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> Questions autour de la présence d'ARM dans l'iPad [04.06.2010 18:28]

신기술 분야에서 제일가는 수수께끼 중 하나가 A4 프로세서 디자인에 대한 애플의 침묵이다. 그 침묵때문에 소프트웨어 코드와 전자 전문가들까지 들떠버리고 말았다. 도대체 "마술의 태블릿"의 심장에는 무엇이 들어가 있을까? 혹시 ARM Cortex A8이 아니라면 무엇일까? 무엇보다도 도대체 왜 이 기술을 선택하였을까?

1월달 첫 선을 보인 이래 아이패드용 프로세서에 대해서 ARM Cortex A9이나 A8이니, 애플이 인수한 신규 기업, Intrinsity의 의미, ARM의 프로세서 최적화 등, 온갖 뉴스가 나왔다. 삼성 공장에서 나온 조그마한 실리콘이 아이패드에 들어갔음은 분명하지만, 디자인은 역시 인피니트 루프 안의 연구소일 것이다. 바로 그 때문에 아이패드의 성공을 둘러싸고 온갖 미스터리가 나오고 있다.



지난 5월 10일, 드디어 뭔가 밝혀진 듯 하였다. iFixit과 Chipworks에서 엑스레이 사진을 보여주었고, UBM TechInsight에서 A4의 소프트웨어 테스트를 벌였다. 이 벤치마크는 Cortex A8을 사용했다는 이론을 정당화시켜주었다.

수수께끼는 풀린듯 하다. ARMv7 인스트럭션 셋 아키텍쳐로 1GHz 모노코어 모델이었기 때문이다. 현재 아이폰 OS를 돌리고 있는 ARM 프로세서 디자인 기반이 되는 플랫폼을 생각해 보셔도 되겠다. 애플은 오래 전부터 ARM을 채용해 왔다. (이미 뉴튼도 ARM을 사용했었다.) 게다가 ARM 프로세서는 전세계 휴대폰의 80%에 들어간 프로세서이며, 에어포트 익스트림, 휴대용 게임콘솔기, 아이포드 터치에도 들어가 있다.

A4에서 이 프로세서는 그래픽 프로세서인 PowerVR SGX와 커플로 들어가 있다. Imagination Technology에서 만들었으며, 이곳은 애플의 파트너 회사이다. 애플은 2008년 12월에 이 영국회사 지분 3.6%에 투자하였다. (애플, 모바일용 3D 칩에 투자하다 참조)

La théorie ARM fait long feu

그런데 이 아름다운 이론에 반하는 우려도 있다. 첫 번째 우려는 아이패드 두뇌에 들어가 있는 Cortex와 관련된 분석에서 나왔다. 우주항공 영역에서 파일럿을 위한 레이더와 레이저, 원격 감지, 컴퓨터칩 기술 전문가 마크 히벤(Mark Hibben)의 코멘트가 특히 흥미롭다. 그는 A4의 내부를 주의깊게 검사하였고, 이 칩이 Cortex A8과는 다르다고 말하였다. 그는 Chipworks와 UBM TechInsight의 테스트를 비교하였다. 둘 모두, 아이폰 3GS에 들어가는 Cortex A8을 만든 곳이 삼성임을 염두에 두고 있었다.

Chipworks는 애플이 사용한 A4 프로세서가 53.3mm2 표면적에 45nm 공정기술을 사용하였음을 확인하였다. 그렇게 얻은 공간 안에 애플은 아이폰 3GS에 들어가는 칩보다 훨씬 더 많은, 5천만여 개의 트랜지스터를 집어 넣었다. 그런데 두 번째 코어와 메모리 캐시는 무엇을 추가시켰을까? 없다. A4의 코어는 하나 뿐이다. 더구나 아이패드는 1GHz로 속도를 올린 Cortex A8보다 파워가 더 세지도 않다. 그렇다면 파워도 더 올리지 않았으면서 A4에 들어간 임베디드 컴퍼넌트 40%는 무엇을 위해 들어갔을까?


