7) * 1. 개요 최근스마트폰에듀얼코어 (Dual core) 방식의애플리케이션프로세서 (Application Processor) 가적용되면서, 스마트폰의성능경쟁이본격화되고있다. 2011년 CES에이어 WMC 1) 에서도주요스마트폰제조업체들이듀얼코어방식의애플리케이션프로세서가탑재된스마트폰을출시하여이같은성능경쟁을잘보여주고있다. 또한 Nvidia, Qualcomm, Texas Instruments 등이듀얼코어는물론쿼드코어 (Quad core) 애플리케이션프로세서까지진화한제품계획을발표하면서멀티-코어 (Multi-core) 로의진화및경쟁방향 2) 을제시하고있다. 1) 세계주요휴대폰제조업체와이동통신업체들이참가하는세계최대규모의이동통신산업전시회로 1987년부터스페인의바르셀로나에서매년개최, GSMA(GSM Association: GSM협회 ) 가주최 2) http://www.pr-inside.com: Strategy Analytics-Multi-Core Processors to Penetrate 45 Percent of Smartphones by 2015 Multi-core processors are becoming a key differentiating factor for handset manufacturers and silicon vendors from both a marketing and technical perspective. Additionally, the multi-core applications processor market will be dominated by stand-alone applications processor vendors in the near-term (2011)
Smart phone 삼성전자갤럭시S 2 LG전자옵티머스 3D 모토로라 Artix 4G 소니에릭슨 Xperia Play Application Processor 1GHz 듀얼코어 Exynos ( 삼성전자시스템 LSI) 1GHz 듀얼코어 OMAP 4 (TI: Texas Instruments) 1GHz 듀얼코어 Tegra 2 (NVIDA) 1GHz 듀얼코어 Snapdragon (Qualcomm) OS Andorid v2.3 Andorid v2.2 Andorid v2.2 Andorid v2.3 이에본고에서는지난호의 스마트폰의듀얼코어탑재현황과의미 에이어서스마 트폰애플리케이션프로세서의진화방향과이에따른시사점을살펴보도록하겠다. 3) 2. 듀얼코어애플리케이션프로세서의진화방향 애플리케이션프로세서는반도체중비메모리반도체로구분할수있다. 이러한비 메모리반도체는특정응용분야에따라 ASIC(Application-specific IC), 4) ASSP (Application-specific Standard Product) 5) 로나눌수있다. 6) 스마트폰 태블릿미디어 에서사용하는애플리케이션프로세서는 ASSP 에해당하며, ASSP 시장은모바일컴 3) 애플리케이션프로세서의정의및듀얼코어관련기술적내용은본지 2011년 CES 출시스마트폰의듀얼코어탑재현황과의미 (2010. 2. 1) 를참조 4) 고객의주문에의하여설계된특정회로를반도체 IC로응용설계하여주문자에게독점공급하는 User 전용규격의주문형 IC 5) ASIC을복수의사용자가구매하면더이상 ASIC이라고부르지않고 ASSP(application-specific standard product) 라고부름. 이러한유형의 IC들은일반적으로사용자의요구에따라하나이상의프로세서, 코어, 메모리, IC 등의다양한기능블록들을조합하여구성, System-Level Integration and System-on-Chip ASSPs, Data Processing ASSPs Communications ASSPs, Consumer ASSPs Automotive ASSPs, Industrial, Medical and Other ASSPs으로구분 (Gartner) 6) 일반적인기능별로구분하면마이크로콤포넌트, 로직 IC, 아날로그 IC, Discrete, 광학반도체 (Optical), 비광학센서로분류 (Gartner)
