반도체 전문 온라인 매거진 - 올포칩

• ARMv8-A기반 ARM® Cortex®-A72 프로세서, 5년 전 대비 50배 향상된 CPU 성능 제공

• ARM CoreLink™ CCI-500 캐시 일관성 인터커넥트 (Cache Coherent Interconnect), 더 높은 시스템 대역폭, 향상된 시스템 효율성 확보

• ARM Mali™-T880 GPU, 모바일 디바이스에서 제한된 전력으로 콘솔급의 게이밍 및 그래픽 성능 제공

• ARM POP™ IP 적용으로 최적화 된 첨단 TSMC 16nm FinFET+ 공정

• 하이실리콘(HiSilicon), 미디어텍(MediaTek), 록칩(Rockchip)등 Cortex-A72 라이선스 체결

저전력 고효율 프로세서 기술 선도 기업 ARM이 2016년 모바일 디바이스에서 프리미엄 경험의 새로운 기준을 세우는 최신 IP Suite를 출시했다. 이번 출시된 Suite의 핵심은 현재 모바일 시스템온칩(SoC) 개발을 위한 최고 성능 CPU 기술인 ARM Cortex-A72 프로세서이다. Cortex-A72 프로세서는 설계 설정 및 구성에 따라, 바로 5년 전의 선도적인 스마트폰 대비 50배 향상된 CPU 성능을 제공한다. 프리미엄 모바일 디바이스용 ARM IP Suite는 그래픽 성능을 한층 업그레이드함으로써, 사용자에게 최대 4K120fps 해상도의 탁월한 시각적 경험을 제공한다. 업계 선도적인 기술 suite을 탑재한 디바이스의 실제 시장 출시 시기는 2016년으로 예상된다.

프리미엄 모바일 디바이스용 ARM IP Suite는 현존하는 기술 중 가장 강력한 모바일 기술을 제공한다. Cortex-A72 프로세서와 더불어 CoreLink CCI-500 인터커넥트(interconnect), ARM의 최고 성능 및 최고의 에너지 효율성을 자랑하는 모바일 GPU인 Mali-T880 GPU, Mali-V550 비디오 프로세서 및 Mali-DP550 디스플레이 프로세서가 함께 출시된다. 또한 칩 구현을 더욱 수월하게 하기 위해 첨단 TSMC 16nm FinFET+ 공정을 위한 ARM POP IP가 포함된다.

피트 휴턴(Pete Hutton) ARM 프로덕트 그룹 사장은 “Cortex-A72 프로세서를 포함하는 새로운 프리미엄 모바일 경험을 위한 IP Suite는 올해 출시된 Cortex-A57 기반 디바이스의 강력한 사용자 경험에 기반해 중대한 한걸음을 내디딘 결과”라며, “ARM은 여러 세대를 거쳐 파트너들과 함께 최첨단 프리미엄 모바일 경험을 전달하고 있다. 2016년에는 이 위에 구축된 ARM 생태계가 사용자들의 주된 유일한 컴퓨팅 플랫폼 역할을 함으로써, 더 얇고, 더 가벼우며, 더 실감나는 환경을 제공하는 모바일 디바이스를 출시 할 것”이라고 말했다.

2016년의 프리미엄 모바일 경험
프리미엄 모바일 디바이스용 IP Suite는 모든 종류의 콘텐트를 생산하고, 향상시키고, 소비할 수 있으며 항상 주된 연결 수단이 되는 모바일 디바이스에 대한 최종 소비자들의 늘어나는 요구 사항에 초점을 맞췄다. ARM은 파트너사와 함께 모바일 경험을 아래와 같은 케이스와 결합해 2016년에 출시되는 디바이스를 향상시킬 것이다.

