바이오 주식회사에서 새로 디자인한 노트북을 발표했습니다. 바로 바이오 Z지요. 소니 시절의 바이오 피트에서 썼던 멀티 플립 힌지를 도입, 스크린 중앙부가 회전해 노트북에서 태블릿으로 변형 가능한 2in1 디바이스입니다.

 

CPU는 TDP 28W인 인텔 5세대 코어 프로세서, 아이리스 그래픽스 6100(GT3)을 내장, 최대 16GB 메모리, 최대 512GB의 PCI-E SSD 등의 스펙을 갖췄으며, WQHD(2560×1440)의 13.3인치 IPSa 패널(터치스크린, 스타일러스 펜 사용 가능), 58Wh 배터리로 15.2215.5시간 구동(JEITA 측정법 2.0), 인스턴트 고 등의 특징을 갖춘 제품입니다.

 

 

먼저 VAIO Z 개발을 주도한 VAIO 주식회사 상품 유닛 2부장, 카사이 타카미츠에게 개발 컨셉을 설명받고, 외관 위주로 어떤 특징이 있는지를 보도록 합시다.

 

원래 이 분은 소니 바이오 시절 하이엔드 제품의 제품 개발 책임자를 맡았던 사람입니다. 2013년의 바이오 듀오 13, 2010년의 바이오 Z, 2011년의 바이오 Z 등을 개발한 사람입니다.

 

먼저 프로젝트의 시작 시기의 경우 언제라 표현하기 어렵다고 하네요. 계속해서 바이오 시리즈를 개발하면서 기존 제품에서 아쉬웠던 점을 염두에 두고 개선점을 더해 가면서 프로젝트를 진행하기 때문에. 따라서 이건 소니-바이오로 이어지는 구상이 유지된 제품이라고.

 

바이오 주식회사에선 제품을 결정하는 프로세스가 압도적으로 짧아졌다고 합니다. 소니같은 큰 회사에선 TDP 28W CPU를 넣자고 승인을 받는 데 3주일이 걸렸지만, 여기선 30분이면 된다네요. 대기업에서 직원 수 2백명 정도의 작은 회사가 된 것이 빠른 제품 개발에는 오히려 좋은 영향을 줬다 합니다. 실제로 바이오 주식회사가 되면서 이 분 위로는 사장/부사장밖에 없으니 의사 결정이 빨라졌지요.

 

이런 환경 덕분에 비교적 빠르게 바이오 Z의 큰 틀이 결정됐습니다. 바이오 노트북은 프로나 X처럼 얇고 가볍게 만들거나, U나 P처럼 새로운 방향이나 다른 방향을 생각할 수 있는데, 바이오 Z에선 도구로서 최고의 제품을 만들자는 공감대가 개발진 사이에서 형성돼 설계를 시작할 수 있었다고.

 

소니 바이오 피트 시리즈에서 쓰였던 멀티 플립 힌지를 새 바이오 Z에 쓰는 것도 바로 정해진 것이라 합니다. 그래서 바이오 Z의 외관은 바이오 피트 13A와 많이 비슷해져 후속작처럼 보인다는 의견도 나왔지만, 쓰기 좋았기에 별 문제가 안 됐다고 판단했다네요. 사실 바이오 듀오 13도 완전히 같진 않았으나 이런 구조를 시험했었다고.

 

바이오 듀오 13에서 서프 슬라이더(중앙의 힌지로 화면을 지탱)를 사용해 빠르게 변형할 수 있다는 장점이 있었지만, 화면 각도를 바꿀 수 없다는 단점도 있었습니다. 그래서 이들 요구를 모두 고려한 결과 지금과 같은 구조를 만들게 됐다네요.

 

바이오 Z 시리즈는 노트북에서 생산성 향상을 목표로 하는 비즈니스 사용자가 주 표적이며, 이에 따라 바이오 Z 캔버스는 어도비 RGB 95% 이상을 지원하는 등 제작자 전용에 특화시켰다고 합니다. 멀티 플립 힌지로 태블릿/노트북으로 변신하는 바이오 Z, 그리고 슬레이트 태블릿과 무선 키보드로 구성되는 바이오 Z 캔버스도 용도에 따라 분리시킨 것.

