삼성 엑시노스/2000 시리즈

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1. 개요2. 상세

2.1. 제품 목록

2.1.1. 엑시노스 2100 / S5E9840

2.1.1.1. 개요2.1.1.2. 상세2.1.1.3. 성능 분석

2.1.2. 엑시노스 2200 / S5E9925

2.1.2.1. 개요2.1.2.2. 상세2.1.2.3. 성능 분석

2.1.3. 엑시노스 2400 / S5E9945

2.1.3.1. 개요2.1.3.2. 상세2.1.3.3. 성능 분석

1. 개요

삼성전자 시스템 LSI 사업부가 2020년부터 운영하기 시작한 모바일 AP 브랜드 삼성 엑시노스의 플래그십 라인업이다.

2. 상세

2020년에 출시된 엑시노스 990을 마지막으로 네이밍 자체가 변경이 필요하게 되었고, Exynos M계열 CPU의 실패로 인해 삼성 S.LSI 내의 SARC Team이 아닌 ARM Cortex CPU 기반으로 선회하게 된 시리즈이다.[1]

기존의 엑시노스 900 시리즈의 플래그십 라인업의 후신이다.

2.1. 제품 목록

네이밍 방식은 출시연도의 마지막 두 자리 ×100 이다. 일반적으로 산 이름을 코드네임으로 사용한다.

2.1.1. 엑시노스 2100 / S5E9840


{{{#!wiki style="border: 6px solid #fff; padding:12px; margin-top:5px; margin-left:5px; margin-right:2px; margin-bottom:2px; text-align: center; letter-spacing: -.5px; margin-bottom:12px;background-color:#fff;border-radius:24px;text-align:cenetr;" 엑시노스 2100	카테고리 [[삼성 엑시노스/2000 시리즈\| 모바일 ]] 모델 Exynos 2100 멀티코어 옥타	파트 넘버 S5E9840 제조 공정 5nm CPU (Main) [[ARM Cortex-X 시리즈#s-2.1\| Single-core (Cortex®-X1) ]]

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2.1.1.1. 개요

2021년 1월 12일에 공개된 모바일 AP로, 엑시노스 990 (S5E9830)의 후속작이다. 코드네임은 올림포스(Olympus)로 전작과 달리 다시 산 이름으로 돌아왔다. 공개 연도인 2021년에 맞춰 '엑시노스 2100'로 명명되었다.

CPU는 ARM Cortex-X1을 싱글코어 구성으로 빅 클러스터를 이루고, ARM Cortex-A78를 트리플 코어 구성으로 미들 클러스터를 이루고, ARM Cortex-A55를 쿼드코어 구성으로 리틀 클러스터로 이뤄서 ARM big.LITTLE 솔루션을 적용한 DynamIQ 방식 HMP 모드 지원 옥타코어 CPU를 탑재했다.

GPU는 ARM Mali-G78을 14코어 구성으로 탑재했다. 클럭은 858 MHz이다.

NPU는 삼성전자 독자설계 아키텍쳐를 트리플코어 구성으로 탑재하였으며 클럭은 1352 MHz이다. CPU, GPU 그리고 DSP를 같이 연계해서 AI 성능을 처리하며 최대 26 TOPS의 성능을 가진다고 한다.

메모리 컨트롤러도 탑재해서 LPDDR5 SDRAM, UFS 3.1, eMMC x.x을 지원한다. 또한, 통신 모뎀 솔루션을 내장해서 다운로드 최대 속도 규격으로 xx를 지원해 최대 x Gbps의 속도를 보장한다.

제조공정은 삼성전자 파운드리 사업부의 SF5E 공정이다.[2]

특이하게도 엑시노스 2100은 ISP 옆에 Cortex-A55 쿼드코어 구성으로 별개의 클러스터가 붙어 있다. 이 별도의 클러스터에는 512 KB의 L3 캐시가 있다.

