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애플 아이패드의 CPU는 Apple A4?
2010/01/28 16:26
어제 애플의 아이패드 발표 이후로 전세계의 언론들과 블로그들이 아이패드 이야기로 가득하다.
아이패드에 대하여 실망한 사람들도 많고 역시 스티브잡스다라며 그를 칭송하는 사람들도 많다.
아이패드가 성공할지 실패할지는 3월 이후에 아이패드가 출시된 후에야 어느 정도 윤곽이 잡힐테니 그때에 판단해도 늦이 않을듯 싶다.

많은 블로그 글들과 기사에서 아이패드에 대한 사진이나 스펙 그리고 기능들은 상세히 다루어졌기 때문에 더 이야기 할 필요도 없지만 스티브잡스의 연설 중 그가 언급한 애플 A4 CPU는 무엇일까 궁금해 하는 이들이 있지 않을까 하는 생각에 아이패드 CPU에 대해 이야기 하고자 한다.

스티브잡스는 아이패드의 성능을 이야기 하면서 1GHz의 Apple A4를 CPU로 언급했지만 A4는 엄밀히 따지면 CPU가 아니다. 그 이유는 Apple의 A4는 CPU 하나만 들어 있는게 아니라 GPU외 여러가지 칩셋들이 포함한 SOC (System-on-a-Chip)이기 때문이다. 소문에 의하면 애플이 2008년 4월에 인수한 PA Semi가 만든 커스텀 칩이라고 하지만 오늘 기사를 보니 애플의 A4는 ARM Cortex-A9 MPCore 칩셋을 기반으로 만들어 졌다고 한다. 이는 nVidia의 테그라 칩셋이나 퀄컴의 스냅드래곤과 같은 ARM 칩셋을 사용한 것이다. 이러한 칩셋 기반에 ARM Mali 50 시리즈의 GPU와 메모리 컨트롤러, 비디오 인코더/디코더, 오디오 컨트롤러 등과 같은 칩들이 장착된 SOC인 것이다. 이렇게 만들어진 Apple의 A4는 PA Semi가 전혀 관여하지 않았다고 한다.
(A4의 A의 약자는 애플을 의미한다고 한다. ^^ 그렇다면 4는? 4개의 멀티 코어을 의미하는듯 ^^)
아이폰 3GS에서는 ARM Cortex-A8 기반의 칩셋을 사용했고 아이패드는 ARM Cortex-A9 MPCore 기반의 칩셋을 사용하여 아이폰보다 더 저전력을 이용하면서 더 고성능을 낼 수 있게 디자인 했다.
참고로 Cortext-A8은 2,0 DMIPS/HMz이고 Cortex-A9 MPCore는 코어 하나당 2.5 DMIPS/MHz이다. 아이폰이 1MHz당 200만개의 명령어를 처리한다면 아이패드는 1MHz당 250만개의 명령어를 처리하고 이는 코어 하나당의 수치이다. 4개의 코어가 있다면 동시에 처리할 수 있는 명령어의 숫자는 4배가 되는건가?
또한 아이폰의 클럭수는 600MHz이니 2.0 X 600=1200 MIPS가 되는거고 아이패드는 1GHz이니 1000X2.5=2500 MIPS가 되는건가?
(이렇게 계산하는게 맞는지 모르겠네요. ^^)
아이패드 A4 칩셋에 포함한 GPU에 대해서는 ARM의 Mali 50 시리즈라고 이야기 하지만 아직까지 명확하지 않은것이 어떤 기사는 아이폰처럼 PowerVR SGX를 사용했다고 말하기도 한다.
 
아이패드의 시연 동영상을 보면 아이폰 처럼 빠르고 끊김이 없다. 화면은 더 키지고 해상도는 더 높아졌지만 반응속도 만큼은 더 느려지지 않은것처럼 보인다. (아이패드를 만져본 많은 전문가들도 움직임이 자연스럽고 끊김이 없다고 이야기 하는걸 보면 맞는듯..^^)
애플이 아이패드를 출시하면서 아이폰과 같이 끊김이 없는 자연스런 움직임을 위해 고성능의 CPU를 선택하고 GPU와 다른 컨트롤러 칩셋들을 포함해 최적화를 시킨듯 하다. 또한 많은 욕을 먹으면서 까지 멀티 태스킹을 지원하지 않고 플래시를 막아놓은걸 보면 애플 제품은 빠르다라는것을 인식 시켜 주려고 하나 보다. ^^

또 하나~!!
아이패드는 A4 클럭수는 1GHz이지만 1.3GHz까지 높일 수 있다. 하지만 1.3GHz로 오버 클럭킹을 할 경우 발열이 심해 지기 때문에 1GHz로 클럭수를 고정했다.