 

바이오 Z의 대표적인 특징은 다음과 같습니다.

- 멀티 플립 힌지를 사용한 변형 구조

- WQHD지만 풀 HD에 비해 소비 전력이 거의 늘지 않은 고정밀 IPSa 패널

- 사용법을 개선한 디지털 스타일러스 펜

- 고감도 WiFi 안테나

- 인스턴트 고를 지원하면서 PCI-E SSD를 사용

- Z 엔진이라는 쿨링 매커니즘을 도입

 

 

멀티 플립 힌지는 화면 뒷면의 중앙 부분을 기준으로 삼아 스크린을 180도 회전시킬 수 있습니다. 기존의 바이오 하이엔드 제품에선 서프 슬라이더를 사용해 화면 중앙의 힌지를 슬라이드래서 태블릿과 노트북을 빠르게 변형할 수 있었지요. 서프 슬라이더는 변형에 걸리는 시간이 짧았지만 화면 각도가 고정된다는 단점이 있어서 이번에는 멀티 플립 힌지를 사용했다고 합니다.

 

 

멀티 플립 힌지는 바이오 피트 시리즈에서도 쓰였지만 달라진 점이 크게 2개 있습니다. 하나는 멀티 플립 힌지의 강도를 높이고 두께를 1mm 줄였습니다. 바이오 피트 13A는 그 정도로 정밀 가공이 힘들었으나 바이오 Z는 일본의 공장에서 직접 생산하면서 세밀한 조정이 가능했다고 하네요.

 

 

그리고 플립 구조를 사용하면서 액정 아래 부분에 디스플레이 구동 회로를 넣으면 사용할 수 없는 빈 공간이 생기게 됩니다. 그래서 구동 보드를 화면 뒤로 넣어 불필요한 공간을 줄였다고 합니다. 또 이렇게 함으로서 발열이 화면 뒤에서 나기에 터치 조작이나 스타일러스 펜에서도 뜨거운 느낌이 줄었다고.

 

 

오른쪽이 바이오 피트 13의 플립 힌지, 왼쪽이 바이오 Z의 플립 힌지입니다. 두께가 2.5mm에서 1mm 가까이 줄어 1.6mm가 됐습니다.

 

 

제조 과정.

 

 

패널은 바이오 듀오 13 시절에도 쓰였던 파나소닉 IPSa입니다. 파나소닉과 바이오가 공동 개발한 것으로 LED 제작 방법부터 필터의 재질, 백라이트 선정까지 바이오가 모두 참여한 것이라고 하네요.

 

원래는 해상도를 높일 경우 백라이트의 밝기도 높여야 사용자가 어둡다는 느낌을 받지 않지만 이 패널은 그렇게 하지 않아도 비슷한 수준의 밝기를 실현한다고. WQHD로 해상도를 높여도 소비 전력 증가가 다른 wQHD 급 액정에 비해 40% 낮다고 합니다.

 

 

또 스타일러스 펜도 개선됐습니다. 하드웨어는 기존의 바이오 듀오 시리즈, 바이오 핏 시리즈에서 쓰인 N-Trig이며 256단계 필압 감지를 지원합니다. 하나 소프트웨어의 개량을 통해 1024레벨 동적 지원이 가능하게 됐습니다. 이걸 이용해 펜을 강하게 누르는 사람과 약하게 누르는 사람 모두에게 맞춰 설정이 가능합니다.

 

 

멀티 플립 힌지를 사용하다보니 상판에 알루미늄과 카본이 들어갑니다. 이 말인즉 전파가 통과하지 못한다는 이야기죠. 다른 제품들은 이럴 때 상판 일부를 잘라 강화 플라스틱 일체형으로 성형해 전파를 통과하게 만들지만, 여기에선 멀티 플립 힌지의 경첩 부분을 얇게 만들면서 안테나의 동축 케이블을 넣기 어렵고, 확실한 강도를 실현하기 위해서 그렇게 하지 않았다고 합니다.