2.1.1.3. 성능 분석

[ SPEC 2006 기준 CPU 성능 및 전력효율 데이터 ]

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SPEC2006 기준 CPU 성능 및 전력효율 데이터

SPEC2006 기준으로 엑시노스 2100의 Cortex-X1은 스냅드래곤의 동일 코어와 비교시 70.4 MHz 더 높은 클럭으로 세팅되어 있으면서도 오히려 IPC는 소폭 낮고, 전력소모는 더 높다. 그러나 990이 스냅드래곤 865와 비교당하던 때, 혹은 역으로 스냅드래곤 810이 5433과 비교당할 때처럼 전력효율 격차가 2배 가까이 벌어지던 상황까지는 아니다. 미들코어인 Cortex-A78은 클럭 자체가 더 높게 세팅되어 있기 때문에 성능 또한 더 높지만, 전력효율 면에서 X1 이상의 트레이드-오프가 존재하였던 것으로 보인다. Geekbench 5 기준으로는 싱글코어 성능 1100점대, 그리고 멀티코어 성능은 최대치로는 4000점대의 점수까지 포착이 되지만, 냉동실 벤치나 혹은 상위 5% 내외의 수율의 칩이 아니라면 일반적인 사용 환경 내에서는 약 3400~3600점 내외 [3]로 측정이 되고 있다.

[ PCMark 2.0 기준 실제 UX 성능 및 전력효율 데이터 ]

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PCMark 2.0 기준 실제 UX 성능 및 전력효율 데이터

PCMark 2.0 기준으로는 엑시노스 2100의 더 높은 미들코어 성능과 빠릿해진 스케쥴러 덕분에 그동안 열세였던 UX 성능 측면에서 스냅드래곤 시리즈와 역전을 하는데 성공한다. 총점 기준으로 14000점을 찍어주는데, 그 이전 Exynos M3~M5가 각각 5천점, 9천점, 1만점 수준에서 머물던 것을 감안하면 ARM 레퍼런스 IP를 활용하면서 확실한 이득을 취한 것으로 보여진다. 물론 첫번째 사진의 표와 위의 SPEC 전력 효율 데이터에서 볼 수 있듯이, 이는 전력 효율 면에서의 트레이드-오프가 이뤄진 결과이며 당연히 배터리 사용 시간 측면에서는 열세 구도를 가지게 되었다.

[ GFXBench 기준 API별 그래픽 성능 및 전력효율 데이터 ]

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(1~4) GFXBench 기준 API별 그래픽 성능 및 전력효율 데이터(클릭시 확대), (5번째) GFX벤치 12회 연속구동 쓰로틀링 테스트, (6번째) 3DMark 테스트 결과

GFXBench 기준으로 N5 공정에서 양산된 하이실리콘의 기린 9000과 비교시에는 엑시노스 2100의 Mali-G78이 기린 9000의 G78과 비교시 저코어, 고클럭 구조를 취하였고, 공정상으로도 열세이기 때문에 전력효율 면에서 상당히 손해를 보는 상황이다. 양측 모두 5LPE에서 양산되었으며, 고클럭으로 구동이 되는 스냅드래곤 888의 Adreno와 비교시에도 Peak 성능을 유지할 때의 전성비는 서로 비슷한 수준이지만, 양측 모두 쓰로틀링이 걸려서 3W 수준으로 유지될때에는 퀄컴 Adreno와의 전성비 격차가 크게 벌어지는 것을 알 수 있다. 스냅드래곤 865와 비교시에는 처음에는 더 앞서는 성능을 보여주나, 장기적으로는 865가 더 꾸준히 성능을 유지하는 것을 볼 수 있다.

GFXBench상에서는 888과 비교시 저조한 전력효율을 보여주나, 3DMark 상에서는 Sustained Performance 비율 및 성능이 약 60~70% 대를 유지하면서 스냅드래곤 888보다 훨씬 더 나은 지속 성능을 보여준다.

Mali-G78이 G77과 비교시 큰 폭의 개선이 없이 근본적으로 같은 수의 FPU, 텍스쳐 유닛, ROP를 공유하는 동일한 Valhalla 아키텍처임을 감안하면 전력효율 문제의 해소를 위해서는 결국 현 상황에서는 다이 사이즈의 증가를 감수하여 하이실리콘 처럼 클러스터 수를 늘리는 방향밖에 없을 것이라는 결론이 나온다. 그렇지 않다면 RDNA2 기반 GPU가 나오기 전까지는 전성비 면에서 크게 밀리는 상황이 계속 반복될 것이다.

