쿼드코어 스마트폰, 프리스케일 쿼드코어 CPU 출시로 시작된 스마트폰 경쟁

애플에 특허 넘긴 프리스케일, 직접 모바일시장에 뛰어들다!! 프리스케일 i.mx 쿼드코어

freescale semiconductor - 프리스케일

삼성과 애플, 그리고 세계적 기업들의 특허 분쟁이 지속되고 있는 가운데 애플에서 프리스케일(freescale)의 특허 200 여개에 대한 라이센스를 체결한 것으로 알려져 있습니다. 애플이 특허전쟁에 휘말리며 타 업체들에서 특허권을 침해받았다고 여기는 쟁점에 대항 할 특허권을 프리스케일에서 양도 받았지요. 그중에 모바일 기기에 사용되고있는 고출력 안테나 핵심기술인 다중입출력(MIMO)시스템 등을 포함하는 무선 관련 특허들도 상당수 있다고 합니다. 이 MIMO 기술은 아이폰과 아이패드 등에 채택하고 있는 기술이지요. 이 특허권 분쟁에 대해서는 앞으로도 많은 기업들의 분쟁과 소송이 있다를것으로 전망되니 두고봐야겠습니다.

여튼... 애플(Apple)이 저렇게나 많이 특허권을 인수해온 프리스케일(freescale)은 어떤 회사일까요? 프리스케일은 임베디드 프로세스 솔루션 분야에 있어서 세계적인 기업으로 자동차, 휴대용 전자제품, 네트워크 장비, 의료장비, 산업용 전자기기 등에 들어가는 반도체와 칩셋, 소자, 회로등을 만드는 회사입니다. 원래 모토로라에 소속되어있다가 따로 나온 회사로 현재 30여개 국가에서 1만개가 넘는 기업에 프리스케일의 제품들을 공급하고 있습니다. 세계 100대 기업중 하나이고 자동차 및 산업용 반도체를 공급하는 분야의 선두 기업이기도 합니다.

하지만 일반인들에게는 퀄컴이나 인텔, AMD, nVidia 같은 회사는 많이 알지만 프리스케일은 생소할 수 밖에 없습니다.
저같은 공대 출신이야 이름은 들어서 알고 있을 정도이고 해당 산업분야에 있는 사람정도면 아주 잘 아는 회사가 되겠지요. 그야말로 아는 사람만 아는 프리스케일.

제 친구가 LS그룹(예전 대성) 에서 자동차 부품 설계를 하고 있는데 국내 자동차 회사들 뿐만이 아니라 해외 자동차 시장에 자동차용 부품을 설계, 기획, 생산 및 납품을 하는 일을 하고 있습니다. LS 그룹은 자동차, 정보통신, 디스플레이 및 가전제품 부품의 설계 및 생산, 판매회사로 이쪽 분야에서 국내 1위를 달리고 있다네요. 하튼... 그 친구를 통해서 들은 프리스케일은 전자기판과 전자부품, 전자기기 등을 설계하고 만드는데 이 프리스케일의 부품들이 엄청나게 쓰이고 있다고 할 정도로 산업 저변에서는 꽤나 유명한 기업입니다.
자동차 엔진의 마이크로컨트롤러(MCU), 잠김방지 제동기, 에어백 센서, 가속도계, 압력센서 같은 자동차 부품들 외에도 냉장고나 밥통 같은 곳에서도 프리스케일의 제품들이 들어가고 있습니다.

프리스케일의 제품을 사용하는 기업들

몇년 전까지 프리스케일은 임베디드 프로세스 분야에 집중해왔습니다. 임베디드 시스템(Embedded System)은 컴퓨터 시스템으로 한가지 또는 몇 가지의 기능만 수행되도록 설계된 시스템으로, 특정 프로세스 실행에 전념하기 때문에 칩이나 회로를 최적화하여 생산 비용을 줄이고 신뢰성과 성능을 향상 시킬 수 있습니다. 보통 이야기하는 CPU, 즉 인텔이나 AMD에서 만드는 CPU들은 말 그대로 여러가지 명령이 가능하고 여러 프로세스를 동시 다발적으로 프로세스를 진행하게 되지만 임베디드 시스템은 특정 명령에 반응하게 되어있습니다. 밥솥의 온도가 얼마, 압력이 얼마가 되면 자동으로 취사에서 보온으로 작동하게 한다던가... 냉장고 온도가 몇도가 되면 잠시 멈추고 온도가 올라갈때까지 기다린다던가, 카메라 셔터를 누르면 사진이 찍힌다던가 하튼 MP3 플레이어나 DMB, 네비게이션 등등 엄청나게 많은 분야게 이 임베디드 프로세스가 적용되어있는데 이 분야가 프리스케일의 전문 분야였습니다.

하지만 프리스케일 반도체 사업에 있어서 임베디드 프로세스를 제외하고 또 다른 주요한 부야는 무선 통신 및 핸드폰 칩, 네트워킹 칩입니다. 프리스케일은 애플 컴퓨터가 2006년까지 파워북과 맥 미니 제품에 사용된 프로세서도 설계해서 생산했었지요. 이쪽 분야에서 개발과 발달을 거듭한 결과 모바일 디바이스 시장에서도 큰 비중을 차지하고 있습니다. 최근에는 프리스타일에서 스마트폰과 태블릿 디바이스에 들어가는 지자계 센서와 자이로스코프센서, 가속도 센서가 각각 따로따로 들어가던 것을 하나의 칩으로 묶어 좀 더 효율적이고 전력소모를 줄이는 제품을 출시하기도 했습니다.

그런 프리스케일이 최근에는 퀄컴, 엔비디아, 마벨 등과 함께 스마트폰 CPU 시장에 본격적으로 진입을 하는듯 보입니다.