• 4K120fps 해상도의 비디오 콘텐트를 포함, 정교하고 실감나는 이미지 및 비디오 캡처

• 콘솔급의 게임 성능과 그래픽

• 유동적인 문서 및 오피스 애플리케이션을 요구하는 생산성 suite

• 스마트폰에서 기본적으로 작동이 가능한 자연 언어 사용자 인터페이스

최고의 성능을 가진 ARM Cortex 프로세서, Cortex-A72
하이실리콘, 미디어텍, 록칩 등 10개 이상의 파트너사가 이미 기존 32비트 소프트웨어와 완전한 하위 호환성을 제공하면서 에너지 효율적인 64비트 프로세싱을 구현하는 ARMv8-A 아키텍처 기반의 Cortex-A72 프로세서 라이선스를 체결했다. Cortex-A72 프로세서는 다음과 같은 기능을 제공한다.

• 모바일 디바이스의 한정된 전력으로도, 16nm FinFET 공정에서 2.5GHz의 주파수로 지속 동작 및 더 큰 폼팩터 디바이스 적용 시 더 높은 주파수로 동작 가능

• 2014년에 출시된 Cortex-A15 프로세서 기반의 디바이스 대비 3.5배 향상된 성능

• 향상된 에너지 효율성으로 2014년에 출시된 디바이스와 성능 비교 시 75% 감소한 소비 전력

• Cortex-A72 CPU와 Cortex-A53 CPU 결합한 ARM 빅리틀(big.LITTLE™)프로세서 구현으로 성능 및 효율 확대

시스템온칩(SoC)의 효율성 높이는 CoreLink CCI-500
CoreLink CCI-500 캐시 일관성 인터커넥트 (Cache Coherent Interconnect)는 빅리틀 프로세싱이 가능하고 통합된 스눕필터(Snoop filter)에 의해 시스템 소비 전력을 줄였다. 또한 이전 세대인 CoreLink CCI-400과 비교했을 때, 2배 증가한 메모리 시스템 대역폭과 30% 상승한 프로세서 메모리 성능을 제공한다. 이는 사용자 인터페이스 반응을 더 향상시키고, 생산성 애플리케이션, 비디오 편집, 멀티태스킹처럼 메모리 사용이 높은 작업을 가속화한다. CoreLink CCI-500은 Mail 제품군과 함께 사용할 때, 멀티미디어 콘텐트 보호를 위해, ARM TrustZone® 기술도 지원한다.

획기적인 모바일 그래픽과 시각 경험을 제공하는 Mali-T880
Mali-T880 GPU는 기존 Mali-T760 기반 디바이스보다 1.8배 향상된 그래픽 성능 및 동일한 작업에서 40% 감소한 전력 소비를 제공한다. 뛰어난 에너지 효율성 및 추가적인 연산 기능 및 확장성을 보유한 Mali-T880은, 전력이 한정된 모바일 디바이스나 소비자 플랫폼 상에서도, 복잡한 하이엔드 애플리케이션 동작을 가능하게 한다. 모바일 게임을 즐기는 사용자들에게는 더 향상된 게임과 콘솔급의 경험을 제공한다. 10비트 YUV를 기본 지원하고 Mali-V550 비디오 프로세서와 Mali-DP550 디스플레이 프로세서를 보완함으로써 4K 해상도의 콘텐트를 탁월한 화질로 제공한다.

전력 효율성은 모든 Mali 제품군의 설계 원칙에 지침이 되어 왔다. 시스템에 미치는 대역폭 감소를 위한 다양한 기술도 이에 포함된다. 프리미엄 디바이스 구성 시, Mali-V550 비디오 프로세서가 하나의 코어에서 HEVC (High Efficiency Video Coding) 디코딩과 인코딩을 완전히 지원하며, 8개의 코어 구현 시 구현 시 4K120fps까지 확장이 가능하다. Mali-DP550 디스플레이 프로세서는 디바이스의 배터리 수명을 최대화하기 위해 GPU에서 처리하는 컴포지션까지 확장이 가능하다. Mali-DP550 디스플레이 프로세서는 디바이스의 배터리 수명을 최대화하기 위해 GPU에서 처리하는 컴포지션(composition), 스케일링(scaling), 로테이션(rotation) 및 이미지 후처리 등의 연산을 위한 향상된 기능을 제공한다.

