삼성, 최신 반도체 기술 '갤럭시S6'에 올인

[양태훈기자] 삼성전자가 다음 달 공개예정인 전략 프리미엄 스마트폰 '갤럭시S6'에 자사가 보유한 최신 반도체 기술역량을 총 동원, 기존 갤럭시 시리즈와는 차별화된 성능을 강조할 계획이다.

26일 업계에 따르면 삼성전자는 갤럭시S6의 모바일 애플리케이션 프로세서(AP)로는 14나노(nm) 핀펫공정 기반의 '엑시노스 7420'을, 모바일 D램으로는 20나노 LPDDR4를, 저장장치로는 UFS(Universal Flash Storage)를 탑재할 예정이다.

모두 삼성전자가 세계 최초라는 타이틀을 획득하며 최근 양산에 돌입한 기술들로 기존 대비 눈에 띄게 향상된 성능과 낮아진 전력 소모 등을 공통된 강점으로 제공한다.

삼성전자가 지난 16일 양산에 돌입한 엑시노스7420은 미세공정 기술인 3차원(3D) 핀펫 기술을 적용한 모바일AP로, 성능은 20% 소비전력은 35% 가량 줄어든 게 특징이다.

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.

핀펫 기술이 도입된 엑시노스7420의 성능은 최근 공개된 벤치마크 결과에 따르면 경쟁사 퀄컴의 모바일AP '스냅드래곤810'보다 조금 앞서는 것으로 알려졌다. 이는 AP의 미세공정에 따른 차이에 그래픽처리장치(GPU) 성능차이에서 발생하는 것으로 풀이된다.

실제로 엑시노스7420과 스냅드래곤810은 모두 64비트 아키텍처인 ARMv8 기반으로, ARM 코어텍스(Cortex) A53 코어 4개와 A57 코어 4개가 함께 구성된 빅리틀 방식의 옥타코어 프로세서다. 차이는 엑시노스7420이 14나노, 스냅드래곤810은 20나노로 공정만 다를 뿐이다.

하지만 그래픽처리장치(GPU)에 있어서는 엑시노스7420이 기존 ARM 말리 T628 대비 성능이 74% 향상된 T760을 탑재했다면, 스냅드래곤810은 기존 아드레노420 대비 성능이 30% 향상된 아드레노430을 적용해 차이가 있다.

삼성전자가 지난해 말 양산에 돌입한 20나노 공정 기반의 8기가비트(Gb) LPDDR4는 1기가바이트(GB, 8Gb=1GB) 칩 4개를 쌓아 모바일 D램 최대 용량인 4GB를 구현하는 모바일 D램이다.

기존 LPDDR3 대비 데이터 처리속도는 2배, 소비전력은 최대 40% 절감할 수 있는 게 강점. 이는 기존 32비트보다 데이터를 2배 이상 처리할 수 있는 64비트 모바일AP인 엑시노스7420과 함께 갤럭시S6의 성능향상에 크게 기여할 전망이다.

특히, 삼성전자의 LPDDR4 모바일 D램은 삼성이 독자 개발한 입출력(IO) 인터페이스 'LVSTL' 기술을 적용, 일반 PC 램(1천600Mb/s)보다 2배 빠른 초당3천200메가바이트(Mb/s) 데이터를 처리할 수 있는 성능을 제공한다. 이는 초고화질(UHD)급 동영상이나 2천만 화소 이상의 초고화질 사진을 연속촬영할 수 있는 수준이다.

모바일AP, 모바일 D램과 함께 데이터를 처리 및 저장소로 활용되는 저장장치 성능 역시 UFS 도입으로 크게 발전할 것으로 보인다.

삼성전자가 이날 양산을 발표한 UFS는 기존 갤럭시 시리즈의 저장장치로 사용됐던 eMMC 5.0 대비 2.7배 이상 빠른 임의 읽기 속도를 제공한다.

이는 여러 입출력 데이터를 한 번에 처리해 저장장치의 성능을 극대화주는 방법으로 커맨드 큐(Command Queue) 기술이 적용된 효과다. 스마트폰에서 UHD 콘텐츠를 보면서 다른 작업을 동시에 할 수 있는 향상된 수준의 멀티태스킹 성능을 제공한다는 게 회사 측 설명이다.

UFS는 기존 AP 위에 모바일 D램만을 집적하고 별도로 저장장치(eMMC)를 배치했던 방식과 달리, AP 위에 모바일 D램과 저장장치(UFS) 등을 하나의 패키지로 집적할 수 있는 '이팝' 기술이 적용됐다.

앞서 업계에서는 국제 반도체 표준화 기구 제댁(JEDEC)의 최신 내장 메모리 규격인 'UFS 2.0' 인터페이스 지원이 늦어져 eMMC를 내장메모리로 사용한 이팝 기술이 갤럭시S6에 적용될 것으로 예상했지만 표준문제가 해결되면서 도입이 빨라졌다.

업계 관계자는 "표준화 문제가 해결, UFS가 스마트폰에 적용될 수 있는 저장장치 중 최고의 성능을 제공하는 만큼 갤럭시S6와 같은 전략 프리미엄 폰에 도입 될 가능성이 높다"고 전했다.