모바일 AP 란?
참고로 이 글은 과거 작성된 것을 옮긴 것임을 알린다.
1. AP란
AP (application processor)
이게 보통 스마트폰의 CPU 이다 정도로 알고 있지만 이는 잘못된 정보
사실은 그것 이상의 의미와 기능을 가지고 있음
모바일 분야의 핵심 : 반도체 칩
AP 가 바로 그 "반도체 칩"
AP는 CPU의 기능(주 연산)을 포함한 여러 기능들을 하나의 칩에 담아놓은 것
AP = CPU + memory + 그래픽카드(VGA) + 저장장치(storage) 등의 기능을 하나의 칩으로 통합 시킨 형태
그래서 SoC (system on chip) 이라고 불림
2. 구성요소
(1) CPU (ARM 계열)
컴퓨터의 CPU와 같은 기능을 하는 AP에 탑재된 CPU라고 보면 됨
참고로 CPU = control unit + ALU (연산장치 Arithmethic and Logic unit) + Register (임시기억장치)
하지만 차이점이 존재
컴퓨터 CPU는 CISC (complex instruction set computer)
AP CPU는 RISC (redueced instruction set computer)
컴퓨터 CPU 는 x86 x64 계열로 CISC (complex instruction set computer) 방식
모바일 AP CPU 는 ARM 계열로 RISC (reduced instruction set computer) 방식
어떤 기기에 달렸고가 중요한 것이 아니고 아예 방식 자체가 다름
CISC는 복잡한 명령어를 통해 연산
반도체를 구성하는 트랜지스터의 직접도가 높음
소비전력 높고 발열 심함
RISC 는 명령어 최소화
트랜지스터 직접도 낮음
소비전력 낮고 발열 낮음
(2) GPU
스마트폰에서는 추가로 그래픽카드를 설치하기에는 공간이 작기 때문에 이 모바일 AP 안에 있는 GPU 가 모든 것을 처리해야함
따라서 성능에서 굉장히 중요
GPU 가 CPU 보다 설계가 간단하지만 벡터 부동소수점 연산 등 3D 그래픽에 필요한 연산은 CPU 보다 빠름
스마트폰에서는 2D, 3D 그래픽 작업 모두 이 AP라는 chip set 에서 처리해야 하므로 AP 의 GPU 성능은 상당히 중요함
(3) 모뎀
인터넷을 연결해주는 모뎀
lte, 5g, wifi 등 인터넷 연결을 가능하게 해주는 modem칩 도 AP 에 포함되어 있음
퀄컴 스냅드래곤이 모뎀칩을 AP에 통합시켜서 점유율을 확 올렸음
최근 출시되는 AP들은 기본적으로 modem을 내장하고 있음
(4) VPU (video processing unit)
초고화질 콘텐츠 재생을 위해서는 영상처리장치 VPU (video processing unit) 의 성능이 무엇보다 중요
말 그대로 VPU (video processing unit)은 동영상 재생에 특화된 프로세서임
VPU 성능이 좋아야 스마트폰으로 4K UHD 영상 같은 고화질 영상을 끊김없이 재생할 수 있음
최근에는 VPU를 GPU에 통합하는 추세
(5) DSP (digital signal processor)
디지털 신호를 빠르게 처리할 수 있는 직접회로 주로 오디오, 영상 신호 처리에서 활용
왜냐하면 영상(그래픽) 처리나 오디오 재생 같은 단순반복 계산에 특화되어 있음
mobile AP 에 탑재된 DSP (digital signal processor)는 보통 영상 신호 처리에 높은 비중을 두고 있음
최근에는 mobile AP 외에 별도로 DAC chip (digital-to-analog converter) 을 추가해서 오디오 성능을 업그레이드함
(6) ISP (image signal processor)
스마트폰으로 사진을 많이 찍게 되었기에 ISP (image signal processor)가 AP에 기본으로 내장되는 건 자연스러움
보통 ISP 라고 하면 디지털카메라에 들어가는 이미지 처리 장치를 말함
이 ISP 가 굉장히 중요함 퀄컴이 AP 시장에서 큰손인 이유 중 하나도 바로 이 ISP 기술력이 좋아서임
(물론 요즘은 기술력이 다 같이 좋아지면서 다른 이유들로 시장 판도가 바뀌고 있음)