FinFET 기술과 함께 단축된 제품 출시 시기
TSMC의 향상된16nm FinFET+를 위한 새로운POP IP는 예측 가능한 성능, 전력, 제품 출시 시기로 반도체 기업들이 보다 쉽게 32/28nm 공정으로부터 이동할 수 있게 했다. ARM POP IP는 일반적인 조건에서, Cortex-A72 프로세서를 스마트폰에서는 2.5 기가헤르츠(GHz)를 유지하고, 더 큰 폼팩터 디바이스에서는 더 높은 주파수까지 확장할 수 있게 한다. 또한 POP IP는TSMC 16nm FinFET+에서 Mali-T880 구현도 지원한다.

ARMv8-A 리더십으로 향상된 모바일 생태계 혁신
구글 안드로이드™ 5.0 롤리팝(Lollipop)으로의 이동으로 모바일 생태계는 이미 ARMv8-A가 가져온 혜택을 누리고 있다. 이를 기반으로 만들어진 IP Suite는 파트너사들이 긴 배터리 수명을 유지하면서도 가장 얇은 폼팩터에서 향상된 성능을 제공하는 것을 가능케 한다. 2015년에서 2016년 사이, ARM은 64비트 ARMv8-A 기반 CPU가 널리 활용되어, 프리미엄 모바일 디바이스 시장에서 구글 안드로이드 5.0 롤리팝이 더 많이 도입될 것으로 예상한다. 이는 더 많은 애플리케이션 개발자가 2배 향상된 SIMD 멀티미디어(ARM NEON™ 기술)와 부동 소수점 성능, 소비자 데이터를 보호하는 암호관련 명령어, 4GB 이상의 메모리 지원을 이용해 차세대 프리미엄 모바일 경험을 제공할 수 있는 기회가 열렸음을 의미한다.

파트너사 인용문
조지 야오(George Yao) 하이실리콘 튜링 프로세서(Turing Processor) 사업본부장은 “더 많은 디바이스와 사람들이 디지털 경험을 위해 커넥티드 클라우드를 이용함에 따라, 데이터, 프리미엄 콘텐트, 저장공간에의 접근성을 가지고 항상 연결되기를 원하는 요구가 급격한 변화를 겪고 있는 상황이다. 하이실리콘은 더욱 향상된 성능과 뛰어난 전력효율성으로 이러한 요구사항을 지원하는 플랫폼 제공에 집중할 것이다. ARM이 프리미엄 모바일 플랫폼을 목표로 하는 최초의 IP Suite를 출시하고 이를 지원하게 된 것을 기쁘게 생각한다. Cortex-A72는 2014년의 디바이스보다 3배 이상 향상된 성능을 제공하고, Mali-T880은 한 단계 더 발전한 고품질의 그래픽을 제공함에 따라 업계는 뒤바뀔 것이다. ARM과 하이실리콘의 파트너십이 모바일과 네트워크 솔루션의 새로운 시대를 이끌 것이다”고 말했다.

조 첸(Joe Chen) 미디어텍 수석부사장은 “모바일의 혁신은 전례가 없을 정도로 빠르게 가속화되고 있으며, 이는 소비자에게 가능한 한 빠른 속도로 최신 기술을 선보여야 함을 의미한다. ARMv8-A 아키텍처를 통해 업계를 선도하는 성능과 전력 효율의 기준을 시장에 제공하는 ARM Cortex-A72의 출시와 함께 협력하게 된 것을 기쁘게 생각한다. 애플리케이션, 콘텐트, 디바이스가 점점 더 복잡해 지고 있는 상황에서 이 모든 것은 궁극적으로 최종 소비자에게 더 나은 경험 제공을 위한 것이다”고 밝혔다.