실제 게이밍 성능 면에서는 865와 비슷하다는 평이 있다. 퀄컴과의 비교시 여전히 한 세대 차이나지만, 삼성 엑시노스 9 시리즈 보다는 더 낫다는 의견이 중론. 정확하게는 GOS를 비활성화 하여 발열과 전력소모의 증가를 감수한다면, 원신 구동시 GPU가 494MHz를 유지하다가 그 이후부터 403MHz로 쓰로틀링이 걸리게 되며, S20+의 스냅드래곤 865보다 더 나은 프레임을 보여준다. 그러나 이러한 과정을 거치지 않고 GOS를 그대로 활성화 시켜두었다면, 기기 온도와 무관하게 GPU 클럭이 312MHz로 제한이 걸리게 되고, 이러한 상황에서는 당연히 저조한 게임 성능을 보여준다.

[ SPEC2006 기준 Cortex-A55 @ 1.80GHz 구동시 전력소모(클릭시 확대) ]

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SPEC2006 기준 Cortex-A55 @ 1.80 GHz 구동시 전력소모
AP 명칭 / CPU 아키텍처	생산 공정	전력(mW)	전력 대비 성능(%)
퀄컴 스냅드래곤 888 / Cortex-A55 (1.80 GHz)	Samsung SF5E	304	+1.6%
퀄컴 스냅드래곤 865 / Cortex-A55 (1.80 GHz)	TSMC N7P	309	-

삼성 5nm SF5E 공정 분석을 위하여 Anandtech에서 측정한 모바일 CPU의 SPEC 2006 전력 측정 자료를 참고하였다. 최대한 수평적인 비교를 위하여 동일한 Cortex-A55가 동일한 클럭(1.80 GHz)으로 작동할 때의 전력(Power)을 비교해 봐야 한다. 보통 Cortex-A53이나 Cortex-A55는 공정 자체의 PPA를 검증하는데 자주 사용되기 때문에 본 테스트를 통하여 공정 자체의 전력 대비 성능을 유추할 수 있다.

TSMC N7P와 삼성 SF5E는 저전력 환경에서는 동일 성능, 동일 아키텍처, 동일 클럭 하에서 비교시 SF5E가 Power 측면에서 1~2% 앞서는 수준으로 사실상 오차범위 내에서 동급이었던 것으로 판단이 된다. SF7 = N7 < SF5E = N7P < N5 라는 공식이 성립하는 것이다. TSMC의 N5 공정과 비교시에는 확실한 열세.

일부 중화권 미디어에서는 자체적인 측정치를 가지고 Cortex-A55 @ 1.80 GHz 전력 소모를 측정하여 삼성의 SF5E가 TSMC의 N7P보다도 훨씬 낮은 수준의 효율을 가진다고 호도하는 경우가 있었다. 그러나 이 또한 그대로 수용해서는 안되는게, 중화권 사이트의 측정 자료는 대부분 실측 자료가 아니라 어플리케이션으로 예측한 자료이기 때문에 전력소모 측정 면에서 정확하다고 할 수 없기 때문이다.

이와 더불어 아난드텍의 웹진은 삼성전자 Cortex-A78 vs 퀄컴 Cortex-A77 간의 비교에서 효율 격차가 35% 벌어진다는 자료를 통하여 SF5E가 고클럭 상에서는 N7P보다 효율이 낮을 수 있다고 하였으나, 이는 여러가지의 오류를 내포하고 있다.

일단 첫 번째로 동일 아키텍처가 아니기 때문에 수직적인 비교는 어렵다. 미디어텍의 Dimensity의 예를 보면 동일 클럭상에서 N6 공정으로 양산이 된 Cortex-A78 CPU가 N7 공정으로 양산된 Cortex-A77과 비교시 동일한 전성비를 보여주는데, N6이 N7의 하프노드 개선 공정이라는 점을 감안하면, 실제 A78의 효율은 A77보다도 낮다는 것을 알 수 있다. 순수한 공정간의 비교가 이뤄져야 하는데 한쪽에 아키텍처적으로 디스어드밴티지를 주고 비교하는 것은 어폐가 존재한다. 두 번째로 같은 A78/X1 IP에 + SF5E 공정으로 양산되는 퀄컴 스냅드래곤이 동일한 조건의 삼성의 A78/X1에 비해 더 높은 효율을 내어 준다는 점이다. 따라서 퀄컴 Cortex-A78 vs 퀄컴 Cortex-A77로 비교하면 효율 격차가 위에서 언급한 35%가 아닌 15~20% 내외로 좁혀진다. 삼성보다 퀄컴이 Cortex-A 시리즈 IP를 더 효율적으로 설계하는 상황인 셈이다. 그런데 공정간의 비교에 있어서 서로 다른 설계사의 CPU를 비교하면서 한쪽에만 디스어드밴티지를 주어서 일부러 격차가 큰 것 처럼 부풀리는 것은 확실히 과장된 서술이다. 공정간의 비교를 위해서는 최대한 동일한 조건을 맞추고 외부 요인을 배제하여 비교하여야 한다.