 

결국 안테나는 화면이 아닌 메인보드가 있는 아래판에 들어가 됐는데, 구체적으로는 힌지 쪽의 2군데와 본체 우측까지 3곳을 염두에 두다가 전파 측정 기기를 사용해 최적의 안테나 위치를 파악해서 오른쪽에 1개, 힌지에 1개를 넣게 됐다네요.

 

또 안테나의 재질도 바꿨습니다. 플라스틱에 직접 안테나 패턴을 성형하는 LDS 안테나를 도입해 수신 감도를 높였는데 이건 스마트폰에서 자주 쓰이는 방법이라 하네요. 결과 다른 제품의 3x3 안테나에 비해 2x2 안테나를 쓴 바이오 Z가 성능이 더 좋았다고.

 

하지만 패널에 안테나를 넣지 않으면서 다른 것도 포기해야 했다고 합니다. 바로 무선 WAN의 구현. 시스템에선 WiFi 안테나를 우선시하기에 무선 WAN을 켜려면 패널 쪽에 안테나를 넣지 않으면 안된다고 합니다. 결국 멀티 플립 힌지의 사용성을 해치지 않기 위해서 무선 WAN은 포기.

 

역대 바이오 Z와 바이오 듀오 시리즈는 무선 WAN(WiMAX나 LTE 모뎀)이 탑재돼 있어 전원을 켜면 바로 인터넷을 쓸 수 있는 제품이 많았습니다. 다만 요새는 WiFi 라우터나 스마트폰 테더링이 대중적이라서 굳이 그걸 구현할 필요까진 느끼지 못했다네요.

 

 

이 제품은 윈도우 8의 인스턴트 고를 지원합니다. 최대 절전 모드 S4, 메모리 서스펜드 S3 모드에 비해 빠르게 작동 상태로 복귀할 수 있으면서도, 대기 모드에서 메일이나 각종 메세지를 수신할 수 있도록 네트워크 연결을 유지한다는 게 특징입니다. 인스턴트 고는 아톰 Z2700/3700 등에서 지원했지만, 코어 프로세서를 사용한 모델에선 일부 제품만 지원하는 고급형 기능이 됐습니다.

 

 

바이오 Z의 인스턴트 고는 더욱 개선돼서 PCI-E SSD를 쓸 수 있게 됐습니다. 바이오 듀오 13도 그렇게 만들고 싶었으나 그 쪽에선 64비트 윈도우와 코어 프로세서 환경에서 인스턴트 고를 지원하도록 개발하는 것만으로 만족해야 했다고 하네요. Wi-Fi/블루투스 SDIO 모듈에 이어 PCI-E SSD를 인스턴트 고에서 쓸 수 있게 되면서 단 몇초만에 윈도우 8.1 시작 화면을 볼 수 있게 됐습니다.

 

 

또 다른 특징이 Z-엔진이라는 브랜드가 붙은 쿨러와 고밀도 기판입니다. 5세대 코어 프로세서는 같은 U 시리즈라 해도 TDP 15W와 28W의 두가지가 있으며, 내장 그래픽의 구성도 차이가 납니다. 여기에 쓰인 건 28W 모델. 내장 그래픽은 실행 유닛이 48개인 GT#와 24개인 GT2가 있습니다. 물론 클럭도 다르지요.

 

바이오는 여기서 TDP 28W가 아닌 cTDPup 35W를 목표로 해 35W도 충분히 쿨링할 수 있도록 설계했습니다. cTDP는 가변형 열 설계 소비 전력으로서 TDP의 상한선을 넘어 더 높은 성능을 내도록 할 수 있는 구조입니다. 물론 전기는 더 먹겠지만요. 이렇게 해서 CPU와 GPU의 스로틀링을 최소화하고 제 성능을 낼 수 있도록 만들었다네요.

 

 

cTDPup 35W를 목표로 설계한다는 말은 쉽지만 구형은 간단하지 않았는데, 그래서 등장한 것이 Z-엔진입니다. 2개의 쿨링팬을 좌우에 탑재하며 후자쿠라와 공동 개발한 새로운 구조의 히트파이프로 연결해 열을 분산시킵니다. 또 니덱과 공동 개발한 신형 쿨링팬은 하드디스크에 들어가는 유체 동압 베어링을 사용해 기존의 CPU 팬에 비해 수명이 압도적으로 길다고 합니다.

