프리미엄 모바일 시장에서 고성능 시각 경험과 AI를 위시한 인텔리전스 요구로 SoC 설계의 복잡성이 한층 증대된 가운데 Arm에서 차세대 모바일을 위한 새로운 토탈 컴퓨트 솔루션을 발표해 전 세대 대비 향상된 PPA를 제시했다.

Arm이 모바일 컴퓨팅 플랫폼인 토탈 컴퓨트 솔루션 2023(TCS23)을 30일 발표했다. TCS23은 스마트폰을 위한 첨단 프리미엄 솔루션을 제공할 것으로 전해진다. 

TCS23은 특정 워크로드에 맞게 설계 및 최적화된 최신 IP 패키지가 하나의 완벽한 시스템으로 증가하는 사용자 모바일 경험에 대한 요구사항을 만족시키기 위해 새로이 출시됐다.

황선욱 Arm 코리아 사장은 “TCS23에는 궁극의 시각적 경험을 위한 새로운 5세대 GPU 아키텍처 기반의 최신 Immortalis GPU, 차세대 게임과 증강현실 등 광범위한 애플리케이션을 지원한다”며 “전 세대 대비 메모리 대역폭 사용량은 최대 40% 절감하면서도 성능은 15% 향상시켰다”고 강조했다.

현재 250억개 Arm 기반 칩을 출하하며 폭넓은 생태계를 구축한 가운데 황 지사장은 “스마트폰, 태블릿, 노트북, 웨어러블, 스마트 홈 디바이스 등 복잡해지는 컴퓨팅 요구사항과 와트당 성능에서 효율적인 솔루션에 대한 시장 니즈는 점차 높아지고 있다”며 “Arm 토탈 컴퓨트는 SoC 설계에 대해 솔루션 중심의 총체적인 접근을 가져가며, 시스템 전체 설계 및 최적화를 추구한다”고 밝혔다.

발표된 Arm의 제품들은 차세대 플래그십 스마트폰을 구동할 예정이지만, Arm은 더 먼 미래를 내다보고 있다. 최근 Arm은 CPU 및 GPU 로드맵에 집중하고 있으며, 향후 몇년 동안 파트너사가 요구하는 컴퓨팅 및 그래픽 성능을 제공하기 위해 Krake GPU 및 Blackhawk CPU와 같은 주요 IP에 집중적으로 투자할 계획이라고 밝혔다.

정성훈 Arm 코리아 FAE 디렉터는 “모바일 시장은 게임 부문에서 922억달러, 모바일 맵에서 4310억달러로 점차 규모를 확대해가고 있다”며 “생성형 AI 기술 등장 이후 지능형 기능에 대한 요구가 증가하고 있어 TCS23은 모바일용을 염두에 두고 설계했다”고 언급했다.

■ 최신 Immortalis GPU로 모바일 최고 품질 그래픽 구현

지난해, Arm은 최신 플래그십인 Immortalis-G715 GPU를 통해 모바일에서의 고품질 시각적 경험 제공했다. 이는 TCS22 기반 디멘시티 9200(Dimensity 9200)을 통한 미디어텍(MediaTek)과의 파트너십으로 구현된 기술이며, 현재는 오포(OPPO)와 비보(vivo)의 벤치마크 상위 플래그십 스마트폰에 탑재돼 출시되고 있다.

Arm은 최신 5세대 GPU 아키텍처를 기반으로 설계된 최신 GPU를 30일 발표했다. Arm의 GPU 아키텍처 중 가장 효율적으로 설계된 5세대 아키텍처는 그래픽 파이프라인의 일부를 재정의해 메모리 대역폭을 줄임으로써 고도의 지오메트리 게임과 실시간 3D 애플리케이션을 구현하는 동시에 모바일에서의 보다 부드러운 게임 플레이와 복잡한 PC 및 콘솔과 같은 경험을 제공한다고 강조했다. 

최신 Immortalis-G720은 Arm Immortalis 시리즈 가운데 성능과 효율성이 가장 뛰어난 Arm GPU이다. 이전 세대 대비 15% 향상된 성능 및 효율성은 물론 시스템 레벨 효율성이 40% 향상돼 보다 몰입감 있는 시각적 경험과 고품질 그래픽을 지원한다.

Immortalis-G720과 더불어, 최신 Arm Mali-G720과 Mali-G620이 세계 최고 수준의 Arm GPU 포트폴리오에 추가됐다. Arm은 이러한 최신 Mali GPU를 통해 더 많은 소비자용 디바이스 시장에 프리미엄 그래픽 기능을 더 빠르게 제공하기 위해 노력하고 있다.