퓨팅시장의확산에따른영향으로점차확대되고있는추세이다. 7) 이러한애플리케 이션프로세서에서는주로비메모리산업의강자인 Intel, Texas Instruments(TI), Qualcomm 등이영향력을확보하고있다. 8) 현재스마트폰에애플리케이션프로세서를적용하는방식에는크게두가지방향으로 Integrated 아키텍처와 Discrete 아키텍처가존재한다. Integrated 아키텍처는기존의베이스밴드칩셋 ( 무선모뎀 ) 9) 에고성능애플리케이션프로세서기능을추가하여통합된하나의칩 (Fat Modem) 을중심으로셋트를구성하는것을말한다. 반면, Discrete 아키텍처는무선모뎀은모뎀본연의기능만을하고기타주요한작업은모두애플리케이션프로세서에서따로통합하여처리하는구조를가진다. 10) 현재 Discrete 전략을취하고있는업체에는삼성전자, TI, Intel 등이있으며, Integrated 전략을취하고있는업체로는모뎀베이스밴드기술을가진 Qualcomm이대표적이다. 자료 : Semiconductor Insight(2010) 7) 산업분석 반도체산업, 키움증권 (2011. 2. 14) 8) 2009년업체별비메보리반도체매출액순위 : Intel 1위, TI 2위, Qualcomm 5위 (Gartner) 9) GSM, UMTS, WCDMA, TD-SCDMA 등의셀룰러망기지국에연결하여음성통화및데이터통화와관련한송수신처리를진행 10) 최재훈, 스마트폰애플리케이션프로세서산업, Semiconductor Insight, 2010. 10
최근스마트폰용애플리케이션프로세서시장에서는 Nvidia 를선두로, 삼성전자, TI, Qualcomm 이듀얼코어애플리케이션프로세서를출시하고있다. 11) 듀얼코어애플리 케이션프로세서의채택으로스마트폰의멀티태스킹기능이증대되고, 각종애플리케이션의빠른실행을위한멀티스레드의실행이강화되고있다. 12) 특히, 이러한듀얼코어애플리케이션프로세서를채택한스마트폰은애플리케이션을 CPU core 두개로나눠실행하기때문에빠른속도에도불구하고, 전력소모량을효율적으로관리할수있다. 따라서앞으로스마트폰에듀얼코어칩을적용하는것이주요한추세가될전망이다. 13) 삼성전자는자사의스마트폰에애플리케이션프로세서제품을공급하면서꾸준한 성장세를유지하고있다. 14) 특히, 시스템 LSI 사업부문의주요생산제품인애플리케 이션프로세서에브랜드명을처음으로선정하고, 본격적으로반도체브랜드마케팅 을펼치고있다. 2010 년대만모바일포럼에서발표한 1GHz 급차세대듀얼코어애플 리케이션프로세서 ( 코드명 : Orion) 제품을 Exynos 4210 이라는이름으로시장에 판매할예정이다. 15) 그리고이 Exynos 4210 칩셋은갤럭시 S 2 에탑재하여 WMC 2011에서공개되었다. 텍사스인스트루먼트 (TI: Texas Instruments) 도 OMAP 4 플랫폼인 OMAP 4430 듀얼코어애플리케이션프로세서를공개했으며, 이제품은 LG전자의옵티머스 3D에탑재되었다. 그후에 TI는보다업그레이된 OMAP 4440 애플리케이션프로세서를발표하였다. 16) 현재삼성전자, TI, Qualcomm 등대부분의애플리케이션프로세서제조사들은영 11) Nvidia 및 Qualcomm의듀얼코어애플리케이션프로세서현황은본지 2011년 CES 출시스마트폰의듀얼코어탑재현황과의미 (2010. 2. 1) 를참조 12) Nvidia(2010), The Benefits of Multiple CPU Cores in Mobile Devices Whitepaper 13) Nvidia(2010), The Benefits of Multiple CPU Cores in Mobile Devices Whitepaper 14) 2008년, 2009년스탠드얼론스마트폰애플리케이션프로세서마켓점유율이각각 36%, 45.9% 로 2008년부터 1위자리유지 (isuppli, 2010) 15) http://www.samsung.com/sec/news: 삼성모바일 AP, 첫브랜드 Exynos( 엑시노스 ) 탄생 16) http://newscenter.ti.com/blogs/newsroom: TI s OMAP4440 processor boasts new upgrades, raises the bar for mobile design, http://www.ti.com/omap4440(4430)
국의반도체설계업체 ARM에게로열티를주고, 코어설계를제공받고있다. 즉, 이들업체들은 ARM의설계를라이선스하고, ARM의아키텍처를기반으로자신들의기술을추가해독자적인애플리케이션프로세서를만들어내고있는것이다. 이와같은상황에서인텔은독자적인코어설계를적용한스마트폰전용애플리케이션프로세서인 Medfield를 WMC 2011에서공개하였다. 인텔은 Medfield 통해기존칩의크기를줄였을뿐만아니라, 성능과전력소모를향상시켰다고발표했다. 17)18) 최근 WMC 2011에서 Nvidia, Qualcomm, TI 등이듀얼코어는물론쿼드코어 (Quad core) 애플리케이션프로세서로까지진화한제품계획을발표하면서, 멀티-코어프로세서 (Multi-core Processor) 로의진화및경쟁방향을제시하고있다. 주 : 1) 2011년 KAL-EL에이어점차적으로 WAYNE, LOGAN, STARK 등의차세대 AP를선보인다는계획 2) 2014년발표예정인 STARK는 Tegra 2 대비 100배이상향상된성능을선보일것으로설명자료 : Nvidia(2011) 17) http://www.intel.com/newsroom/mwc2011 18) http://www.gsmarena.com: Intel shows medfield soc for smartphones android supported