 

 

10층 고밀도 레이어를 사용한 고밀도 기판을 사용했습니다. 바이오의 공장에서 자체 설계/생산했기에 압도적으로 작게 만들 수 있었다고 하네요.

 

 

고밀도 기판을 만듬으로서 남은 공간에 배터리를 쓰거나 설계의 자유도를 높일 수 있다는 게 큰 장점입니다.

 

 

왼쪽은 기존의 바이오 피트 13A, 오른쪽이 바이오 Z. 기판 크기가 확실히 줄었네요. 덕분에 배터리 용량이 50Wh에서 58Wh로 늘어나 15시간 구동이 가능해졌다 합니다.

 

 

이번에는 개발진 인터뷰를 통해 보다 자세한 내용을 보도록 하겠습니다.  

 

 

바이오 주식화사 제품 유닛 2 메카니컬 프로젝트의 리더, 하라다 신고.

 

 

멀티 플립 힌지에 대해선 위에서 말했죠. 전환이 빠르고 각도 조절도 되지만 두껍다는 게 기존의 문제였는데.

 

 

플립 힌지를 얇게 만들고 기판을 화면 뒤쪽으로 넣었습니다.

 

 

바이오 Z는 일반 노트북과 반대 방향으로 액정을 장착했습니다. 그러니까 화면 아래에 가는 기판을 뒤로 넣을 수 있었다고 하네요. 장착 방향만 반대로 한 게 아니라 윈도우 그래픽 드라이버가 RGB의 순서로 화면을 표시하는 걸 BGR 순으로 표시하도록 해서 제대로 된 화면을 표시할 수 있게 만들었다네요.

 

 

보통의 2in1 디바이스에선 윈도우 버튼에 손을 올렸을 때 열이 전해지는 경우가 있었으나, 기판을 뒤로 넣으면서 그런 일은 없어졌다고.

 

 

일본에서 바로 제조하니까 문제가 생기면 바로 쫓아가서 지적이 가능.

 

 

일본 생산을 대단히 강조하는데 이건 마케팅이겠지요.

 

 

바이오 Z와 바이오 피트 13A의 힌지 비교.

 

 

1mm 정도 얇아졌습니다.

 

 

기존 바이오의 편향 차이.

 

 

굴곡 시뮬레이션을 통해 형태를 정했습니다. 아무리 눌러도 휘지 않는다네요.

 

 

마그네슘 리튬 합금, 마그네슘, 카본 등을 포함해서 다양히 검토한 결과, 마그네슘 리튬은 15g 가벼워지지만 강성이 불안하고, 마그네슘은 무겁기에 여기선 카본을 사용했습니다. 또 카본의 방향도 가로와 세로를 모두 시도하다가 세로 방향을 썼다고.

 

공기 흡입구가 바닥에 있는지 키보드에 있는지도 생각했다네요. 키보드에 넣으면 바닥이 견고해지지만 균형이 안 맞기에 바닥에 흡입구를 넣고 균형을 잡았다고.

 

 

얇은 노트북 치고는 스피커의 크기가 큰 편이라네요.

 

 

스켈레톤 모델을 보면 스피커의 비중이 크다는 걸 알 수 있습니다.

 

 

패드의 재질은 운모입니다. 꽤 단단한 느낌이 나기에 무릎 위에 넣고 써도 안정적.

 

 

바이오 주식회사 유닛 2 전기 프로젝트 리더, 츠치다 토시마사.

 

 

바이오 Z의 고밀도 기판은 층 수를 늘리고 배선이 기판 내부에서 이루어지도록 구현해, 기판 표면 대부분을 부품이 덮도록 만들어 기판의 크기를 줄인 기술입니다. 층 수가 늘어나니 제조 가격은 비싸지게 됩니다.

 

 

부품을 고밀도로 넣는 건 어렵지 않지만 배선을 제대로 하지 않으면 크로스토크가 발생하고, 캐패시터의 위치에 따라 인피던스가 높아질 수 있으니 이걸 배려해서 개발하는 게 어렵다고 하네요.