모바일 전문가님들께서 ARM Cortex-A9 MPCore에 대한 장점과 특징을 더 알려 주면 좋겠다는 생각을 해봅니다. ^^ ARM의 Mali 50시리즈 (55인가요?)의 특징이나 장점도 함께 말이죠. ^^
2010/01/28 16:26 2010/01/28 16:26

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  1. Story 2. 아이폰의 CPU는 느린 것이다? Mad About English 2010/01/29 11:42 Delete
  2. 위시리스트, 애플 아이패드 j's life memo 2010/01/30 20:28 Delete
  1. GoodLife
    2010/01/28 17:13
    삼성에서 제작했다는 소문이 있다는 글을 읽었습니다. 동영상 보고서 딜레이가 없어서 깜짝 놀랬습니다. 하나 가지고 싶기는 한데, 이북으로는 아마존의 킨들에 미치지 못해서 조금 말성이고 있습니다.
    • Eun
      2010/01/28 20:37
      그런가요?
      삼성에서 제작했다는 소리는 아직 못들었습니다. ^^
      킨들이 이북 리더기로는 좋지만 $300불이라느 가격에 이북 기능만 있는 기기를 구입하기 보다 여러 기능을 한꺼번에 즐길 수 있는게 좋지 않을까요?
      물론 독서를 좋아하시는 분들에게는 이북 전용 리더기가 더 좋을 수 있겠네요. ^^
    • Blueriver
      2010/01/29 03:13
      왠지 뭐만 나왔다 하면 삼성인 듯 해서 조금 그렇다는 생각도 들더군요. 보니까 실제 사실보다는 좀 예상이 많이 섞인 것 같던데 말이죠.

      그리고 사실 이북에는 전용 이북 리더가 더 좋습니다. 원래 LCD 에서 책 보는 것 보다 눈의 피로도 줄이고 배터리 수명도 늘리자는 이유에서 전자잉크가 개발된 거니까요. 따지자면 애플은 거꾸로 가면서 LCD 라 컬러니까 더 좋다고 하는 셈입니다 =_=a

      제가 이전에는 책을 좀 많이 봤는데, LCD 로 책을 한두시간 읽으면 눈이 꽤 피곤합니다.
    • Eun
      2010/01/29 08:14
      어제 한국 기사중 하나에는 애플이 제작한 칩이라고 설명하던데 잘못된 정보인가요? 애플 공식 싸이트에도 Apple A4라고 설명한것 보면 ARM의 설계도(?)를 가지고 애플에서 자체 제작했다고 해야 하는게 맞는게 아닌가 생각이 듭니다 ^^

      솔직이 저는 책은 그냥 책이 좋습니다. 이북 리더기가 편할지 모르겠지만 책장을 넘기며 읽은후 손때 묻은 책을 책장에 진열에 놓는게 좋더라구요.
      이시대에 마지막으로 아날로그가 살아야 한다면 저는 책을 선택하고 싶습니다. ^^
  2. wildfree
    2010/01/28 18:03
    넷북으로도 충분히 만족하고 있는데, 또 하나의 비싼 장난감을 사기엔 아직은 부담이 가는군요.
    • Eun
      2010/01/28 20:39
      저도 넷북이 하나 있기는 한데 나오면 지르고 싶은 마음을 자제시킬 수 있을지 모르겠습니다. ^^
      주위에서 들고 다니는 사람으 본다던지 애플 매장에서 만져보다 보면 제 손에는 크래딧 카드가 들려 있을듯 싶네요. ^^
  3. 개멍멍이
    2010/01/28 23:19
    전자공학을 공부하는 개멍멍입니다. 님 블로그를 구독하고 있구요 ㅋㅋ 하드웨어에 지대한 관심이 많으신 것같아서 링크를 하나 추천합니다.

    http://infocenter.arm.com/help/index.jsp?topic=/com.arm.doc.ddi0407e/index.html

    ARM회사에서 reference를 제공하는 ARM 인포센터입니다. 해당 링크는 MultiCore IP에 대해 기술하고 있구요.

    http://infocenter.arm.com/help/index.jsp?topic=/com.arm.doc.ddi0407e/CACCBEEG.html

    대략적인 코어 내부 흐름도라고 해야하나. 그런것을 기술했습니다.

    ARM에 대해 공부를 하시다보면 ARM 코어 보단, "AMBA" Bus system에 중점이 갈 것입니다. 저도 SoC 설계에 대한 기술서 및 교육을 받으면서 느낀 것이거든요.


