스냅드래곤 X 엘리트의 오라이온 PC로 내비친 '퀄컴의 자신감' 해부하기

퀄컴과 퀄컴의 스냅드래곤 칩이 공식적으로 PC 내부에 복귀했다. 퀄컴은 오늘 스냅드래곤 X 엘리트(Snapdragon X Elite)를 정식 출시했다. 스냅드래곤 X 제품군의 오라이온(Oryon) CPU를 활용하고 AMD와 인텔의 가장 인기 있는 13세대 코어 칩 성능의 무려 2배를 약속하는 스냅드래곤 X 제품군의 플래그십 플랫폼이다.

어딘지 들어 본 듯하다면 그도 그럴 것이 퀄컴은 앞선 스냅드래곤 8시리즈 칩에서도 같은 내용을 약속한 바 있다. 그 때는 제대로 구현되지 않았지만, 2021년 칩 설계회사 누비아(Nuvia) 인수 이후 다시 한번 시도에 나섰다. 퀄컴은 약속이 이행되면 Arm 칩 성능에 힘입어 2024년 중반에 출시되는 Arm 기반 윈도우 PC가 다시 한번 전통적인 X86 PC와 경쟁할 수 있으리라 기대하고 있다.

그리고 퀄컴은 이를 입증할 큰 수치를 언급하고 있다. 퀄컴 최고 경영자 크리스티아노 아몬은 오늘 퀄컴은 퀄컴이 “커넥티드 프로세스” 기업으로 변모하고 있다고 말했다. 예전에도 언급한 바 있는 주제다.
 

프로세스와 AI로 PC 강화

그러나, 퀄컴이 확실히 선두주자에 속하는 트렌드가 하나 있다면 바로 AI다. 퀄컴은 카메라 스마트폰 모드에서 더 복잡한 오디오 및 비디오 필터링에 이르는 지능적 처리를 제공해 왔고, 향후 생성형 AI나 기타 기술이 PC에 도입된다고 가정할 때 유리한 위치에 있다.

아몬은 “우리는 모든 곳에서 AI를 살펴본다”라고 말했다. AI는 클라우드에서 작동하거나 클라우드 AI와 로컬 처리가 결합된 하이브리드 AI로서 작동할 수 있다.
그러나 퀄컴이 전반적인 PC 처리 분야에서 AMD와 인텔에 뒤처지지 않을지 여부가 더 중요한 문제다. 퀄컴은 이번 주 마우이에서 열리는 스냅드래곤 서밋(Snapdragon Summit) 행사에서 AMD와 인텔에 뒤지지 않을 수 있다는 것을 기자들과 애널리스트들을 설득하는 데 상당한 시간과 노력을 들일 예정이며, 스냅드래곤 X 엘리트의 아키텍처와 성능에 대해 상세하게 설명할 준비를 마쳤다.

퀄컴 제품 마케팅 고위 책임자 피터 번스에 따르면, 퀄컴은 “윈도우 PC에 일대 혁명을 일으킬 고급 SOC”로 “PC 경험을 현대화”할 임무를 수행 중이다.

번스는 “PC 생태계를 위해 다시 태어난 성능이다. X 엘리트는 동급 가운데 가장 강력하고 지능적이며 효율적인 윈도우용 프로세서”라고 덧붙였다.

퀄컴은 이번주 기술 서밋 행사에서 스마트폰용 스냅드래곤 8 3세대 프로세서도 공개한다. 
 

퀄컴 오라이언 CPU 소개 : 스냅드래곤 X 엘리트의 핵심

아몬은 “스스로의 기대치를 넘어섰다고 밝혀야 할 것 같다. (X 엘리트는) 두말 할 것 없이 모바일 컴퓨팅의 새로운 선두주자”라고 말했다.

스냅드래곤 X 엘리트에 대한 관심은 퀄컴의 오라이온 CPU에 집중될 것으로 예상되는데, 그럴 만한 이유가 있다. 퀄컴은 원래 2022년에 샘플을 제공하고 2023년에 PC를 출고할 예정이었으나 그후 일정을 일년 미뤄 오라이온을 2023년에 출고하겠다고 밝혔다. 그 말은 (이제 스냅드래곤 X 엘리트 플랫폼 브랜드를 사용하는) 오라이온 PC가 2023년 출시되는 상황에도 여전히 사실일 가능성이 있다.

먼저, 인텔의 메테오 레이크는 인텔 4 공정 노드에서 제조되는 반면 퀄컴의 스냅드래곤 X 엘리트는 4nm 공정 노드에서 제조된다. (두 공정 기술은 직접 비교하기 어렵지만 대부분의 목적에 충분히 가깝다.)
 