결론
엑시노스 2100은 엑시노스 M 시리즈 CPU 코어를 사용했을 때처럼 타사 AP와의 격차가 심각하게 벌어지지는 않았다. 이 때문에 엑시노스 2100이라는 AP 자체가 하나의 변곡점이 될 수 있다는 평이 있지만, 그럼에도 불구하고 AP 자체로만 놓고 봤을때는 그동안의 홍보에 비해서 상당히 실망스럽다는 평이 대다수인 상황이다. 일단 설계 측면에서는 ARM Cortex-A78과 Cortex-X1 자체가 공언했던 것만큼의 성능을 내주지 못하였던 점도 있었으나,[4] 삼성이 ARM 레퍼런스 아키텍처를 활용하는 능력도 예전 Cortex-A57을 세미 커스텀 하던 때 처럼의 폼을 보여주지 못하는 상황이다. 이 때문에 SARC 내의 CPU 커스텀 팀을 해체한 것이 성급한 판단이었다는 지적도 존재한다.[5] 그리고 공정 면에서도 PPA중에 Performance, Power 측면에서 SF5E는 아무리 긍정적으로 가정하여도 결국 N5에는 못미치는 N7P과 동일한 수준이며, Area 측면에서도 1.3배 가량 부족한 밀도 때문에 TSMC제 AP처럼 트랜지스터 수를 획기적으로 늘릴 수 없고, 이 또한 설계 상의 제약으로 존재하는 상황이다. 격차를 줄이는 데는 성공하였으나, 22년에 예정된 RDNA GPU같은 획기적인 게임 체인저가 아니라면 결국 판을 뒤집을 수 없는 상황이라는 것이 중론. 거기다가 사실상 엑시노스의 미래 이미지가 크게 좌우될 수 있는 AP임에도 불구하고 캐시를 절반으로 쳐내는 등의 원가절감 행보나 보이고 있으니 여론은 좋지 않다.[6] 애플의 A14과는 아예 비교 자체가 민망한 상황. 그나마 유일하게 좋은 평가를 내려줄 수 있는 부분이 있다면 NPU가 되겠다. 지금은 뒤쳐졌을지언정 어쨌거나 세대를 거듭하며 가시적인 NPU 성능 향상이 이루어지고 있고, 경쟁사들의 차이가 지속적으로 좁혀지고 있기 때문이다.

2.1.2. 엑시노스 2200 / S5E9925


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2.1.2.1. 개요

2022년 1월 18일 공개된 모바일 AP로, 엑시노스 2100 (S5E9840)의 후속작이다. 코드네임은 파미르(Pamir)이다.

2.1.2.2. 상세

CPU는 빅 클러스터 Cortex-X2 1코어, 미들 클러스터 Cortex-A710 3코어, 리틀 클러스터 Cortex-A510 4코어로 구성되어서, 엑시노스 최초의 Armv9-A SoC가 되었다.

GPU는 AMD와 공동개발한 RDNA 2 아키텍처 기반 GPU ' 엑스클립스(Xclipse)'가 탑재되었다. 1306 MHz의 클럭을 가지고 있다. 수치로 된 구체적인 성능은 공식적으로는 공개되지 않았다.[7] 스마트폰 최초로 하드웨어 기반 레이 트레이싱이 가능하다고 밝혀졌다.[8] VRAM은 통합 메모리에서 최대 4GB를 할당한다.

NPU는 삼성전자 독자설계 아키텍쳐를 듀얼코어 구성으로 탑재하였다. 전작 대비 연산 성능이 2배 향상되었다고 하며, 엑시노스 2200부터 NPU에서 8비트 정수 연산(INT8)을 공식적으로 지원한다.

