풀HD스마트폰, GPGPU 활용성 커진다

[박계현기자] 풀HD 디스플레이가 올해 출시되는 하이엔드 스마트폰의 기본 사양으로 자리잡으면서 풀HD를 구현하는 기술력에 대한 관심이 높아지고 있다.

400ppi(pixel per inch, 인치당 픽셀수) 이상의 화소수를 탑재한 고해상도 디스플레이를 실제 기기에서 작동시키기 위해선 디스플레이 기술만큼 화면에 출력되는 데이터를 처리할 수 있는 연산속도 또한 중요하다.

이 때문에 풀HD 스마트폰에는 컴퓨터의 중앙처리장치(CPU) 역할을 하는 애플리케이션 프로세서 외에도 연산처리 기능이 탑재된 GPU가 추가로 탑재될 예정이다.

반도체 설계 IP기업인 ARM에서 출시한 '말리(Mali) T604' GPU는 CPU(모바일 AP)에서 처리하는 일부 정보를 연산할 수 있는 기능을 담고 있다. CPU가 하는 일을 그래픽카드가 대신 처리하는 것이다. 그래픽 처리 기능과 일반 연산 기능을 모두 갖춘 GPU는 GPGPU(General-Purpose computing on Graphics Processing Units)로 불리운다.

'말리 T604'는 기계가 사람의 얼굴을 탐지하고 물체를 인식하는데 중추적인 역할을 한다. 특히 CPU보다 멀티 태스킹 능력이 뛰어나 동시에 여러 개의 정보를 처리하기에 적합한 하드웨어 구조를 갖고 있다.

실제로 '말리 T604'를 탑재한 삼성전자의 태블릿PC '넥서스10'에서 속도를 비교할 수 있는 데모 애플리케이션을 구동해 본 결과, 같은 작업을 수행할 때 GPU의 연산속도가 CPU에 비해 약 5~6배 정도 빨랐다. '넥서스10'은 AP로는 ARM의 코텍스 A15 시리즈를 채택한 삼성전자 '엑시노스 5 듀얼 (5250)'을 채택하고 있다.

이외에도 '말리 T604'는 PC에서 사용하는 애플리케이션을 별도의 코드 프로그래밍 없이도 모바일에서 그대로 사용할 수 있다는 장점을 갖고 있다.

ARM 관계자는 "모바일 GPU와 PC GPU의 성능 차이는 여전히 존재하지만 '말리 T604'는 PC GPU가 사용하는 풀 프로파일 규격을 최초이자 아직까지 유일하게 지원하는 GPU"라고 설명했다.

이 관계자는 "풀 프로파일을 지원하면 기본적인 알고리즘은 그대로 사용하면 된다. 말리는 PC의 GPGPU 에코시스템을 그대로 가져올 수 있다"고 덧붙였다.

ARM은 성능 상의 이점 외에도 삼성전자의 '엑시노스' 시리즈 등 코텍스 A프로세서 시리즈 라이선스와 연계를 통해 빠르게 GPU 시장점유율을 높여 나가고 있다. 코텍스 A시리즈를 모바일 AP에 채택한 고객사의 4분의 1이 ARM의 '말리' GPU를 함께 채택했다. 스마트폰 시장의 '말리' GPU 채택율은 약 15%다.

시장조사업체 존페디리서치(JPR)에 따르면, ARM의 전체 GPU 시장점유율은 2011년 2.6%에서 2012년 상반기 기준 13.1%로 약 5배 가까이 성장했다.

또 2012년 한 해동안 '말리' GPU가 탑재된 전체 기기는 1억5천만대로, 디지털TV의 70%, 안드로이드 태블릿 기기의 50% 이상이 '말리' GPU를 탑재했다.

향후에는 '말리 T604'를 시작으로 스마트기기와 스마트가전 시장에서 ARM의 GPU 시장점유율이 한층 더 강화될 것으로 보인다. 같은 회사의 GPU와 CPU를 사용할 경우 데이터 일관성(Data Coherency) 문제를 손쉽게 해결할 수 있기 때문이다.

ARM 관계자는 "CPU와 GPU가 둘 다 연산과정에 관여하게 되면, 한 쪽에서 계산을 하는 동안 다른 장치가 결과값을 기다려야 한다"며 "CPU와 GPU 각각의 성능도 중요하지만 서로 간에 데이터가 빨리 오가려면 이 두 장치를 연계하는 버스 기술이 중요하다"고 설명했다.