오라이온은 삼중 클러스터 설계다. 역사적으로 고급, 성능, 효율성 등 3가지 종류의 코어가 각각 작업에 따라 각자의 역할을 맡는 것을 의미했다. 그런데 퀄컴과 퀄컴의 X86 경쟁사는 전략을 맞바꾼 것처럼 보인다. 인텔이 성능 코어와 효율성 코어를 채택하는 가운데 퀄컴은 AMD의 길을 선택했다. 스냅드래곤 X 엘리트 내부에는 12개의 코어가 있으며 모두 3.8GHz에서 실행된다. 대부분의 시간에는 그렇다. 필요 시 12개 코어 중 한 두 개는 4.3GHz까지 높일 수 있다. 이는 PC에서 흔해진 터보 부스트 전략이다.

임원진에 따르면, 64비트 오라이온 CPU는 총 42MB의 캐시, 130GBps 메모리 대역폭으로 LPDDR5x 메모리 8개 채널(총 64GB)에 접근할 수 있는 메모리 컨트롤러와 함께 구성되고 칩릿 디자인이 아닌 단일 금형이 될 예정이다.

퀄컴은 새로운 아드레노 GPU에 대해 4.6 테라플롭이 가능하다는 것 외에는 말을 아끼고 있다. 이 GPU는 내장 디스플레이를 최대 4K 해상도와 120Hz에서 HDR 10 기능으로 작동하나, 번스는 탑재된 디스플레이포트 1.4를 통해 듀얼 5K 디스플레이 또는 3대의 UHD/4K 디스플레이까지 구동할 수 있다고 밝혔다. 이 칩은 PC 그래픽의 주요 요소인 업그레이드 가능한 소프트웨어 드라이버를 제공하는 퀄컴 최초의 데스크톱 칩이기도 하다.

아드레노 엔진은 또한 H.264, HEVC, AV1에서 4K60으로 인코딩 할 수 있고 디코딩은 H.264, HEVC, AV1은 물론 VP9에서 4K120으로 가능하다.

또한, 스냅드래곤 X 엘리트 플랫폼은 독립형 10Gbps 스냅드래곤 X65 모뎀을 통한 5G 기능, 와이파이 7, 퀄컴의 무손실 오디오 기술, AMD에서도 채택한 보안 기술(단, 인텔은 미채택)인 마이크로소프트 플루톤(Microsoft Pluton)이 적용되어 출고될 예정이다. 비록 퀄컴 측은 이용 가능한 레인 개수를 밝히지 않았지만 PCIe 4세대를 사용한 NVMe SSD 접근이 가능할 전망이다. 또한, 3개의 USB4 연결 단자가 제공되는데 2개는 10Gbps USB-C 연결 단자다.
 

퀄컴 “성능이 모든 것”

그러나 핵심이 될 것은 “스냅드래곤 X 엘리트는 경쟁사의 가장 널리 채택된 10코어 및 12코어 노트북 CPU 대비 최대 2배의 성능을 발휘한다. 배터리 지속 시간을 믿기 힘든 수준으로 늘리기 위해 최소 3분의 1의 전력만으로도 최고 성능이 가능하다”라는 번스의 발언이다. 
번스는 전력 비교 대상이 “14코어 노트북 경쟁 선두주자”임을 명확히 했으며 스냅드래곤 X 엘리트가 가장 가까운 암 기반 경쟁자보다 좋은 최고 멀티쓰레드 성능을 발휘할 것이라고도 말했다. 이 부분에서 퀄컴은 스냅드래곤 X 엘리트가 애플의 M2 맥스를 단일 쓰레드 성능에서 앞설 것이고 최고 성능에는 30% 적은 전력으로 필적할 것이라고 주장하는 것이다.
 

그런데 퀄컴이 말하는 것은 어떤 칩인가? 한 퀄컴 관계자가 명확히 해 준 바에 따르면 퀄컴은 자사 칩을 13세대 코어 칩 랩터 레이크와 비교하고 있다.

구체적으로 퀄컴은 스냅드래곤 X 엘리트에 내장된 오라이온 CPU가 인텔의 코어 i7-1355U보다 최대 두 배 빠르다고 주장하며, 인텔의 12코어 칩인 코어 i7-1360P도 끌어들이고 있다. 퀄컴이 스냅드래곤 X 엘리트와 비교하는 14코어 코어 칩은 바로 코어 i7-13800H다.
 

퀄컴의 슬라이드마다 아주 작게 적힌 글자를 읽어보면 퀄컴이 긱벤치 6.1의 멀티쓰레드 버전을 비교 대상으로 사용하고 있음을 알 수 있다. 퀄컴은 또한 오라이온이 단일 쓰레드 성능에서도 코어 i9-13980HX의 최고 성능 시 소비 전력보다 70% 적은 전력으로 코어 i9-13980HX를 능가할 것이라고 주장하고 있다.

