퀄컴(Qualcomm) Incorporated의 자회사 퀄컴 테크놀로지 Inc. (Qualcomm Technologies Inc.)는 미국 서부 시간 기준 8월 11일 미국 샌프란시스코 주 로스앤젤레스 LA 컨벤션 센터에서 개최된 시그라프(SIGGRAPH) 2015 현장에서 차세대 스냅드래곤(Snapdragon) 프로세서에 탑재될 차세대 GPU와 ISP에 적용되는 기술을 소개하는 미디어 브리핑 행사를 개최했다.

 

퀄컴의 차세대 스냅드래곤 프로세서인 스냅드래곤 820 프로세서에는 크라이오(Kryo) 아키텍처 기반의 프로세서 코어와 LPDDR4 메모리 서브시스템, 그리고 새로운 퀄컴 아드레노 530 GPU가 채택될 예정이다.

 

아드레노 530 GPU는 이전 세대 대비 성능과 전력 효율을 크게 끌어올려 이전 세대 대비 성능 40% 향상, 같은 워크로드에서는 전력 소비량 40% 감소를 달성했다고 소개했으며, 4K 환경 지원, 최신 API 지원과 함께 향상된 메모리 압축 기술 등이 적용되었다고 덧붙였다.

 

스냅드래곤 820 제품에 탑재될 새로운 14비트 퀄컴 스팩트라(Qualcomm Spectra) ISP(Image Signal Processing unit)가 함께 탑재되어 있다. 새로운 스펙트라 ISP는 14비트 듀얼 ISP 구조로 최대 3대의 카메라 지원, 최대 25MP 픽셀 데이터를 초당 30프레임까지 실시간 처리할 수 있는 성능을 제공한다. 또한 하이브리드 AF 프레임워크와 함께 다양한 센서와 결합해 차세대 고품질 사진 환경을 지원하며, 이미지 스트리밍의 DSP 직접 전송과 전처리 지원으로 머신러닝 등에서의 활용도 기대된다.

 

▲ 팀 리랜드 퀄컴 테크놀로지 제품 담당 부사장

 

시그래프 2015에 참가한 각국 미디어들을 대상으로 한 이번 미디어 라운드테이블은 팀 리랜드(Tim Leland) 퀄컴 테크놀로지 제품 담당 부사장이 진행했다.

 

그는 먼저, 스냅드래곤 820은 최고의 비주얼과 사운드 품질, 사용자 경험을 제공하고자 하고 있으며, 스냅드래곤 820의 주요 빌딩 블록 중 비주얼 관련 유닛은 아드레노 530 GPU, DPU, VPU와 스펙트라 ISP가 해당된다고 소개했다. 또한 이제 DPU와 VPU도 아드레노 브랜딩으로 통합되어 제시할 것이라 덧붙였다.

 

스냅드래곤 820의 비주얼 프로세싱이 추구하는 목표는 크게 다섯 가지가 꼽혔다. 가장 먼저 꼽힌 것은 저조도 등 악조건에도 뛰어난 성능과 이미지 품질을 얻을 수 있는 사진과 비디오 촬영 기능이다. 또한 자연스럽고 콘텐츠 제작자가 의도한 대로 보여줄 수 있는 정확한 색상 출력과 보정 기술들, 모바일 게이밍 등을 위한 게이밍 콘솔 급의 높은 성능과 부드러운 UI 성능 등을 통한 뛰어난 사용자 경험, 차세대 연산 환경과 비주얼 사용자 경험의 제공 등이 소개되었다.

 

새로운 아드레노 530은 언리얼 엔진 4와 함께 사용해 모바일 플랫폼에서도 실사 수준의 이미지를 구현할 수 있는 기능과 성능을 제공한다. 새로운 GPU 중 최고 등급이 되는 아드레노 530은 모바일 UI와 게임, VR 등의 애플리케이션에 최적화되었으며, 기존의 아드레노 430 대비 40% 이상의 성능 향상과 소비 전력 효율 개선을 제공할 예정이다. 또한 최신 API들의 지원과 함께 64비트 가상 번지 지정 등을 지원해 OpenCL 2.0 등에서 효율적인 이종 연산 환경을 제공한다.