Le processeur A4

좋은 의문이다. 특히 비교를 위한 Texas Instument의 프로세서와 A4를 비교하면 더욱 더 그러하다. TI의 OMAP 3530 (SoC, System On Chip) 프로세서는 주요 컴퍼넌트가 A4와 동일하다. 같은 그래픽 칩과 메모리 칩, 시그널 칩을 갖고 있기 때문이다. 65nm 안에 들어간 이 칩은 애플이 아마도 아이패드용 칩을 시작했을 때인 2008년 초에 등장하였다. A4와 TI의 프로세서를 비교하면서, 마크 히벤은 Cortex A8을 넣기 위해 필요한 표면적이 애플 A4의 면적보다 절반에 지나지 않는다는 점을 발견하였다. 더군다나 Cortex A8의 코어는 거의 두 배가 더 크게 구현될 터였다. 그의 결과는 다음과 같다. TI와 A4 프로세서 간에 큰 차이는 없다. 그렇지만 A4가 ARM Cortex A8을 기반으로 만든 프로세서는 아니다.

Des incohérences côté logiciel

A4와 ARM의 연관성을 부정하는 두 번째 요소가 있다. (따라서 Cortex A9도 부정된다.) 소프트웨어 결과이다. 트위터 클라이언트인 "Twitterific"을 만든, Iconfactory의 크레이그 호큰베리(Craig Hockenberry)는 몇 가지 이상한 점을 제기하였다. 그의 블로그에 따르면 아이패드는 평균적으로 아이폰 3GS에 비해 애플리케이션을 두 배 가까이 빠르게 실행시킨다. 왜그런지 알아보기 위해 그는 똑같은 애플리케이션을 가지고 속도 테스트를 벌였다.

결과를 보면, 아이패드 쪽이 두 배가 더 빨랐다. 하지만 아이패드와 아이폰은 서로 다른 버전의 아이폰 OS를 사용한다. (아이폰은 3.0, 아이패드는 3.2) 사실 자세히 보면, 네이티브 애플리케이션의 속도 차이는 1.5배에서 3.91배까지 일어난다. 그중 1.2배에서 2.43배의 차이는 자바스크립트때문에 일어나는 것으로 보였다. 이 테스트는 또 다른 의문을 제기하였다. 호큰베리는 그 이유가 "JIT(just in time) 컴파일러나 특정 데이터 캐시의 사용때문이 아닐까 말하였다. 아이폰이나 아이포드 터치의 각기 다른 버전에서 비슷한 테스트 결과가 나오지 않는다면 알아보기 힘들 것이다. 그러나 호큰베리는 또 하나의 사실을 드러냈다. 유닉스 커맨드로 속도를 물어보았을 때, 아이폰은 보통 자기 속도를 말하는 반면, 아이패드는 "제로"라 답하였다.

하드웨어와 소프트웨어 측면에서 볼 때 그 외 다른 차이점들도 여러 가지가 있다. 가령 A4 프로세서가 사용하는 인스트럭션 셋을 알아내기가 불가능하다. 게다가 아이패드용 소프트웨어 개발킷(SDK)으로 만든 코드를 인증할 때 애플이 "유니버설 바이너리(PowerPC에서 인텔 칩으로 이주할 때 애플이 사용함)"라는 단어를 사용하였다. 이 점도 눈길을 끈다. A4를 만들 때 ARM을 이용했다면, 아이폰과 아이포드 터치, 아이패드 모두에서 돌아가는 유니버설 코드를 요구할 필요가 없기 때문이다. 이전 버전의 SDK는 수정이 필요한 경우 없이 호환성을 지닌 애플리케이션을 만들 수 있었다. 이상한 일이다… 그러나 개발킷에 대한 견고한 통제를 행사하기 위해 애플이 뭔가 숨겨야 할 이유가 있으리라는 점 정도로 마치겠다.

Quel autre choix technologique?

자, 아이패드용 칩이 ARM이 아니라면 도대체 무엇일까? 호큰베리는 이 의문을 던지지 않았지만, 히벤은 2008년 애플이 인수한 PA Semi가 아닐까 하는 의문을 보였다. 이미 지적한 바 있지만 그리 논리적이지는 않다.

히벤은 자신의 설명에 대한 근거를 대시 위해 간단이 전략을 물어보았다. 그의 블로그를 보시라. "A4가 Cortex A8 기반으로 만들어졌으리라는 인식때문에 아이패드와 애플 전체의 미래에 대한 의문이 생긴다. 아이패드가 동시에 두 곳으로부터 제동을 받을 수 있기 때문이다. 첫 번째로, Cortex A9 기반의 스마트폰과 태블릿이 나오고, 구글 OS와 모바일용 플래시 10.1이 나온다. 두 번째로 윈도 7 넷북의 새로운 프로세서가 인텔 Atom(32nm 공정)을 채용하게 된다. 그렇다면 Cortex A8 갖고는 심각한 경쟁을 해야 한다. 다행히도 애플은 A8에 묶이는 결정을 내리지 않은 것으로 보인다."