퀄컴은 또한 통합 아드레노 GPU가 “경쟁 제품보다 최대 2배 더 빠른 GPU 성능”을 발휘하거나 경쟁 제품의 성능에 4분의 1의 전력으로 필적할 것으로 믿고 있다.

그런데 이 점은 중요하다. 주지하다시피, 퀄컴 PC의 장점은 연결성과 배터리 지속시간인 반면 성능과 애플리케이션 호환성은 단점이었다. 일례로, 2019년에 퀄컴 측은 컴퓨텍스 행사에서 기자들에게 PC마크 10개 앱 벤치마크를 근거로 스냅드래곤 8cx 칩 성능이 8세대 “카비 레이크 R” 코어 칩을 능가할 것 이라고 말했지만, 삼성 갤럭시 북 S 칩의 PCWorld 벤치마크를 통해 카비 레이크 R 칩인 코어 i5-8250U의 성능이 퀄컴이 직접 선택한 벤치마크를 기준으로 스냅드래곤 8cx를 50% 이상 앞선 것으로 드러났다. 이는 퀄컴이 주장을 뒷받침하는 설득력 있는 수치를 제시해야 한다는 의미다.
 

현재 퀄컴은 스냅드래곤 X 엘리트 플랫폼 하나만 공개하고 있다. 그러나 번스는 다양한 칩이 나올 예정임을 시사하는 듯했다.

번스는 “이 하나의 칩을 가지고 다양한 열 디자인 범위로 확장할 수 있다. 따라서 퀄컴의 OEM 협력업체에는 큰 도움이 된다. 매우 다양한 폼팩터의 노트북 제작 공정이 단순화되기 때이다…투인원 노트북, 초경량 노트북, 화면이 큰 노트북에 이르기까지 보다 현대적이면서도 전력 성능은 최고 수준인 제품이 가능하다”라고 말했다. 
퀄컴 엔지니어링 담당 SVP 제라드 윌리엄스는 향후 오라이온 CPU는 앞으로 등장할 여러 CPU 세대의 전력과 성능을 개선할 것이라고 말했다.
 

스냅드래곤 X 엘리트 레퍼런스 설계 3가지

스냅드래곤 기술 서밋에서 퀄컴은 레노버(Lenovo)로부터 상용 PC 및 소비자 PC에 오라이온을 내장하겠다는 약정을 받아냈다. HP와 마이크로소프트도 해당 플랫폼을 지지하기 위해 각각 무대에 등장했다. 세 업체 모두 예전에 퀄컴 스냅드래곤 칩을 사용한 적이 있다.
 

이들 중 스냅드래곤 X 엘리트 노트북을 제작할 업체가 있을지 여부는 미지수인 가운데 퀄컴은 이번 행사에서 무명의 레퍼런스 설계 3가지를 과시했다.
 

AI 도입까지 대비하기

그러나, AI는 퀄컴의 경쟁업체에게 중요한 만큼 퀄컴에게 난제로 남아 있다. 14세대 모바일 메테오 레이크 칩을 위한 NPU에 투자한 바 있는 인텔은 로컬 AI를 위한 확실한 후보 앱이 스테이블 디퓨젼의 AI 미술 이외에는 없으며 로컬 AI 소프트웨어 개발에 시동을 걸기 위한 노력의 일환으로 AI 가속화 프로그램을 출범시켰다.

인텔처럼 퀄컴도 PC 상의 AI는 빠른 속도, 개인화, 개인정보보호가 필요하다고 주장하고 있다.

2023년, 퀄컴과 메타는 메타의 라마 AI 엔진을 스냅드래곤 칩에 실행하기로 합의했다. 라마(클라우드 기반 버전의 라마를 여기에서 시험 사용 가능)는 바드나 빙챗 같은 AI 챗봇이다. 라마의 파라미터 130억개를 스냅드래곤 X 엘리트 위에 실행하거나 퀄컴이 파라미터 70억개인 더 작은 모델을 스냅드래곤 X 엘리트 PC에서 초당 30 토큰으로 실행할 수 있다. 오픈AI에 따르면, 사실상 AI는 단어와 단어의 관계를 분석한 후 응답을 생성하므로, 초당 30 토큰은 초당 약 1~2개의 문장이다. 핵심은 그 모든 것이 사용자의 PC에서 처리되며 사용자가 본인의 질문이나 신원을 클라우드에 공개할 필요가 없다는 점이다.

