퀄컴(Qualcomm)은 7월 24일 미국 샌프란시스코 W호텔에서 모바일 워크숍을 통해 자사의 플랫폼을 사용하는 디바이스들의 성능 평가와 기술에 관한 최신 정보를 소개하는 자리를 가졌다. 이 자리에서 퀄컴은 멀티 코어 프로세서를 사용하는 모바일 기기에서 사용자 경험을 반영하는 성능 평가에 대한 방법과 함께, 자사의 최신 쿼드 코어 프로세서를 사용하는 태블릿 PC의 레퍼런스 디자인 모델을 소개했다.

최근의 멀티 코어 프로세서를 사용하는 모바일 단말에서 사용자 경험은 단지 프로세서의 성능만으로 결정되지 않는다. 하지만 지금까지의 테스트 방법들은 대부분 단말의 연산 성능 등 특정 부분에 치우쳐 실제 사용자의 체감 성능을 제대로 가늠해 내기 쉽지 않았다. 이에 퀄컴은 이 자리에서 좀 더 사용자의 실제 사용 환경을 반영하는 벤치마크 방법론의 필요성을 강조하고, 실질적인 사용자 경험 향상을 위한 각종 노력들을 소개했다.

또한 이번 워크숍에서는 퀄컴의 최신 쿼드 코어 AP인 APQ8064를 사용한 태블릿 PC 레퍼런스 디자인이 소개되었다. APQ8064와 2GB 메모리, HD급 디스플레이를 장착한 이 모델은 각종 성능 평가에서 경쟁 모델과 비교해 강력한 성능을 보여 주었으며, 게이밍 이외에도 멀티미디어 등에서 다양한 활용성을 보였다. 또한 별도로 준비된 데모 룸에서는 이 레퍼런스 플랫폼을 이용한 홈 시어터, 풀 HD 3D 디스플레이 게이밍, 스마트TV 셋톱박스 등으로의 활용이 전시되었다.

▲ Travis Lanier 퀄컴 CPU 제품 관리 디렉터

이 날의 두 번째 세션은 퀄컴의 Travis Lanier CPU 제품 관리 디렉터가 '모바일 CPU 성능 비교해 보기(Comparing Mobile CPU Performance)' 를 주제로 진행했다. 그는 먼저, 퀄컴의 프로세서는 ARM 아키텍처를 기반으로 하고 있으며, Cortex-A는 전 세대의 ARM11 대비 많은 기능적, 성능적 향상이 있었다고 소개했다. 또한 현재 스냅드래곤 S4는 프로세서 코어 수와 클럭, GPU 등에 따라 크게 네 가지 제품군으로 구분된다고 덧붙였다.

프로세서의 성격을 결정하는 데는 아키텍처와 마이크로아키텍처가 있는데, 이는 '누가 걱정하는 부분인가'로 나뉜다. '아키텍처'는 프로그래머나 개발자들이 걱정하는 '호환성' 부분에 관련되며 명령어 셋이나 매머리 관리, 컴파일러와 디버거 등이 관련된다. 반면 마이크로아키텍처는 성능이나 전력 소비 등 사용자 경험에 관련되는 부분이며, 실행 유닛이나 파이프라인 단계, 캐시 디자인이나 시스템 버스 인터페이스, 전압과 클럭, 회로 디자인 등이 해당된다.

그리고 프로세서의 성능을 비교하는 데 있어서, 단일 프로세서 사이의 성능 비교나, 멀티프로세서 비교에서 코어당 성능이 유사할 경우에는 대단히 비교가 쉽다. 하지만 코어당 성능과 코어 수가 모두 다린 경우엔 이를 비교하기가 꽤나 힘들어진다. 예를 들면 MSM8960은 듀얼 코어 디자인에 코어당 명령어 동시 실행 수가 4개인데, 경쟁 상대인 쿼드 코어 프로세서는 코어당 명령어 동시실행 수가 두 개다. 이 경우 결국 최대 동시 명령어 실행 수는 같게 되는 셈이다.

▲ 수치 연산 성능이 사용자 경험과 직결되지는 않는다.

현재 범용 프로세서의 성능을 나타내는 방법은 모바일 프로세서와 잘 맞지 않는 부분이 많다. 모바일 환경에서는 산술적인 연산 능력보다는 실질적인 사용자 경험인 웹 경험이나 게이밍, UI나 멀티미디어 부분, 그리고 전력 소비와 발열 부분을 더 중시할 필요가 있다는 것이다. 그리고 현재의 벤치마크 방법은 이런 부분을 제대로 반영하지 못하고 있다고 지적했다.

