현재 시장의 중고급형 안드로이드폰에 쓰이는 CPU는 삼성의 S5PC110, 텍사스 인스트루먼트의 OMAP 3430(36x0), 퀄컴의 스냅드래곤 8x50(MSM 7230/MSM 8225)가 있습니다.

Ti의 OMAP 3430(L1 캐시 64KB, L2 캐시 256KB, 256MB DDR 지원)은 업계 최초로 ARM7 명령어 셋트를 사용한 CPU이며, Ti는 이를 Cortex A8이라고 부릅니다(Ti는 ARM에서 제공하는 아키텍처를 수정 없이 그대로 사용하고 있으며, 그 때문에 제품 출시 속도가 매우 빠릅니다).

OMAP 3430

새로운 아키텍처를 사용한 첫번째 CPU이기 때문에, 먼저 출시된 ARM 11 아키텍처의 CPU보다 성능이 더 높습니다. 일반적으로 ARM 7와 ARM 11의 클럭이 같을 경우 성능 차이는 200% 정도 난다는군요(노키아의 플래그쉽 폰은 600MHz 정도의 ARM 11 아키텍처 CPU를 사용하며, HTC의 초창기 안드로이드폰인 G1, G2, G3도 ARM 11 CPU입니다)

OMAP 3430의 아키텍처

OMAP 3430이 제일 먼저 출시됐기 때문에 지금 주류를 따라가지 못하고 있습니다.안드로이드 2.2로 업데이터를 해도 플래시 재생에 문제가 있으며, 최고 256MB의 메모리만 지원하기 때문에 512MB 메모리를 사용하는 제품을 따라가기 힘듭니다

OMAP 3630

OMAP 36x0(512MB DDR2 지원)과 OMAP 3430의 차이는 전자가 45나노 공정으로 제조되었고 후자가 65나노 공정으로 제조되었다는 것입니다. 두 제품의 아키텍처는 모두 Cortex A8입니다. 선진 공정의 장점은 더 높은 클럭과 더 낮은 소비 전력, 발열이 되겠습니다.

OMAP 3630의 아키텍처

하지만 클럭을 보면 Ti와 모토로라가 그리 뛰어나진 않은 편입니다. 마일스톤 2와 드로이드 2에서 사용한 OMAP 3630의 기본 클럭은 800MHz이며, 이를 오버클럭해서 1GHz로 만들어 판매했습니다. 드로이드 2 해외판에 사용한 OMAP 3640은 1GHz이며, 이를 1.2GHz로 오버클럭하여 판매했습니다. 비록 CPU가 처음부터 클럭을 오버할 여지가 있다고는 하지만, 원래 클럭대로 판매하지 않는 것을 내켜하지 않을 사람들도 있겠지요.

OMAP 3430과 OMAP 36x0은 SGX 530 그래픽을 내장합니다. 하지만 Cortex A8이 65나노 공정인데다가 소비 전력을 잘 조절하지 못했기 때문에, Ti는 OMAP 3430의 클럭을 오버하기 위해 SGX 530의 클럭을 낮출 수밖에 없었습니다(SGX 530의 기본 클럭은 200MHz이지만 OMAP 3430의 SGX 530은 110Mhz밖에 안됩니다). 이것은 마일스톤의 게임 성능이 아이폰 3GS보다 떨어지는 원인의 하나입니다. 비록 두 제품의 CPU 아키텍처와 스펙이 비슷하다고 해도 말입니다.

설상가상으로 모토로라가 OMAP 3430을 사용했을때 동영상 하드웨어 가속 모듈 C64x+DSP를 잘라냈기 때문에, 나중에 마일스톤의 동영상 재생에 문제가 생기게 됩니다. 720p는 말할 것도 없고 비트레이트가 높은 480p도 기본 클럭에서 재생하기 힘들었으니까요. 마일스톤은 영상 디코더 칩이 없었기 때문에 소프트웨어 디코더를 사용해야 했고, 소프트웨어 디코더를 돌리기에는 기본 클럭이 부족했습니다. 사실 원래 OMAP 3430이 완전한 C64x+DSP를 갖추었을때 720p 영상을 보기에 전혀 문제가 없었습니다. 그 밖에 아쉬운 것은 마일스톤 2와 드로이드 X에 쓰인 OmAP 3630이 모두 DSP 모듈이 제거되어, 동영상을 역시 소프트웨어 디코딩을 해야 한다는 것입니다.