Nvidia의경우듀얼코어애플리케이션프로세서에서는가장먼저 Tegra 2 프로세서를내놓았으며, WMC 2011에서 Tegra 2의후속제품으로쿼드코어애플리케이션프로세서인 KAL-EL을발표했다. KAL-EL 프로세서는 4개의코어와 12개의 core GeForce GPU(Graphics Processing Unit) 를한개의칩에통합해성능면에서 Tegra 2 프로세서대비 5배의처리능력을갖춘것이특징이다. 19) 그리고 Integrated 전략을취하고있는 Qualcomm은차세대모뎀및프로세서가하나로통합된원칩을선보이며, 애플리케이션프로세서시장에서자사의영향력을확대하고있다. 최근에는듀얼코어스냅드래곤 (MSM8260, MSM8660) 을발표했으며, WMC 2011에서는차세대스냅드래곤으로 Krate를공개했다. Krate 제품중쿼드코어인 APQ 8064는하나의애플리케이션프로세서내에코어 4개가탑재됐으며, 3D 그래픽처리를위한 GPU인 Adreno 및 LTE 모뎀도함께통합하였다. Qualcomm 은이칩을 2012년에상용화한다는계획을가지고있다. 20) 이밖에 TI도 OMAP 제품군의차세대제품인 OMAP 5 모바일애플리케이션플랫폼을출시했다. OMAP 5 애플리케이션프로세서의경우, ARM 코어텍스 -A15 2개외에추가적으로 2개의 ARM 코어텍스-M4를포함하는멀티-코어프로세싱을제공한다. 21) 19) http://blogs.nvidia.com: Tegra-roadmap revealed next chip worlds first quadcore mobile processor 20) http://www.qualcomm.com/news: Qualcomm Announces Next-generation Snapdragon Mobile Chipset Family 21) http://newscenter.ti.com/blogs/newsroom: TI s OMAP 5 Platform Transforms the Concept of Mobile
자료 : Texas Instruments(2011) 3. 시사점 과거 PC 시장에서 MS Window 와 Intel x86 CPU 는 80 년대이후압도적인영향력 을발휘하며 Wintel 22) 시대를이끌어왔다. 하지만현재스마트폰애플리케이션프로 세서시장은 20 년전에반도체지적재산권 (IP) 을기반으로반도체공급모델을시작한 ARM 이주도하고있다. 23) 그리고퀄컴, TI, 삼성전자, Nvidia 등이 ARM 의 IP 를라이 선스받아, 이에기반을둔애플리케이션프로세서를차별화하여제조하고있다. 따라 22) Wintel은마이크로소프트윈도운영체계와인텔의마이크로세서를기반으로한컴퓨터를가리키는통칭하며, PC 산업에서통용되는용어로인텔의마이크로프로세서와윈도운영체계를갖춘시스템전반을의미 23) http://ir.arm.com: ARM Holdings plc Reports Results For The Fourth Quarter And Full Year 2010 - ARM s 2010 Market share more than 95% estimates based on forecasts from Gartner, SIA and ARM in Smart phone applications processors
서시장규모가급격히증가하고있는스마트폰에서 Wintel 진영은 ARM, Android, ios 진영에밀리고있는상황이다. ARM 기반의애플리케이션프로세서제조업체들은지속적으로업데이트되는 ARM의 IP 기술 24) 을바탕으로듀얼코어와쿼드코어등의멀티-코어를기반으로경쟁력을강화하고있다. 이에따라대부분의모바일 OS들이 ARM 기반애플리케이션 프로세서를이미지원하고있거나, 지원할계획임을밝히고있어, 25) ARM 기반애플 리케이션프로세서들은다양한모바일 OS 에서사용될전망이다. 26) 이와같이 PC 와는달리스마트폰시장에서는 MS 와인텔의이른바 Wintel 동맹은 영향력을발휘하지못하고있다. 이러한상황에서 Intel 은 2010 년노키아와의제휴를 통한모바일 OS 인 MeeGo 의공동개발로, 27) 스마트폰에자사의애플리케이션프로세 서를공급하고자노력하였다. 