    Cortex A9 구성 요소중에 NEON 부분을 자세히 읽어보세염. 멀티미디어 IP 가 강화된 Core라 보시면 됩니다.

    http://infocenter.arm.com/help/topic/com.arm.doc.ddi0409e/index.html
  4. 개멍멍이
    2010/01/28 23:26
    한가지 더 추가하자면 ARM이라는 회사는 반도체를 만드는 회사가 아니라 "설계"만 하는 회사입니다. 전문용어로 팹리스, Fabless라고 합니다. RISC 중심으로 저전력 설계만 전문으로 하다보니까 모바일 프로세서 분야에서 독보적인 1위하게 되었습니다.

    Core 만 전문적으로 Hard IP를 로열티 받고 파는데, ARM 설계에서 중요한 건 AMBA 버스 설계입니다. 이걸이용해서 SoC를 설계할 수 있습니다. AMBA에 대해 자세히 알고 싶으시면

    http://infocenter.arm.com/help/index.jsp?topic=/com.arm.doc.set.amba/index.html

    참고하세요 ^^
    • Eun
      2010/01/29 00:27
      좋은 정보와 지식에 감사드립니다. ^^
      시간 날때 천천히 읽어 봐야 겠어요.
      결국 애플은 ARM의 설계도를 가지고 자체 SoC를 만든건가요?
      아이폰은 ARM의 설계 기반을 가지고 만든 삼성의 SoC를 사용했는데 말이죠.
      시연동영상을 보니 화면도 커지고 해상도도 높아졌는데 여전히 물흐르듯 움직이는것에 대해 깜짝 놀랐습니다. 애플의 기술인지 ARM의 노하우 때문인지 몰라도 꽤 성능이 좋은 칩셋을 사용한듯 보이는데요. ^^
  5. 개멍멍이
    2010/01/29 11:38
    ARM 설계도...라기 보다는 흠.. 제가 다시 설명해드릴께요.

    전자공학에서 칩을 설계할 때, 예전에는 일일히 손으로 논리게이트를 그렸지만, 최근에 와서는 VHDL, verilog HDL, systemC 라고 불리는 하드웨어설계언어가 있습니다. Hardware Description Language 라는 겁니다. 줄여서 HDL 이라고 하죠. 이 HDL을 가지고 논리게이트로 구성하는 하드웨어, 즉 우리가 말하는 Processor를 설계할 수 있습니다. 이러한 HDL 코드로 구성을 포함한 하드웨어 설계 자료를 전자공학용어로 IP(http://en.wikipedia.org/wiki/Semiconductor_intellectual_property_core) 라고 합니다.

    그러면 ARM이라는 회사는 Core 설계만 전문적으로 합니다. Core를 설계한 IP만 팔아먹는 회사입니다. 그런데 Core만 가지고는 원하는 기능을 구현할 수 없습니다 그래서 ARM은 AMBA bus라는 독자적인 기술을 가지고 ARMcore와 주변기능의 communication을 구현할 수 있게 한것입니다.

    다시 정리하면

    삼성이나 애플같은 회사는 절대로 Core IP를 수정할 수 없습니다. (단순히 가져다 쓸수 있는 IP를 가지고 hard IP라고 합니다.) 대신 AMBA bus 를 이용해서 캐쉬를 늘리거나, 속도를 빠르게 하기위한 갖가지 기술(TCM이라는 내부 장치가 있습니다) IP를 추가하거나 멀티미디어 IP (대표적으로 NEON 기술) 를 가져다 붙이는 거죠.

    바로! 이게 System on Chip 입니다.

    Die(다이, 그러니까 칩) 하나에 자기가 원하는 기능을 마음껏 추가할 수 있습니다. 물론 Core는 ARM에서만 제공되어진 것만 사용합니다. 주인장님 께서 포스트에 사진을 올려두셨는데요. ARM에서는 저것만 제공합니다. 삼성이나 애플같은 회사는 어디를 손댈 수 있냐면 Advanced Bus Interface Unit 만 손댈 수 있습니다. (바로 이게 AMBA bus 부분입니다.)

    좀더 알고 싶으시면 전자공학을 전공하면서 필기한것을 업로드하는데요

    http://www.openbind.com/106 문서중 http://www.openbind.com/attachment/cfile23.uf@18327E144ADB70B4218AEE.pdf 를 읽어보세요.