생산 공정은 삼성전자 파운드리 사업부의 SF4E 공정이다.[9] Techinsights에서 다이샷을 찍어서 분석한 결과 퀄컴 스냅드래곤 8 Gen 1을 양산하는데 활용된 4LPX[10] 공정은 SF7/SF5E와 동일한 CPP와 M2P(54/36nm) 그리고 동일한 SRAM 면적을 가진다는 것이 확인되었다. 그러나 삼성 엑시노스 2200을 양산하는데 활용된 SF4E 공정은 실측 결과 CPP가 53nm로 줄었고, 셀 폭이 216nm에서 198nm로 줄었는데 5nm부터 SDB가 적용되었음을 감안하면 M2P는 36nm에서 33nm로 줄어든 새로운 공정이다.

공개된 티저 영상에서 게이밍, 특히 게임 그래픽 기술력을 강조한 것을 확인할 수 있다.

2.1.2.3. 성능 분석

CPU의 아키텍처와 구성은 동세대의 Snapdragon 8 Gen 1과 완전히 동일한 구성을 가졌으나, 빅코어의 클럭이 192.2 MHz 낮게 잡혀있고, 대신 미들/리틀코어의 구성은 소폭 높게 잡혀있다. 개별 개체간의 편차가 크긴 하나, 대체적으로 8 Gen 1 대비 싱글스레드 성능은 5 ~ 7% 가량 밀리고, 반대로 멀티스레드 성능은 5 ~ 10% 가량 앞서는 모양세를 보여주고 있다.

GPU는 기본적으로 S22U의 3DMark Wildlife Extreme 기준으로 최초 실행 시 2100점대의 점수, Stress Test에서는 50% 후반대의 성능유지력을 보여준다. 8 Gen 1 S22U에서 최대성능의 경우 2500-2600점대, 성능유지력은 40%대 후반이 나오는 것을 감안하면 동일 환경 하에서 최대성능은 크게 밀리고, 지속성능은 비슷하거나 소폭 앞선다고 볼 수 있다. # 다만 이는 Vulkan API 기준이며, OpenGL은 여전히 지속성능도 밀린다.

엑시노스 2100이 추후 드라이버 업데이트로 Wildlife, Wildlife Extreme기준 15%가량의 성능폭 향상을 얻어 2000점 내외의 점수를 내는 것을 감안하면 Vulkan기준 최대성능은 2100과 큰 차이가 없는 셈. 다만 전성비가 올라 전력소모가 더 줄어든 것으로 보아 향상이 있긴 하였으나 모종의 이유로 인해 2100때처럼 높은 전력제한을 설정하지 않아 최대성능만 줄어든 것으로 볼 수 있다. 실제 절대다수의 응용프로그램에서 사용되는 OpenGL에서 역시 성능향상이 있기도 하다. 즉, 3DMark에서의 최대성능 정체는 표면적인 현상일 뿐이고, 실질적으로 2100보다는 많이 올라갔다 할 수 있다.

제조 측면에서는 삼성파운드리 SF4E의 수율이 상당히 저조한 상황에서, 연산유닛 개수를 늘리는 것이나 양품의 기준을 높게 잡아 필요한 만큼의 클럭을 달성하는 선택지 모두 현실적 어려움이 있었을 것으로 예상된다.[11] 비슷한 아키텍처를 사용했음에도 불구하고 경쟁제품 대비 상당히 낮은 CPU빅코어의 클럭이나 GPU의 낮은 최대성능은 최대성능 하락을 어느정도 감수하고서라도 다이사이즈를 최대한 억제하여 단가와 수율을 최대한 잡아보려는 방향성이 반영된 결과일 것이다.

결과적으로 CPU에서는 여전히 동급의 성능을 보여주고 있으나, GPU의 경우 처음 시도하는 데스크탑 아키텍처의 이식과 떨어지는 설계능력,[12] 제조상의 난제 등 악재가 겹쳐 상당히 실망스러운 모습을 보여주고 있다. 현재 AMD의 모바일 GPU는 이제 첫 걸음마를 뗀 만큼 성능은 세대를 거치며 개선될 가능성이 높지만, AMD의 GPU 아키텍처 설계능력은 아직까지 경쟁사들에 비해 떨어지는 것으로 평가되고 있고, 퀄컴의 Adreno 역시 전성비와 최대성능 모두 빠르게 발전중이기 때문에 차후 세대에서 과연 판을 뒤집을 수 있을지는 지켜봐야 한다.