펭 첸(Feng Chen) 록칩 CMO는 “점차 더 많은 소비자들이 스마트폰, 태블릿, 패블릿, 그 밖의 대형 스크린을 가진 디바이스를 포함한 모바일 기기를 주요 컴퓨팅 플랫폼으로 사용하고 있다. 더욱 커진 폼팩터 디바이스는 다양한 프로세서 구성을 확장할 수 있는 고성능 및 더 높은 전력효율을 요구한다. 록칩은 ARM과의 협력으로 소비자가 Cortex-A72를 통해 광범위한 프리미엄 모바일 플랫폼을 이용할 수 있게 된 것을 기쁘게 생각한다. 록칩은 고객과 최종 소비자들이 개인 및 기업 사용에 있어 강력한 사용자 경험을 즐길 수 있도록 최첨단 CPU와 GPU 기술 및 솔루션을 제공하는 것에 집중하고 있다”고 말했다.

석 리(Suk Lee) TSMC 디자인 기반시설 마케팅 부문 수석 디렉터는 “TSMC의 16nm FinFET+공정은 수익과 성능 면에서의 급성장에 힘입어 이미 Cortex-A57 기반 시스템온칩을 통해 놀라운 결과를 보여주고 있다. TSMC 16nm FinFET+공정 기술과 ARM POP IP의 조합이 가진 장점은 고객사에게 고도로 최적화된 Cortex-A72 기반 모바일 SoC를 2016년 초 시장에 선보일 수 있는 기회를 제공한다”고 전했다.

치핑슈(Dr. Chi Ping Tsu) 케이던스(Cadence) 수석 부사장 겸 EDA 수석 전략가는 “케이던스와 ARM은 오랜 기간 동안 긴밀하게 협력하며, 양사가 보유한 고객사들의 성공을 이끈 주목할만한 성과를 얻어 왔다. ARM의 새로운 프리미엄 모바일 디바이스용 IP Suite를 지원하기 위해 이 Suite의 실행을 최적화 할 수 있는 완전한 SoC 환경을 제작했고, OS 부팅 시 시스템을 검증하고, 서브시스템 성능과의 상호 연결성 또한 분석했다. ARM은 ARM Cortex-A72 프로세서 개발 과정에서, 복잡한 모바일 설계 요건을 충족시킬 수 있도록 케이던스 디지털 및 시스템 수준에서 실제 칩까지 두루 검증 가능한 툴과 IP를 사용했다. 이것은 개발자가 향상된 프로세스 노드(Process nodes)로 최적의 결과를 얻는 동시에 제품을 시장에 선보이는 시간을 단축하는데 도움을 준다”고 말했다.

디어드리 핸포드(Deirdre Hanford) 시놉시스(Synopsys) 고객 관계(Customer Engagement) 부문 부사장은 “20년 이상 ARM과 협력해오며, 우리는 고객이 원하는 전력, 성능, 디자인에 대한 목표를 충족시키는 동시에, 그들의 혁신적인 제품을 빠르게 시장에 출시할 수 있도록 시놉시스 툴을 사용할 수 있게 했다. Cortex-A72 프로세서, CoreLink CCI-500 인터커넥트, Mali-T880 GPU, Mali-V550 비디오 프로세서, Mali-DP550 디스플레이 프로세서를 포함한 ARM의 새로운 IP Suite를 채용한 초기 고객사는 프리미엄 모바일 경험 제공을 목표로 그들의 제품을 설계하고 검증하기 위해 이미 시놉시스 툴, 방법론 및 전문적 서비스를 사용하고 있다. 새로운 IP Suite의 한 제품인 ARM Cortex-A72의 경우, 참조 구현(Reference Implementation, RI)은 ARM Cortex-A57과 Cortex-A53를 위해 만들어진 시놉시스의 성공적인 참조 구현을 기반으로 했고, 개발자가 한정된 모바일 전력 내에서 목표 성능을 구현하는 동시에 시놉시스의 IC Compiler™ II 제품이 제공하는 10배 빠른 디자인 처리량을 활용할 수 있다”고 말했다.