 

▲ 아드레노 530의 특징은 ‘고성능 저전력 고효율’

 

아드레노 530은 성능 향상과 전력 효율 향상을 위해 큰 폭의 아키텍처 변경이 있었다고 소개되었다. 이를 통해 기존 스냅드래곤 810과 아드레노 430 대비 성능은 40% 이상 향상되면서도, 같은 워크로드 수준에서는 40% 정도 소비 전력 절감이 가능해졌다는 내부 테스트 결과를 제시했다. 또한 GPGPU 성능에서도 기존 대비 선형대수 연산 성능은 40% 향상, 비디오 프로세싱 성능은 알고리즘에 따라 2.5배 성능 향상도 있었다고 소개했다.

 

또한 OpenGL ED 3.1+AEP(Android Extension Pack), 렌더스크립트(Renderscript), OpenCL 2.0 및 벌칸(Vulkan) 표준 등을 포함한 그래픽 및 연산 API를 지원하며. 벌칸 지원에 따라 드라이버 오버헤드를 최소화하여 모바일 및 임베디드 플랫폼에서 멀티 스레드(multi-threaded) 성능 구현이 가능하다. 그리고 OpenCL 2.0에서는 64비트 가상 번지 지원과 공유 가상 메모리의 지원을 통해 프로세서와 GPU의 효율적인 코프로세싱이 가능한 이종 컴퓨팅 환경을 제공할 수 있다.

 

이와 함께 독립적인 GPU 파워 매니저를 통해 더욱 정교한 전력 제어를 제공하며, 새로운 렌더링, 컴포지션 및 압축 기능을 통해 적은 메모리 사용과 저전력으로 고성능 지원을 가능하게 했다. 스냅드래곤 820에서 메모리와 GPU는 일반적으로 2:1의 압축 전송이, DPU 등에는 3:1의 압축전송이 사용되며, 이는 기존 대비로도 50% 가량 효율이 향상된 것이라고 소개했다. 또한 눈에 보이지 않는 부분을 렌더링에서 제외하는 등의 기술을 적극적으로 활용하고 있다고 덧붙였다.

 

이 외에도 SoC부에서 향상된 중요한 특징으로는 SoC 차원에 대한 QoS 지원이 소개되었다. 스냅드래곤 820에서는 지속적인 처리 성능을 보장할 필요가 있는 애플리케이션의 효과적인 구동을 위해 특정 워크로드 등에 대한 시스템 자원과 성능에 대한 QoS 구성이 가능한 것으로 설명했다. 이는 다양한 애플리케이션이 구동되는 상황에서 특정 애플리케이션에 처리 우선권을 부여할 수 있도록 해, 실시간 애플리케이션 처리가 필요한 분야에서 효과적인 활용이 가능할 것으로 기대된다.

 

▲ 향상된 이미지 보정 기술을 제공하는 스펙트라 ISP

 

스펙트라 ISP에서는 스마트폰이 가진 작은 크기의 센서와 열악한 렌즈 등에서 오는 촬영 사진이나 영상의 노이즈 등 품질 문제를 극복할 수 있도록 SoC 차원에서의 색상, 노이즈 처리를 지원한다. 또한 사진을 현재 스마트폰들이 사용하는 고급 디스플레이로 출력하는 데 있어서도 색상 보정을 적용, 사진을 찍은 실제 대상과 디스플레이 출력 결과 차이를 극복할 수 있게 하고자 한다고 소개했다.

 

스펙트라 ISP는 최신 스마트폰을 위한 1u 급 픽셀 크기의 고화소 센서의 디모자이싱 처리, 새로운 하드웨어 기반 노이즈 제거와 색상 보정 기능을 지원한다. 듀얼 ISP 구조로 최대 3대 카메라의 구성과 함께 최대 25메가 픽셀 데이터를 초당 30프레임까지 실시간 처리할 수 있다. 이와 함께 AF 시스템 지원에서는 위상차와 컨트라스트, 레이저 방식 AF를 지원하며 하이브리드 형태로 이 중 두 개 이상의 기술을 동시에 적용할 수 있도록 해 AF 성능을 높였다.