얼마전에 프리스케일 간담회에 다녀왔었는데 모바일 CPU 인 i.MX 시리즈를 출시했다고 합니다.
이번에 출시하는 i.mx 시리즈의 공통 사양과 싱글, 듀얼, 쿼드 코어의 자세한 사양은 아래를 참조하세요.

i.MX 6 Series 공통 사양
ARM Cortex A9 based solutions up to 1.2GHz
Dual HD 1080p decode, Dual 720p encode, single stream up to 1080p60, 50Mb/s
3D video playback in High definition
Low power 1080p playback at 350mW Integrated IO’s that include HDMI v1.4 w/PHY, LVDS display ports, MIPI CSI/DSI for camera/Display,  MIPI HSI, Gigabit Ethernet, multiple USB 2.0, PCI-Express, CAN controller, MLB bus
Consumer, Industrial and Automotive temperature range qualifications
POP, BGA packaging options using low layer count PCB design rules
SW support: Google Android, Microsoft Windows Embedded CE, Ubuntu, QNX, Linux, Linaro, Adobe Flash, Skype

 

i.MX 6 Solo, 6 Solo Lite Core	i.MX 6 Dual Core	i.MX 6 Quad Core
Single ARM Cortex A9, 1/1.2GHz	Dual ARM Cortex A9, 1/1.2GHz	Quad ARM Cortex A9. 1/1.2GHz
256KB L2 cache, Neon, VFPv3, Trustzone	1 MB L2 cache, Neon, VFPv3, Trustzone	1 MB L2 cache, Neon, VFPv3, Trustzone
Next generation video, 3D graphics (6Solo only)	3D graphics with 4 shaders up to 200MT/s	3D graphics with 4 shaders up to 200MT/s
	Dual stream 1080p/720p dec/enc	Dual stream 1080p/720p dec/enc
32bit DDR3 and LPDDR2	64-bit DDR3 and 2-channel 32-bit LPDDR2	64-bit DDR3 and 2-channel 32-bit LPDDR2
Integrated  EPD controller	Integrated SATA-II	Integrated SATA-II

스마트폰과 태블릿과 같은 모바일 기기에 사용되는 프로세서는 애플리케이션 프로세서(AP)라고 불리우는데, 모바일 기기의 특성상 그 크기와 발열, 전력 소모 등을 감안하여 CPU와 GPU, 동영상 재생 코덱 등을 칩 하나에 담아내게 됩니다. 이게 SoC(시스템온칩, System on Chip) 디자인인데 프리스케일의 i.MX 시리즈도 마찬가지 디자인을 취하고 있습니다.

프리스케일의 발표는, 칩 하나에 여러가지를 집적하고 적용시키는 시스템을 만들고 또 다양한 부가기능을 넣고 저전력, 저발열이면서 고성능을 내는 soc 칩을 싱글코어, 듀얼코어, 쿼드코어 시리즈로 내놓는다는 뜻입니다.

대부분의 모바일 CPU(AP) 제조사들이 영국의 암(ARM) 사의 Cortex 코어를 기반으로 AP 를 재설계하는데, 제가 알기론 현재 1.5Ghz로 알고 있는데 1.2Ghz로 채택을 했네요. 듀얼코어 AP로 시장을 먼저 선점한 엔비디아의 테그라2에 이어 연말에 칼엘(Kal-El) 쿼드코어(테그라3가 될지도..)가 나올 것으로 예상하고 있는데 칼엘 속도가 얼마가 나올지 모르겠지만 1.2Ghz는 조금 낮은게 아닌가 하는 생각이 드네요. 퀄컴에서 출시를 목표로 하는 쿼드코어 그레이트 AP는 각 코어당 2.5Ghz 를 예상하고 있던데 뭐 출시가 되어봐야 알겠지요. 언제 나올지는 두 회사 모두 아직 미지수입니다.


컴퓨터도 마찬가지로 같은 클럭일때 싱글보단 듀얼, 듀얼보단 쿼드가 좋지요. 모바일 AP도 마찬가지구요. 하지만... 문제는 배터리 소모 즉 전력소비와 그로 인한 발열이 문제가 됩니다. 아래 도표를 보면 같은 퍼포먼스가 돌아가도 쿼드코어에서 좀 더 낮은 소비전력을 보이고 있네요. 하지만... 발열은 어떠할지 모르겠습니다.

듀얼코어 AP 시장이 치열했던 올 한해, 올 하반기나 내년쯤 되면 그 화두가 쿼드코어로 넘어갈 듯 보입니다. 현재 가장 빨리 제품화가 가능한 쿼드코어 제품은 프리스케일의 i.MX 6 입니다. 올 한해 듀얼코어가 그렇게 대박을 쳤던것을 생각해보면 지금쯤 쿼드코어를 노린 제품을 어디선가 이미 기획하고 있을지도 모르겠네요. 실제 제품이 아직 나오지 않더라도 어떤 코어 어떤 클럭을 쓰는지 발표만 해도 이슈화가 되고 또 그만큼 시장 선점을 할 수 있는 기회가 커지니까요.

프리스케일에서 I.MX 시리즈를 내놓으며 모바일 디바이스 AP 시장에 한걸음 크게 내딛었다고 생각되는데요. 듀얼코어 제품이 처음 출시된지 얼마 되지도 않았는데 벌써부터 스마트폰 시장은 쿼드코어로 넘어가고 있네요. 빠르면 올 하반기, 늦어도 내년 초면 쿼드코어 경쟁이 엄청 치열해질것 같습니다. 과연 어느 회사에서 먼저 쿼드코어 제품을 출시할지~ 어떤 회사의 AP가 채택이 될지~

프리스케일이 먼저 터트린 쿼드코어 모바일 시장. 벌써부터 후끈 후끈 합니다.