■ 지능형 AI를 위한 CPU 성능 리더십

Arm은 TCS23의 일환으로 최신 Armv9 Cortex CPU 컴퓨팅 클러스터를 통해 CPU 성능을 향상시켜나가고 있다. 이 클러스터는 3년 연속 두 자릿수 성능 향상으로 효율성 제고에 기여했다.

이 고성능 클러스터의 핵심은 플래그십 스마트폰의 성능 한계를 뛰어넘는 4세대 Cortex-X 코어인 최신 Arm Cortex-X4다. 이는 Arm이 설계한 가장 빠른 CPU로, Cortex-X3에 비해 15% 향상된 성능을 제공한다. 

또한, 이처럼 전력 효율성이 뛰어난 새로운 마이크로 아키텍처는 동일한 프로세스에서 Cortex-X3에 비해 40% 적은 전력을 소비한다. 이와 같은 성능 및 효율성 향상은 UI 응답성, 애플리케이션 실행 시간 등 온디바이스 경험을 한 단계 끌어올릴 뿐만 아니라, 차세대 AI 및 ML 기반 애플리케이션을 가능하게 한다.

이러한 CPU 성능 리더십은 Arm의 새로운 빅(big) 코어와 리틀(LITTLE) 코어인 Arm Cortex-A720 및 Cortex-A520으로 확장된다. Cortex-A720은 클러스터의 주축으로서 지속적인 성능 향상을 지원하는 업계 최고의 CPU IP다. 한편, Cortex-A520은 역대 최고 성능의 고효율 Arm CPU 코어다. AAA 게이밍, 올데이 생산성 및 백그라운드 작업과 같은 사용 사례는 모두 이전 세대에 비해 20% 향상된 새로운 CPU 설계의 전력 효율성의 이점을 누릴 수 있다.

Arm은 차세대 CPU 설계에서 업계 최초로 TSMC N3E 공정에서 Cortex-X4 테이프 아웃(tape out)으로 TSMC와의 장기적인 파트너십을 한 단계 더 발전시켰다고 전했다. 이를 통해 Arm의 에코시스템은 Arm 프로세서 기술이 테이프 아웃된 후 소비전력(Power), 성능(Performance), 면적(Area) 등 이른바 PPA 이점들을 극대화할 수 있도록 보장한다.

2023 CPU 클러스터를 완성하는 것은 최신 DynamIQ Shared Unit인 DSU-120으로, 멀티 스레드(multi-thread) 사용 사례를 위해 설계됐으며 웨어러블부터 스마트폰, 노트북에 이르기까지 광범위한 디바이스를 지원한다. Arm의 최신 CPU 클러스터는 파트너사의 수요와 필요에 맞춰 성능과 효율성을 제공한다.

■ 전세계 소프트웨어 및 보안 제공

Arm은 TCS23을 통해 Arm에서 개발하는 수백만 명의 모바일 개발자들이 안전한 소프트웨어를 개발할 수 있도록 지원하는 기능과 툴을 제공한다.

스마트폰의 AI 처리 능력이 2년마다 2배씩 증가하면서 생성 AI와 같은 새로운 지능형 경험이 전 세계를 놀라게 했다. Arm은 Arm의 오픈 소스 소프트웨어 라이브러리를 통해 향상된 머신 러닝(ML) 기능을 갖춘 Arm의 IP를 지원함으로써 개발자가 AI 및 머신 러닝 워크로드를 활용할 수 있도록 지원하는 데 앞장서고 있다. 

Arm NN 및 Arm 컴퓨팅 라이브러리는 이미 1억 명 이상의 활성 사용자가 있는 안드로이드 구글 앱에서 사용되고 있으며, 이를 통해 개발자는 Armv9 Cortex-A CPU 및 Arm GPU에서 머신 러닝 워크로드의 실행을 최적화할 수 있다. 

모든 최신 CPU는 64비트 컴퓨팅 및 Armv9 보안 혁신을 제공해 더욱 고도화된 디지털 위협으로부터 보호한다. Arm은 Armv9 세대 CPU를 통해 모든 소프트웨어 취약점의 70%를 차지하는 메모리 안전 버그를 제거하는 Arm 메모리 태깅 익스텐션(MTE: Memory Tagging Extension)을 모바일 에코시스템 전반에 성공적으로 배포하고 있다.