AI의 시대, 퀄컴은 무엇을 꿈꾸고 계획하는가? 2/3

Part.2 Snapdragon X Elite 발표

세줄요약

• Snapdragon X Elite는 경쟁 SoC보다 월등히 높은 성능과 대폭 강화된 전력 효율을 자랑한다.
• 퀄컴은 스냅드래곤 서밋 2023에서 Snapdragon X Elite를 Snapdragon 8 Gen.3보다 먼저, 그리고 더 오래 설명했다.
• 이는 퀄컴이 해당 분야에 앞으로 전력을 다할 것이며, 그 결과 특정한 성과를 노리고 있음을 의미한다.

지난달 24일부터 26일까지 미국 하와이의 마우이섬에서 퀄컴(Qualcomm)의 연례 개발자 회의 ‘Snapdragon Summit 2023’이 열렸다. 퀄컴은 미국 캘리포니아에 본사를 둔 글로벌 IT 기업 중 하나로 CDMA를 비롯해 3G, 4G(LTE), 5G 등 무선통신 분야에서 수많은 핵심 원천 기술을 보유한 곳이다. 또한, 안드로이드 계열 스마트폰에 탑재되는 AP, 스냅드래곤(Snapdragon)의 개발사로도 유명하다.
퀄컴이 해마다 개최하는 연례 개발자 회의 ‘Snapdragon Summit 2023’은 퀄컴이 지닌 위상만큼 많은 주목을 받는 행사다. 모바일 전성시대에서 모바일 기기의 핵심 부품인 AP의 개발사가 어떤 새로운 기능을 적용한 신제품을 선보일 것인지 이해하면, 향후 모바일 시장이 어떻게 전개되어갈지 짐작할 수 있기 때문이다.

이번에 열린 ‘Snapdragon Summit 2023’에서는 지난 1부 기사에서 소개했던 모바일용 AP 「Snpdragon 8 Gen.3」의 공개와 함께 PC용 SoC 칩인 「Snapdragon X Elite」가 발표되어 관심을 모았다. 「Snapdragon X Elite」는 어떤 칩인지, 성능은 어떤지 정리해 보았다.

직접 개발한 12코어 구성의 고성능 CPU를 탑재

Snapdragon Summit 2023을 통해 공개한 Snapdragon X Elite는 퀄컴 내부에서 ‘Snapdragon Computer’라고 부르는, 윈도/크롬북용으로 만든 신형 SoC(System on a chip)다. 윈도/크롬북용 SoC는 2021년 12월에 발표된 ‘Snapdragon 8cx Gen.3’ 이후 소식이 없었는데, Snapdragon X Elite가 그 후속작으로 등장한 것이다.
최첨단 4nm 공정으로 만들어졌으며 ‘Performance Reborn’이라는 기치 아래 CPU 코어와 GPU 코어, 그리고 NPU(AI용 프로세서) 코어 등을 강화함으로써 x86 아키텍처 기반의 SoC(CPU와 GPU로 구성)를 능가하는 성능을 발휘함과 동시에 높은 전력 효율(전성비)을 확보하는 데 목적이 있다. 탑재 제품은 2024년 중반부터 등장이 예상된다.

Snapdragon X Elite의 CPU에는 퀄컴이 직접 설계한 CPU ‘Qualcomm Oryon’이 12개 탑재된다. ‘Snapdragon 8cx Gen.3’은 Arm이 개발한 CPU의 설계도에 해당하는 Cortex-X1을 4개, Cortex-A78을 4개 사용한 7코어 구성이었는데, 이들 CPU는 Arm의 라인업 중에서는 상위 제품이었으나 인텔의 Core, AMD의 Ryzen, 애플의 M 시리즈 칩 등 컴퓨팅 성능을 중시한 CPU와 비교하면 성능이 부족했다. 그래서 퀄컴은 애플 등에서 Arm CPU 개발을 담당했던 제라드 윌리엄스와 그의 개발 팀, 그리고 회사 Nuvia까지 인수, 스카웃해 ‘Oryon’ 개발을 맡겼다. 그리고 그 결과물이 이번 Snapdragon X Elite에 탑재됐다.

Oryon은 최대 3.8GHz로 작동하며 일부 코어는(1~2개) 클록 주파수를 최대 4.3GHz까지 높일 수 있는 ‘부스트 업’ 기능을 지원한다. 그래서 OS나 프로그램을 기동시킬 때 더 빠르게 작동해 대기 시간을 줄여준다. 세부 정보는 공개되지 않았지만, SoC 전체적으로는 42MB의 캐시 메모리를 탑재한 것으로 보인다.
메모리는 LPDDR5x를 채용했고 최대 전송 속도는 8,544MT/s다. 16bit/8채널 구성(SoC 전체로는 128bit)이며 대역폭은 136GB/s를 실현했다. 저장 공간은 UFS 4.0과 SD 카드 같은 모바일용뿐만 아니라 PCI Express 4.0 규격으로 NVMe SSD를 4개까지 연결할 수 있다.
기존의 PC용 스냅드래곤은 성능에 주력한 CPU 코어와 높은 전력 효율을 중시한 CPU 코어를 함께 사용하는 ‘big.LITTLE 아키텍처’ 방식을 채택했는데, Snapdragon X Elite의 SoC는 성능에 주력한 Oryon 코어만 탑재했다는 점이 눈길을 끈다. 그러나 더 놀라운 점은 성능에 주력한 코어로만 SoC를 구성했음에도 경쟁 상대인 노트북용 CPU(SoC)보다 전력 효율이 높다는 것이다.