 

이와 함께 첨단 압축 기술과 최신 MIPI 시리얼 C-PHY 인터페이스를 기반으로 한 높은 데이터 전송 속도를 제공하며, 처리 전 이미지 데이터 스트리밍의 DSP 직접 전송 및 하드웨어 기반 전처리 기능들을 통해 차세대 컴퓨터 비전 등 다양한 적용이 가능하다고 소개했다. 이 외에도 ISP와 GPU를 사용하는 광학 줌 지원을 통해 부드럽게 3~7배 정도의 고품질 줌을 구현할 수 있도록 했다고 덧붙였다.

 

이런 하드웨어 기능들은 다양한 형태의 활용이 가능하다. 두 개의 서로 다른 심도의 카메라를 조합하는 경우 깊이 맵을 이용한 리포커스 기능을 구현할 수 있다. 또한 야경 등 저조도 환경에서의 촬영에서는 필요한 부분만 선택적으로 밝기를 조절함으로써 전역 밝기 조절에서 오는 암부에서의 노이즈 발생 등을 억제하고, 빠르고 효과적으로 뛰어난 이미지 품질을 얻을 수 있다고 덧붙였다.

 

▲ HDMI 2.0, 미라캐스트 2.0을 통해 유무선 모두 4K 출력 가능

 

디스플레이 지원 측면에서, 아드레노 530은 HDMI 2.0을 통한 4K 60fps 환경 지원이 가능하며, 미라캐스트 2.0 규격을 활용해 최대 4K 30fps의 무선 디스플레이 지원이 가능할 것이라 소개되었다. 또한 미라캐스트 2.0을 통한 4K 무선 디스플레이 지원의 경우 스냅드래곤 820 채택 단말이 최초가 될 것으로 예상하며, 2016년 상반기에 820 채택 단말기가 선보이면 이후 미라캐스트 2.0 규격에 대응하는 TV나 리시버를 통해 이를 활용할 수 있을 것으로 예상했다.

 

미디어 지원 측면에서는 HDMI 2.0를 통하여 Rec. 2020 초고해상도 UHD 디스플레이 및 TV에 최대 60fps 4K HEVC 비디오 출력을 지원할 것으로 소개되었으며, 내부적으로는 대역폭과 소비전력 절감을 위해 DSC 1.1과 UBWC를 통한 압축 전송을 활용한다. 또한 향상된 퀄컴 에코픽스(Qualcomm EcoPix) 및 퀄컴 트루팔레트(Qualcomm TruPalette) 지원으로 더욱 오래 지속되는 배터리 와 탁월한 미디어 재생 품질을 제공한다고 덧붙였다.

 

스냅드래곤 820에 포함될 흥미로운 기능으로는 터치스크린에서의 사용자 경험 향상을 위한 ‘ImproveTouch’ 기술이 꼽혔다. SoC 에 내장되는 이 기술은 터치스크린이 젖어 있는 상태에서도 워터 리젝션 기능과 멀티핑거 트래킹을 지원하며, 터치 반응성과 정확성을 높여 사용자 경험을 향상시킬 수 있다. 또한 이 기능을 통해 패시브 스타일러스나 글러브 터치 기능 등을 구현할 수 있으며, 기능 구현에 드는 비용과 시간을 크게 줄일 수 있을 것이라고 덧붙였다.

 

한편 새로운 아키텍쳐 기반의 아드레노 530과 아드레노 510 제품은 곧 출시될 예정인 스냅드래곤 820과 스냅드래곤 620/618에 장착될 예정이다. 그리고 아드레노 530은 4K 디스플레이와 미디어 환경을 지원하지만, 510은 QHD 수준의 환경을 제공할 예정이라고 소개했다. 또한 스냅드래곤 820을 탑재한 디바이스는 2016년 전반기에 시장에 선보일 수 있을 것으로 예상된다고 덧붙였다.

 

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