A4 아키텍쳐에서 Cortex A8를 빼내면서 스티브 잡스는 태블릿을 발표하였다. 잡스 스스로의 말이다. "아이패드는 우리가 만든 실리콘으로 돌아갑니다. 우리 스스로의 칩을 만들 수 있는 정말 훌륭한 팀이 우리에게 있습니다. 우리는 이 칩을 A4라 부릅니다. 아이패드 안에 들어가는 이 A4는 우리가 이룬 것 중에 제일 진보적입니다. 그래픽와 입출력, 메모리 컨트롤 모두가 단일 칩 안에 들어가 있습니다."



Ars Technica의 존 스톡스(Jon Stokes)가 썼듯, A4가 기능을 좀 없앤 Cortex A8이라면, 잡스는 통상적인 현실왜곡의 장을 훨씬 벗어난 셈이 된다. 그러나 실리콘 밸리에서 애플은 매우 훌륭한 프로세서 디자이너들을 거느린 회사로 알려져 있다. 벡터 프로세싱때문에 애플의 프로세서 디자인팀과 접촉한 인텔측 엔지니어들에게 물어보시라.

2008년 4월의 PA Semi 인수로 전문가들을 잘 활용했다고 보는 편이 제일 그럴듯하다. 이 회사의 기술은 주로 단일 칩 위에, 연간유닛, 캐시, RAM 컨트롤러, 입출력, 그 외 수많은 다른 기술들(코어를 지정하는 프로토콜 등) 모두를 캡슐화시키는 것으로 알려져 있었다. 비록 프로세서 개발 시간동안 온갖 말이 나오기는 했지만, PA Semi의 팀은 모듈화된 하나의 프로세서 아키텍쳐를 개발해냈다. 필요한 컴퍼넌트와 패러미터를 다양하게 만들어내기 위해 프로세서를 수정하는 기간이 분기 하나면 충분했다는 사실을 보면 애플에 훌륭한 칩 디자인 팀이 있다는 점은 맞지 않을까.

따라서 A4 프로세서를 둘러싼 신화는 더 이상 신화가 아니다. 애플은 오랜기간에 걸쳐 프로세서 분야에 있어서 노하우가 있음을 보여주었다. 최고 수준의 인재를 모셔온다거나 첨단기술 신생기업을 인수해오면서 애플은 애플 모바일 제품을 차별화시킬 칩을 만들 수 있게 되었다. 또한 A4는 경쟁사들에게 거대한 장벽으로 나타날 수밖에 없을 프로세서의 첫 번째 세대가 되었다. 의심의 여지가 없을 정도로 말이다.

Sur le même sujet :
Dans les entrailles de l'iPad
Dans les petits secrets de l'A4

Jean-Marc Delorme
redaction(arobase)A_ENLEVERmacgeneration.com

Cet article peut être consulté à cette adresse :
http://www.macgeneration.com/unes/voir/128031/questions-autour-de-la-presence-d-arm-dans-l-ipad

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chansap2

잘 읽었습니다. 흥미롭네요. 처음 나왔을때는 그냥 ARM계열이겠거니 하고 생각했었는데, 그게 아니었군요.

niasin

해석이 잘 안되서 모르겠지만
오늘 엔가젯에서 삼성 칩과 A4 칩이 비슷하다는 기사를 올렸네요.
Apple iPad and Samsung Wave share a brain -- Engadget

marishin

통합칩의 머리 부분이 같은 거라는 기사입니다. 애플과 삼성의 공동개발인지 애플이 설계하고 삼성이 찍어내는 칩을 삼성도 쓰는 건지는 불분명합니다만.

changwookzja

A4라...
이름 한번 잘 짓네요.

remimd

이런 기사가 올라 왔네요. 저도 마냥 공동 개발인가 라고 생각하고 있었는데, 또 다른 업체가 있었네요. 애플이 숨겨둔 또 하나의 기술 회사인가요?