퀄컴이 언급하는 한 가지 수치는 수조 단위의 초당 연산 횟수(TOPS)로 표현하는 자사 헥사곤 NPU 또는 AI 엔진의 상대적인 성능이다. 인텔이 넌지시 언급했으나 절대 명시하지는 않은 수치다. (최근에 인텔 EVP 겸 클라이언트 컴퓨팅 그룹 총괄 담당자 미셸 존스톤은 “개발자들의 설계 대상이 될 수 있는 TOPS를 엄청나게 많이 제공할 예정”이라고 말했다.)
 

퀄컴은 확실한 주장을 펼치고 있다. 번스는 스냅드래곤 X 엘리트가 오늘날 PC 노트북 경쟁자에 비해 4.5배 이상 높은 45 TOPS를 생성한다고 말했다. 이 결과의 부분적인 요인은 개선된 전력 제공 시스템과 2배의 공유 메모리, 그리고 실행 속도가 2.5배 빨라진 텐서 가속기다. (스냅드래곤 X 엘리트는) 퀄컴이 자체 센싱 허브(Sensing Hub)라고 지칭하는 것과 연동될 예정이다. 센싱 허브란 존재 감지 같은 것을 위해 항상 켜져 있고 작동하게 될 센서 어레이를 말한다.

연산, XR, 모바일 담당 총괄 겸 SPV 알렉스 카토우지안은 NPU, GPU, 그리고 CPU를 조합하면 TOPS 성능이 75 TOPS로 급등한다고 말했다.

퀄컴은 AI 부문에서 마이크로소프트, 메타, 구글, HP 등의 업체와 협력 중이라고 밝혔다. 스냅드래곤에서 실행 가능한 모델에는 오픈AI의 위스퍼(Whisper), 바이두의 어니(Ernie) 3.5E를 비롯한 다수가 있다.

“PC에서 AI로 무엇을 해야 하는가”라는 문제는 여전히 남아 있다. 현재 좋은 해답은 없으며 스냅드래곤 기술 서밋 행사가 진행되는 과정에서 퀄컴이 해답을 제시해 주기를 기대한다.
 

스냅드래곤 심리스(Snapdragon Seamless)

인텔 유니슨(Intel Unison)은 저리 가라 할 정도로, 퀄컴 역시 스마트폰, 노트북, 워치는 물론 조만간 자동차와 AR 장치도 커넥티드 기술 프레임워크를 보유하고 있다. 스냅드래곤 심리스라고 하는 이 기술은 여러 장치의 상호연동은 물론, 물론 주변장치가 한 플랫폼에서 다른 플랫폼으로 이동할 수 있도록 설계되었다. 퀄컴 제품 마케팅 고위 책임자 시스코 쳉에 따르면, 각 장치는 배터리 잔량, 와이파이 강도 등의 상태를 다른 장치에 알려준다.

쳉은 퀄컴이 보통은 인텔 유니슨이나 윈도우 앱인 사용자 휴대폰 앱과 관련된 기능은 물론 새로운 기능도 과시할 예정이라고 밝혔다. 예를 들면, 여러 대의 장치 간에 마우스 포인터를 이동하거나(엄밀히 말하면 이 기능은 삼성 플로우(Samsung Flow)로 삼성이 이미 시연한 바 있음) 심지어는 여러 대의 장치에 걸쳐 앱을 확장할 수 있다. 또한, 스마트폰을 웹에 연결하여 XR 장치로 이미지를 투사할 수 있으며, 이어버드가 사용자를 따라 한 장치에서 다른 장치로 전환되기도 한다.
 

쳉은 퀄컴이 다중 장치 생태계 통합을 위해 마이크로소프트, 구글, 에이수스, 레노버, 오포(Oppo), 아너(Honor)와 협력 중이라고 밝혔다. (쳉은 중국 모바일 장치 제조업체와의 협력관계가 먼저고 레노버와의 협력관계는 나중에 수립될 것으로 예상된다고 덧붙였다, 단, 심리스는 퀄컴의 “최신 플랫폼”이 필요한데 아마도 스냅드래곤 X 엘리트와 스냅드래곤 8 3세대 모바일 프로세서일 것으로 전망된다.

쳉은 “시중에 이미 존재하는 솔루션을 대체하는 것이 아님을 다시 한번 말하고 싶다. 그 대신 여러 장치 간의 간극을 잇는 데 도움을 주기 위해 막후에서 노력 중이다”라고 말했다.

사실 퀄컴은 PC에서 증명해야 할 것이 많다. 과연 퀄컴이 세간의 높은 기대는 물론 스스로의 기대에 부응할 수 있을지가 이제 곧 드러날 것이다.
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