CIS (CMOS image sensor) 영상 센서에서 들어오는 raw data 가공 업무 등 전반적인 이미지 프로세싱 과정을 수행
(7) 그 외
GPS (global prositioning system)
ASP (audio signal processor)
등등
3. 현재 시장
2019년 기준 mobileAP 시장 점유율
1위는 역시나 "퀄컴 (Qualcomn)" - 33%
2위는 "MediaTek" - 24%
3위는 "삼성 (Samsung)" - 14%
4위는 "애플 (Apple)" - 13%
5위는 "화웨이 (Huawei)" - 11%
이 퍼센트는 조사 국가, 시기 등의 표본에 따라 달라질 수 있으니 회사들만 참고하면 됨
퀄컴(Qualcomn)에서 개발한 SoC (AP)의 이름은
스냅드래곤 (snapdragon)
ex. snapdragon865, snapdragon855+
, snapdragon855, snapdragon850
참고로 qualcomn은 미국 회사
intel, qualcomn 에 비해서 중급형, 보급형 정도
MT 시리즈
ex. MT8183, MT6753
삼성(samsung)의 AP (SoC) 이름은
엑시노스 (exynos)
ARM holdings 에서 라이센스를 구매해서 설계함
한국이 본진인만큼 한국에 출시되는 갤럭시는 대부분 AP로 이 엑시노스(exynos)를 탑재함
하지만 미국, 중국, 일본 등 몇몇 국가에서는 qualcomn snapdragon 을 탑재하는데 중국은 당국 통신 모뎀 인증 문제,
미국은 엑시노스(exynos) 모뎀의 CDMA 통신 규격 문제 때문
그 외에도 여러 이유들로 삼성 exynos를 못 쓰기도 함
사실 삼성의 엑시노스(exynos)는 아픈 손가락 느낌이기는 함
qualcomn snapdragon 과 비교해서 samsung exynos 성능이 상당히 떨어짐
그래서 ARM 으로부터 라이센스를 구매해서 일부 커스터마이징을 하는 식으로 CPU를 개발 중
그래도 2020년 GPU는 ARM 말고 AMD와 협업을 시작함
AP의 CPU는 밀렸지만 GPU에 힘을 주겠다는 의지로 보임
삼성 엑시노스 (exynos) 는 exynos 5시리즈, 7시리즈, 9시리즈로 출시를 하는데
5시리즈는 중급형 라인업
ex. M6S 거의 이거밖에 없음, 거의 없음
7시리즈는 중상급형 프리미엄 라인업
exynos 9610 (S5E9610)
ex. galaxy A50, galaxy A50s 등
exynos 7904 (S5E7904)
ex. galaxy A40, A30, M30, M20 등
9시리즈는 플래그십 라인업
exynos 9825 (S5E9825)
ex. galaxy note 10 (+) 등
exynos 9611 (S5E9611)
7시리즈 S5E9610의 상위형 AP
ex. galaxy M30s, galaxy A51 등
exynos980 (S5E9630, S5E980)
ex. X30, galaxy A51 5G, galaxy A71 5G
exynos990 (S5E9830, S5E990)
ex. galaxyS 20 (5G)
하지만 exynos990 은 결국
qualcomn snapdragon 865 SM8250 에
밀려버렸다는 평가,,,
galaxy 20 은 exynos990 을 쓴 것과
snapdragon865 를 쓴 것 둘다 출시됐는데
후자가 더 낫다는 평가가,,,
apple 에서 제작한 SoC (AP)는
A 시리즈
이 A시리즈는 애초에 목적 자체가 오직 apple 기기만을 위함임
다만 애플은 자체적으로 보유한 통신 모뎀 솔루션이 없어서 이동통신 네트워크를 AP에 지원하는 원칩 AP는 존재하지 않음
그래서 intel 에서 모뎀을 공급받는 중
최신 제품들로는
A13 Bionic
ex. iPhone11 (Pro) (Max), iPhone SE(2세대)
화웨이(Hwawei)에서는 하이실리콘 (Hisilicon) 이라는 모바일AP나 네트워크 반도체를 전문으로 설계하는 자회사가 있음
자체 AP로 Kirin 시리즈가 있음
Kirin 990 이 사용된 제품으로는 Huawei 30 (Pro), Honor V30 등이 있음