Daum 미디어다음 - 뉴스

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블로그: daniel2048.tistory.com

marishin

인트린시티 이야기는 새로운 게 아닙니다.^^ 새로운 건, 위의 Engadget 기사 곧 아이패드, 아이폰4와 갤럭시S의 칩이 같다는 이야기입니다. 그냥 참고용으로 적습니다.

remimd

정리를 해 본다면, 인트란시티에서 개발했고, 삼성은 투자했고 또한 제조했고, 애플은 주인이고.. 뭐 이런걸까요? 파사미는 한게.... 없는건가요??ㅋㅋ

그리고 이름 다르게 해서 출시 했고..... 결국은 같은거다... 뭐 이런거요?... 암튼 흥미롭네요.

한 7년전인가요, 삼성에서 미국에 있는 한국인 현지인들 (전, 현 삼성직원 인듯) 상대로 워크샵을 한적이 있습니다.

그때 아는분 소개로 갔었는데, 통합 칩이 앞으로 갈길이다 라고 이야기 하시더군요. 점심까지 제공 해 주면서.

그래서 지금 이렇게 출시 되는 걸 보니 매우 흥미롭네요.

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marishin

업계에 떠도는 이야기를 정리 하자면, 애초 애플이 삼성에게 칩을 개발해서 제작까지 해달라고 의뢰합니다. 요점은 arm사의 cortex 칩을 기반으로 빠르게 만들어달라는 것이구요. 이 요구를 접수한 삼성이 혼자 못하는 부분(속도 향상)을 인트린시티에게 부탁하면서 동시에 자기들이 쓸 칩까지 한꺼번에 맡깁니다.

인트린시티가 개발해서 주자 삼성은 온전한 칩(통합 칩)으로 만들어서 애플에 납품합니다. 이렇게 납품을 받은 뒤에 애플은 인트린시티를 인수합니다. 그리고는 A4라는 이름을 붙이고 “우리가 개발했다”고 발표합니다. (개발 완료한 다음이긴 하지만 인트린시티를 인수했으니 자신들이 개발했다고 해도 크게 틀린 말은 아니죠)

그리고 자신들도 비용 부담을 한 덕분에 권리가 생긴 삼성 또한 인트린시티의 칩을 이용해서 나름대로 또 다른 통합칩을 만들고 S*** 식으로 이름붙여 웨이브, 갤럭시S에 집어넣습니다.

결국 아이폰4와 갤럭시S는 똑같은 핵심 칩(쉽게 말해서 CPU)을 써서 만든 서로 다른 통합칩을 넣은 스마트폰이라는 이야기... 이게 대강 흘러다니는 내용입니다.

soohoon

P.A. Sami에서 만든거 아니였나요... ? A4는...
인수도 훨씬 전에 이루어 졌는데

gregorjamja

PA Semi 는 전혀 다른 걸 만들고 있나봐요. 삼성과 애플 관계 얘기만 듣다보니 그런 생각이 드네요. PA Semi가 혹시 애플전용
데이터 센터에 쓸 서버용 칩을 만든다던가(상상이 너무 지나친가요 ㅎㅎ)

nattyman

한가이 의아한 부분이... A4에 들어가는 ARM 의 layout이 WAVE에 들어간 ARM의 layout과 100% 동일하다는 것입니다.
즉 A4작업을 하면서 넣었던 ARM의 Hard IP(레고에서 하나의 블럭 정도로 인식하시면 됩니다.)가 그대로 재사용 되었다는 것인데, 아무리 개발비를 냈다고 해도 그건 코어에 대한 개발비이고, 클라이언트의 요청으로 작업한 결과물의 일부를 전혀 수정없이 써도 문제가 안되는 것인지 모르겠습니다.

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bpwook

삼성과 애플이 50%씩 투자해서 같은 사용권을 가졌기 때문에 사용할 수 있다 들었습니다. (카더라 통신)
다만 SoC의 상품명이 다른 것이지요. 어차피 같은 공정에서 출시한 것으로 알고 있습니다. 둘의 차이는 그래픽 가속 칩 밖에 없다고 들었습니다. (카더라 통신2)

nattyman

둘다 삼성 45nm 공정을 사용하였습니다. 둘의 차이는 그래픽 가속칩 밖에 없는 것이 아니고, ARM코어만 같은 것이고 GPU를 포함한 주변 회로는 다르다고 보시면 됩니다. 주변회로는 칩 개발 스펙에 맞춰서 바뀌는 것이기 때문에 이것마저 같을 수는 없습니다.

bpwook

그래픽 가속칩 외에 다른 IP에서도 차이가 있는 건지요?