마일스톤의 게임 성능이 괜찮다는 이야기도 있는데, 그것은 전부 초기의 게임이 아이폰 플랫홈에서 이식해온 것이며, 아이폰은 PowerVR(아이폰 3G는 MBX-라이트, 3GS는 SGX 530, 아이폰 4는 SGX 535를 사용했습니다) 아키텍처를 사용했기 때문입니다. 하지만 갈수록 퀄컴 CPU가 늘어나면서 이러한 장점은 갈수록 묻히게 됩니다(두 제품의 GPU 차이는 나중에 설명)

애플 A4

애플 A4

이번에는 삼성의 C110(45나노 공정, L1 캐시 64KB, L2 캐시 512KB, 512MB DDR2 지원) 입니다. 이 CPU는 현재 Cortex A8 아키텍처 중에 최강의 CPU라 할 수 있는데, 삼성의 i9000(겔럭시 시리즈)에 쓰이기 때문입니다. C110은 똑같이 Cortex A8 아키텍처를 사용하며, 내부의 코어 분포를 수정하여 면적을 줄였습니다(애플 아이폰 4의 A4 아키텍처와 C110은 차이가 크지 않지만, 불필요한 구성을 간소화하여 L2 캐시의 용량을 640KB로 늘리고 소비 전력을 줄였습니다).

S5PC110

C110은 SGX 540을 내장하며, DSP 모듈을 제거해도 720p 영상을 재생하는데 문제가 없습니다(자사 하드웨어를 사용하여 제조 원가를 많이 절감할 수 있었습니다. 모토로라가 DSP를 제거한 것도 가격 때문이라고 보이며, 마일스톤의 FM 모듈도 모토로라가 제거해 온오프회로가 없습니다). 따라서 마일스톤은 물론이거니와 마일스톤 2도 i9000과 비교하면 성능이 뒤지게 됩니다.

S5PC110의 아키텍처

마지막으로 볼 것은 핸드폰과 기타 칩 사업에서 상당한 위치를 차지하고 있는 퀄컴입니다. 퀄컴은 CDMA와 WCDMA 특허를 가지고 있기 때문에 핸드폰 제조사들이 핸드폰을 만들 때마다 퀄컴에게 돈을 갖다 바치게 되지요. 스냅드래곤 8x50은 퀄컴에서 ARM 7 아키텍처를 기반으로 새로 설계해 만든 CPU이며, 실제 성능은 동클럭 Cortex A8보다 5% 정도 높습니다.

퀄컴 8250

뿐만 아니라 소비 전력과 발열도 좋은 편입니다. 1GHz의 8250은 600Mhz로 작동하는 OMAP 3430과 같은 수준인데, 그것은 설계를 새로 하여 소비 전력을 조절했기 때문입니다. 스냅드래곤 8x50은 3430보다 6개월 정도 늦게 나와, 3430이 퀄컴 프로세서가 사용될 자리를 전부 빼앗을 거리라는 소문이 돌게 하였습니다.

퀄컴 8250 아키텍처

실제 스냅드래곤 8x50(65나노 공정, L1 캐시 64KB, L2 캐시 640KB, 512MB DDR 메모리 지원)은 동영상 디코딩의 경우 DSP를 내장하여 720p의 H.264 디코딩을 지원하며, 다른 공개 코덱의 경우 소프트웨어 디코딩을 할 수 있습니다. 클럭이 높기 때문에 소프트웨어 디코딩으로 480p를 처리하는 것은 문제가 되지 않습니다.