퀄컴은 현재 프로세서의 성능 측정 이슈로 크게 네 가지를 꼽았다. 먼저 마이크로아키텍처 수준에서의 IPC 향상은 애플리케이션과 벤치마크 성능의 향상을 기대할 수 있으며, 커스텀 회로의 접목을 통한 성능 향상, 부동소수점 연산과 SIMD의 활용, 그리고 지능형 로드밸런싱 기술을 활용하는 비동기식 SMP 기술 등이 그것이다.

aSMP(Asynchronous Symmetric Multiprocessing) 기술은 모든 코어가 독립적은 클럭과 전압을 가지고 동작할 수 있도록 한다. 지능적인 로드 밸런싱 기술을 접목해 부하가 적은 코어들의 전력 소비를 줄임으로써, 한 쪽 프로세서에만 부하가 집중되는 상황에서도 전력 소비의 비효율성을 해결할 수 있도록 하고 있다. 퀄컴은 듀얼 코어 디자인에서 브라우징과 스트리밍 오디오를 사용할 경우, 이 기술을 통해 전력 소비를 33% 가량 절감할 수 있을 것으로 기대했다.

또한 스냅드래곤의 장점 중 하나로 '발열' 부분이 소개되었다. 경쟁 제품에 비해 스냅드래곤의 발열은 비교적 적은 편으로, 최대 섭씨 45도 정도다. 그리고 이 45도는 디바이스를 사용하면서 사용자가 얼굴에서 느낄 수 있는 발열 수준이라는 의미가 있으며, 이 이상 발열이 심해질 경우에는 배터리 수명에도 악영향을 줄 수 있다고 덧붙였다.

▲ 좋은 벤치마크에는 몇 가지 조건이 필요하다.

현재 안드로이드 환경에서 대부분의 애플리케이션은 JIT 위에서 구동되고 있다. 벤치마크 프로그램 역시 예외가 아닌데, 썬스파이더 등은 자바스크립트 JIT를, 쿼드런트나 스마트벤치 등은 달빅 JIT를 이용하고 있다. 그리고 퀄컴은 이 부분에서 프로세서와 JIT에 대한 최적화 작업을 꾸준히 진행하고 있으며, 이는 실질적으로 사용자 경험의 향상을 가져온다고 소개했다.

또한 퀄컴은 현재의 멀티프로세서 벤치마킹 부분에 대한 문제도 지적했다. 현재 많은 벤치마크 프로그램들이 같은 워크로드를 모든 코어에 반복 구성하고 있는데, 이는 메모리와 캐시 부분으로 인한 성능을 제대로 반영해 주지 못하고 있다. 그리고 실질적인 멀티프로세싱 워크로드 부하를 주기 위해서는 프로세서 간의 데이터 공유와 간섭 등이 필요하며, L2 캐시 수준의 데이터 쉐어링, 메인 메모리로의 접근 등의 조건 등이 필요하다고 소개했다.

실질적인 사용자의 경험을 반영하기 위해서는 실제 사용 환경을 반영하는 것이 좋고, 이를 잘 반영할 수 있는 것으로 HTML5 환경이 있다. 그리고 모바일 웹 환경의 테스트에서 실질적인 사용자 경험 부분을 반영하기 위해서는 스크립팅, 페이지 렌더링과 레이아웃, 그리고 네트워크 다운로딩 부분이 테스트 시나리오에 포함될 필요가 있다고 소개했다. 이들 요소들은 프로세서 뿐 아니라 GPU, 무선 모뎀이나 비디오, 오디오 등의 하드웨어 인코더 등 SoC 전반을 폭넓게 이용할 수 있게 한다.

모바일 프로세서의 에너지 효율 확인을 위한 방법으로는 크게 세 가지가 꼽힌다. 이 중 반복 비디오나 오디오 재생의 경우, 단말 내장 미디어 플레이어는 프로세서의 비디오 처리 엔진을 이용하게 되어, 서드파티 플레이어의 프로세서 이용과는 다른 결과가 나오게 된다. 또한 게임은 경우에 따라 GPU에 치중된 결과가 나올 수 있다는 점을 염두에 둘 필요가 있다.