퀄컴이 공개한, ‘Geekbench 6.2.1’을 이용한 측정 결과에 따르면 싱글 코어 점수는 인텔의 「Core i9-13980HX」와 애플의 「M2 Max 칩」보다 뛰어나면서도 소비 전력은 「Core i9-13980HX」보다 최대 70%, 「M2 Max 칩」보다 최대 30% 낮게 나왔다. 멀티 코어 점수 역시 일반적인 노트북에서 사용되는 「Core i7-1355U」, 「Core i7-1360P」와 비교해 최대 60% 빨랐으며 소비 전력도 65%까지 줄어들었다.

경쟁 GPU의 최대 2배 성능, 전성비는 최대 80% 향상

GPU 코어는 ‘Qualcomm Adreno’를 탑재했다. Adreno는 여러 모델이 있는데, 퀄컴이 최근 GPU나 NPU의 세대를 숫자로 표기하지 않게 되면서 Snapdragon X Elite에는 어떤 모델이 탑재됐는지는 확실히 알 수 없다. 다만, 공개된 스펙을 보면 DirectX 12에 대응하고 최대 부동 소수점 연산능력이 4.6 TFLOPS에 이르는 것으로 알려졌다. MP4(H.264) 형식과 HEVC(H.265) 형식의 동영상 인코더/디코더도 통합되어 있다.

영상 재생 능력은 내장 디스플레이의 경우 최대 3840 × 2160(4K)의 해상도에 120Hz를 지원하고, 외부 디스플레이의 경우(DP 1.4) 최대 4K 해상도에 60Hz 주사율을 지원한다. HDR10 대응은 기본이며, 최대 3개의 화면으로 동시에 영상을 출력할 수 있다.
퀄컴에 설명에 의하면, Adreno의 성능은 인텔 「Core i7-13800H」의 내장 GPU(Iris Xe Graphics) 성능(2.07 TFLOPS)과 비교해 최대 2배이며 피크 시 소비 전력은 최대 74% 줄어들었다. 애플의 M1 칩에 사용된 내장 GPU(2.6 TFLOPS), M2 칩 GPU(3.6  TFLOPS)와 비교해도 높은 처리 능력을 지녔음을 알 수 있다. 참고로 AMD의 「Ryzen 9 7940HS」의 내장 그래픽인 Radeon 780M과 비교하면 성능은 약 1.8배, 소비 전력은 최대 80% 줄어들었다.

45TOPS, AI 연산 능력을 대폭 강화한 NPU

Snapdragon X Elite에 탑재된 NPU(Neural Processing Unit, AI 연산용 프로세서)도 자사의 Hexagon 브랜드 제품이다. 퀄컴은 이전까지 Hexagon을 DSP라고 불렀는데, Snapdragon X Elite에 사용된 Hexagon부터는 다른 회사들도 사용하는 ‘NPU’ 명칭을 붙여 Hexagon NPU라 부르고 있다.
GPU와 마찬가지로 몇 세대인지 숫자를 공개하지 않아 정확히 어떤 제품이 탑재됐는지는 알 수 없지만, 공개된 자료에 따르면 단독으로도 45 TOPS의 성능을 갖췄으며 SoC 전체(CPU와 GPU까지 포함)로는 75 TOPS의 성능을 자랑한다고 한다.

이밖에도 이미지 처리 프로세서로 ‘Qualcomm Spectra’를 2개 탑재해 3,600만 화소의 카메라를 2개 또는 6,400만 화소의 카메라를 SoC 1개만으로 처리할 수 있다.
「Snapdragon X65 5G」를 탑재해 셀룰러 기능도 지원한다. 최대 통신 속도는 다운로드 최대 10Gbps, 업로드 최대 3.5Gbps다. 무선통신은 「Qualcomm FastConnect 7800」 덕분에 Wi-Fi 7(IEEE 802.11be)과 Wi-Fi 6, 블루투스 5.4에 대응한다.
외부 인터페이스는 USB 4.0(최대 40Gbps)을 표준으로 지원하고, USB 4.0 포트는 최대 3개, USB 3.2 Gen.2 포트는 최대 2개, USB 2 포트 1개를 탑재할 수 있다. PCI Express 4.0을 지원해 SSD를 최대 4개까지 연결할 수 있다.