은 8GB LPDDR4 메모리, 그리고 2.7배 빨라진 UFS 저장장치를 이팝(ePoP) 기술로 하나로 묶는 최신 반도체 기술이 총동원돼 역대 최강의 성능을 자랑하면서도 슬림해진 진정한 프리미엄 스마트폰의 면모를 유감 없이 뽐낼 것으로 보인다.