퀄컴 스냅드래곤 8250을 장착한 메인보드

스냅드래곤 8x50은 Adreno 200 GPU를 내장하였지만, 코덱을 내장하지 않았기 때문에 게임 개발사들이 최적화를 하기가 어려워, 일부 게임들이 자주 끊기는 경우가 있었습니다. 이것이 사람들로 하여금 스냅드래곤 8x50의 3D 가속 성능이 OmAP 3430보다 떨어진다고 생각하게 만든 원인이지요. 퀄컴은 이 문제를 인식하고 Adreno의 개발 문서를 공개하였습니다. 그리고 이것은 윈도우즈 폰 7을 퀄컴 플랫홈이 독점한 원인의 하나이지요. 퀄컴 플랫홈의 게임 최적화가 갈수록 늘어나면서 현재 퀄컴 프로세서에 맞춘 게임이 상당히 늘어났습니다.

퀄컴 MSM 8225의 아키텍처

MSM 7230/MSM 8225(45나노 공정, L1 캐시 64KB, L2 캐시 640KB, 768MB DDR2 메모리 지원)은 퀄컴이 CPU를 업그레이드한 것으로 Ti의 OMAP 3630과 비슷합니다. 하지만 너그럽게도 Adreno 205 그래픽으로 업그레이드했지요.

Ti의 CPU 성능은 좋은 편입니다. 디자이어 Z와 마일스톤 2의 테스트 결과를 보면 800MHz의 MSM 7230이 1GHz의 OMAP 3630을 앞서고 있습니다. 디자이어 HD와 마이터치 4G에 1GHz MSM 8225를 사용했다는 것은 말할 필요도 없겠지요. 그 밖에 같은 세대의 Ti 프로세서는 줄곧 메모리 지원이 뛰어나지 않아, 최고 512MB 메모리만 지원하는 OMAP 36x0는 안드로이드 3.0 시대에서 예전의 OMAP 3430과 똑같은 고민거리를 가지고 있습니다.

마지막으로 GPU 처리 성능을 봅시다. SGX 530는 1400만개의 다각형을 만들 수 있으며 픽셀 필 레이트는 1.25억/초 입니다(OMAP 3430의 SGX 530은 1억1천만으로 줄었습니다). 따라서 마일스톤의 프로세서는 770만개의 다각형과 685만/초의 필 레이트만 처리할 수 있습니다.

Adreno 200은 1초에 2200만개의 폴리곤을 생성하며

SGX 535는 1초에 2800만개의 폴리곤을 생성하며 픽셀 필레이트는 1.25억/초

SGX 540는 2초에 2800만개의 폴리곤을 생성하며 픽셀 필레이트는 2.5억/초

Adreno 205는 1초에 4100만개의 폴리곤을 생상하며 픽셀 필레이트는 2.45억/초

현재 핸드폰들이 더 강한 GPU를 탑재하고 있지만 비디오 메모리가 없기 때문에(발열과 소비 전력 조절을 위해) 시스템 메모리를 공유해야 하며, 따라서 메모리의 속도에 크게 의존하게 됩니다. 이것은 마일스톤을 오버클럭하면 내장 그래픽의 점수가 상승하는 이유입니다. 비록 똑같은 GPU를 사용해도 마일스톤 2는 마일스톤보다 성능이 더 좋은데, 그 이유는 마일스톤 2가 DDR2를 사용하기 때문입니다(그 밖에 마일스톤 2의 SGX530의 클럭이 200Mhz로 상승한 것도 있습니다).

PSP의 폴리곤 생성이 1초에 3300만개이고 필 레이트는 6.64억초인것과 비교하면 성능을 쉽게 알 수 있겠지요(PSP는 4MB의 RERAM 초고속 캐시를 비디오 메모리로 사용하기 때문에 게임 부분에서는 핸드폰과 비교할 수준이 아닙니다)

출처: http://www.m8cool.com/znsj/54346.aspx