    쉽게 설명했는지 모르겠습니다. ㅠㅠ 말주변이 없어서...
    • Eun
      2010/01/29 13:04
      친절한 설명에 감사 드립니다.
      저같이 모바일 하드웨어쪽에 초보인 사람들을 위해 이해 하기 쉬운 포스팅 하나 해주시면 좋겠네요. ^^
      지금 써주신 댓글들만으로도 많은 분들이 쉽게 이해할 수 있겠지만요. ^^

      예전에 포트란77인가하고 어샘블리인가 하는 언어가 하드웨어 언어가 아닌가요? 아직도 이런 언어가 사용되는지는 모르겠지만요. ^^
      HDL 코드 구성을 포함한 설계 자료를 IP라 하는군요.
      외국 모바일 기사들을 읽다 보면 IP라는 이니셜이 나오는데 네트워크 쪽에서만 일하다 보니 Internet Protocol외에는 생각나는게 없더군요. ^^

      좋은 정보에 많은 지식 얻어 갑니다.
      고맙습니다. ^^
  6. 개멍멍이
    2010/01/29 11:40
    apple의 A4 칩도 마찬가지입니다. core 는 Cortex A9 IP를 가져다 쓴겁니다. 그런데 아직 정보가 없으니 core Bus 주변기능이 무엇이 있는지 모른다는 거죠 ㅠㅠ
  7. sdf
    2010/01/29 20:21
    컴퓨터는...백수들의 장난감 혹은 백수가되고싶게 만드는 장난감 이라고 말한다면... 에플에서 나오는 것들은 일하는 사람들의 장난감...이라고 평하고 싶습니다
    • Eun
      2010/01/30 12:15
      장남감으로 할 수 있는일이 무지 많은듯 합니다. 그리고 앞으로 더 많아지겠죠. 애플 기기의 가장 큰 장점이라 할 수 있는 앱이나 컨텐츠를 통하여 무한히 즐길 수 있다는게 이 장남감을 사고 싶은 이유겠죠? ^^
  8. j.kim
    2010/01/30 20:27
    MALI5x 로는 저 성능 절대 낼 수 없습니다. ARM사의 GPU IP가 도입되었다면, MALI400 정도 되어야 저정도 나옵니다. 트랙백 남기고 갑니다.
    • Eun
      2010/01/30 21:46
      그런가요? ^^
      그렇다면 PowerVR SGX를 사용했을 확률이 크겠네요.
      애플에서 명확하게 어떠한 칩셋을 사용했는지 알려주면 좋겠네요. ^^
      좋은 정보 감사드립니다. ^^
    • j.kim
      2010/01/30 23:57
      둘 중 무엇인지 아는 것은 우리 같은 기술자들이나 소비자들에겐 큰 의미가 없을 것 같습니다. 다만, 그 기술을 제공한 회사의 주식가격이 좀 올라가고, 다른 반도체 회사에서도 많이 쓰려고 할 뿐이겠지요.

      PowerVR이든, Mali든 칩셋은 아닙니다. 그냥 IP(설계자산)이지요. SoC (Systems on a chip)라는 말이 그런 겁니다. CPU, GPU, FPU, Peripheral... 이런 기능을 하는 IP들을 잘 엮어서 하나의 칩에 넣어 놨다는 얘기지요. 그래서 과거의 시스템이 수십개의 칩이 필요했다면, 지금은 여러개의 시스템이 통합된 하나의 칩과 아직 그 하나의 칩에 통합되지 못한 기능을 하는 몇개의 주변 칩으로 시스템이 구성됩니다.

      (너무 기술적인 얘기인 것 같네요. 이런 기술적인 내용을 더 알고 싶으시다면 저한테 연락 한번 주세요. 연락처는 블로그 프로필에 있습니다.)
  9. 아이패드유저
    2010/04/21 14:14
    A4는 ARM cortex-A8코어기반 SoC AP에요 A9아닙니다
    그리고 생산은 삼성에서 한게 맞습니다. 파운드리업체처럼
    삼성이 생산한게 apple A4입니다. 인텔 제외하면 모바일AP를 삼성만큼 잘만드는 곳도 없지요.
    • Eun
      2010/04/21 15:37
      아이패드가 이벤트를 통해 알려질때만 해도 ARM Cortex-A9 코어기반이라고 알려졌는데 최근에는 A9이 아닌 아이폰 3GS와 같은 A8 기반이라고 이야기 하는걸 들었습니다.
      이번 아이패드 칩셋도 삼성에서 만들었다면 애플이 2년전에 인수한 PA Semi는 도대체 무얼하고 있나요? 애플에서 정확히 칩셋에 대해 공개해 줬으면 하네요.
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