 

 

임피던스는 전압과 전류의 비율로서 이걸 일정 수준으로 유지하거나 입력/출력을 맞춰야 합니다. CPU 바로 옆에 전원 콘덴서가 있다는 것도 고려해야 하는 내용.

 

 

바이오 피트 13A와 비교 사진. 포트까지 달려있다는 걸 감안해도 작아졌다 합니다.

 

 

기판 설계에는 시뮬레이션을 사용해서 이걸로 보드 설계를 했습니다.

 

 

노트북이 낙해했을 때 부품이 떨어지는 걸 막는 설계도 시뮬레이션이 들어갔습니다. 나사 구멍을 어디에 넣을 것인지, 어떻게 패턴을 짜야 변형이 적어지는지를 이걸로 판단한다고.

 

 

시뮬레이션 그 자체도 중요하지만 더욱 중요한 건 시뮬레이션 결과를 토대로 현실에 적용하는 노하우라고 합니다. 소니 시절부터 축적된 기술임을 강조.

 

 

바이오 주식화사 테크니컬 유닛 TG11 오이케 신.

 

 

니덱과 공동 개발한 쿨링팬. 하드디스크에 쓰인 유체 베어링이 들어갑니다. 그래서 수명이 길다고 하네요.

 

 

쿨링팬의 날개 수를 줄여 소음을 줄이고, 날개의 간격에 차이를 둬서 고주파음을 절감.

 

 

후지쿠라와 바이오가 공동 개발한 새로운 히트파이프의 구조. 내부에 액체를 넣어 증발-응축 현상을 활용해 무게를 늘리지 않고 쿨링을 합니다.

 

 

전체적인 쿨링 시스템.

 

 

왼쪽 팬

 

 

오른쪽 팬.

 

 

바이오 Z의 배터리. 3셀 구조로 크기를 최소화했습니다.

 

 

바이오 주식회사 제품 유닛 2 프로젝트 리더, 스즈키요 오스케.

 

 

WiFi 등의 무선 안테나 특성을 개선하기 위해선 S/N 비율을 높여야 합니다. 노이즈를 줄이고 신호 세기를 키우는 것이지요.

 

 

3군데의 안테나 위치 후보를 대상으로 계측 장치를 이용해 완벽한 장소를 찾아냄.

 

 

스마트폰에서 쓰이는 LDS 안테나를 도입. 기존의 판금 패턴보다 더 복잡한 형태로 안테나를 만들 수 있다고 합니다.

 

 

노이즈의 주요 발생원인 SoC와 안테나를 가급적 멀리 배치했습니다.

 

 

다른 회사의 3x3 안테나 노트북과 바이오 Z와 안테나 성능 비교.

 

 

바이오 주식회사 테크니컬 유닛 TG4 치프 LCD 엔지니어, 후루카와 케이이치.

 

 

새로운 LCD 패널은 LED 소자에 일반적인 YAG-LED가 아닌 RG 형광 LED를 사용했습니다. 빨간색이 다소 강화된 것으로서 고해상도에서도 투과율이 높다는 게 특징.

 

 

백라이트도 다양한 종류를 대상으로 시야각과 집광도 등을 테스트해 결정.

 

 

바이오 듀오 13의 패널을 단순히 풀 HD에서 WQHD로 올리면 전력 사용량이 33% 늘어나지만, 바이오 Z용 WQHD 패널은 20% 이하입니다.

 

 

바이오 주식회사 테크니컬 유닛 TG4 치프 터치&펜 솔루션 엔지니어, 이케다 오사무

 

 

디스플레이에 펜을 갖다 대면 표시되는 호버 커서.

 

 

추적 성능을 높이기 위해 검출 알고리즘을 개선했습니다. 펜에서 나오는 전파를 포착해 커서를 표시하고 평균을 계산하는 정밀도를 개선.

 

 

97%의 사용자는 필압이 370g 이하입니다.

 

 

압력 곡선 설정을 할 수 있습니다.

 

 

부드럽게, 혹은 딱딱하게도 설정.

 

 

직접 시도를 해보면서 커브 설정을 합니다.

 

 

서피스 프로 3처럼 버튼에 기능을 할당 가능.