하지만 2011년 2월 11일에노키아가 MS와제휴 28) 하면서스마트폰시장에애플리케이션프로세서를공급하고자하는인텔의노력이일정부분제약을받게됐다. 이처럼스마트폰시장은과거피처폰또는 PC 시장과는달리반도체, 단말기, 모바일플랫폼업체간전략적제휴가더욱복잡하고다양한차원에서이루어지고있다. 이러한애플리케이션프로세서경쟁에서두각을나타내고있는그래픽칩전문반도체제조회사인 Nvidia와애플리케이션프로세서, 스마트폰, 모바일 OS에서고른자원과역량을확보하고있는삼성전자의향후사업전개양상에귀추가주목된다. 24) http://ir.arm.com: ARM Holdings plc Reports Results For The Fourth Quarter And Full Year 2010 - Multi-day battery life still key as performance requirements increase & Different options for higher performance or lower power 25) Microsoft 와 ARM는 2010년 7월포괄적인라이선스계약체결. 2011년 CES에서 MS는 Windows 의차기버전은 ARM 기반의 SOC 아키텍처를지원할것이라고발표. CES 및 MWC ARM 기반의스마트폰은 Android 기반으로출시되고있음 26) http://ir.arm.com: ARM Holdings plc Reports Results For The Fourth Quarter And Full Year 2010 - Open platform, with multi-os support 27) 인텔과노키아는 WMC 2010에서스마트폰과태블릿용 OS Meego의공동개발계획을발표 28) http://press.nokia.com: Nokia and Microsoft announce plans for a broad strategic partnership to build a new global ecosystem
참고자료 윤석훤 김윤화 김민식 (2010). 스마트폰시장성장에따른이동통신단말기제조업의밸류체인및경쟁상황변화분석, 정보통신정책연구원, 2010. 10. 최재훈 (2010. 10). 스마트폰애플리케이션프로세서산업, Semiconductor Insight. 삼성전자 (2011. 2. 14). 삼성모바일 AP, 첫브랜드 Exynos( 엑시노스 ) 탄생, http://www.samsung.co.kr/article.do?cmd=view&contentid=126066&search Category=1/. Nvidia (2010). The Benefits of Multiple CPU Cores in Mobile Devices, Whitepaper. Nividia (2011). Tegra-roadmap revealed next chip worlds first quadcore mobile processor., http://blogs.nvidia.com/. GSMArena (2011). Intel shows medfield soc for smartphones android supported., http://www.gsmarena.com/. Pre-Inside.com (2011. 1). Strategy Analytics-Multi-Core Processors to Penetrate 45 Percent of Smartphones by 2015, http://www.pr-inside.com/. Nokia (2011. 2). Nokia and Microsoft announce plans for a broad strategic partnership to build a new global ecosystem., http://press.nokia.com/. Texas Instruments (2011). TI s OMAP 5 Platform Transforms the Concept of Mobile, http://newscenter.ti.com/blogs/newsroom/. Qualcomm (2011). Qualcomm Announces Next generation Snapdragon Mobile Chipset Family., http://www.qualcomm.com/news/. ARM (2011. 1). ARM Holdings plc Reports Results For The Fourth Quarter And Full Year 2010., http://ir.arm.com/.