엑시노스 2200과 스냅드래곤 8 Gen 2의 레이 트레이싱(Ray tracing) 퍼포먼스 벤치마크에서는 의외로 스냅드래곤 8 Gen 2와 비교했을 때 대체로 우위를 점하는 결과가 나왔다. 대상 기기는 엑시노스 2200은 갤럭시 S22 Ultra, 스냅드래곤 8 Gen 2는 레드매직 8 Pro(...)[13]이다. FPS 테스트에서 엑시노스 2200은 최저 16.4, 평균 21.6, 최대 30.3FPS를 기록했으며, 스냅드래곤 8 Gen 2는 최저 13.3, 평균 17.6, 최대 42.0FPS를 기록했다. 스트레스 테스트에서는 18회차부터 스로틀링이 걸리면서 막판에 성능이 하락해 20회차에서 10FPS에 머물러 14FPS를 기록한 스냅드래곤에 비해 지속성능에서 다소 열위를 보였으나, 17회차까지 스냅드래곤을 이기는 퍼포먼스를 보였다. #

이후 갤럭시 S23 FE에 탑재된 엑시노스 2200은 제조 공정은 SF4E (과거 이름 4LPE) 그대로이지만, 공정 수율향상[14] 및 방열설계 보강에 힘입어 긱벤치6 기준 4000점대 초반에 WildLife Extreme Stress Test 기준 70%대의 유지력을[15] 보여주는 등 상당히 향상된 성능을 보여주고 있다. 전성비도 크게 개선되었는데, S22와 비교했을 때 연산력은 거의 동일하면서 소비전력이 4.4W에서 3.3W로 감소하여 25%에 가까운 전성비 향상을 보여주고 있다.
====# ~~엑시노스 2300 / S5E9935~~ (미공개) #====

<colbgcolor=#034ea2><rowcolor=#FFF> 파트넘버	S5E9935
CPU	1 × ARM Cortex-X3 3.07 GHz 4 × ARM Cortex-A715 2.65 GHz 4 × ARM Cortex-A510 2.10 GHz
CPU	{{{#363A3D,#DDDDDD {{{#!wiki style="margin: -0px -0px" {{{#!folding [ 캐시 구성 정보 ]	X3 : xx KB L1 명령 캐시 + xx KB L1 데이터 캐시 / 1 MB L2 캐시 A715 : xx KB L1 명령 캐시 + xx KB L1 데이터 캐시 / xxx KB L2 캐시 A510 : xx KB L1 명령 캐시 + xx KB L1 데이터 캐시 / xxx KB L2 캐시 x MB L3 공유 캐시	}}}}}}}}}
GPU	Samsung 엑스클립스 930 4WGP 8CU 1,402 MHz[커널]
GPU	{{{#363A3D,#DDDDDD {{{#!wiki style="margin: -0px -0px" {{{#!folding [ 기술 제원 정보 ]	mRDNA2 커스텀 아키텍처 (S-GPU M1)[커널] / SP:TU:ROP = 512:32:24, (GP, PU, RA, RZ) = (1, 1, 8, 1)	}}}}}}}}}
NPU	자체 디자인 NPU 아키텍처
명령어셋	ARMv9-A
메모리	16-Bit 쿼드채널 LPDDR5X 4266 MHz 메모리 대역폭 : 68.26 GB/s
메모리	시스템 캐시 메모리 : x MB
생산 공정	삼성 파운드리 SF4 다이 사이즈 : xx mm²
내장 모뎀	Samsung Exynos Modem 5300
주요 사용 기기	없음(4nm 수율 및 성능 검증 모델)

11월 초 블루투스 인증이 확인된 플래그십 대상 AP. 코드네임은 쿼드라(Quadra)로, 캐나다 앨버타-브리티시컬럼비아 경계에 있는 4쌍봉우리 산인 '쿼드라 산'(Quadra Mountain; 해발고도 3,173m)에서 따 왔다.

2023년 1월 기준, S23 시리즈가 모든 라인업에 동일한 스냅드래곤을 탑재함에 따라 엑시노스 2300은 4nm 공정의 수율과 성능을 검증하는 인증모델(EVT; Engineering Validation Test)로 남았으며, 엑시노스 2300의 대부분의 구성은 Google Tensor G3가 계승 및 수정을 거칠 것으로 추정된다.

=====# 출시 전 루머 #=====

코어 구성은 1+4+4로 도합 9 코어 구성이다. 기존의 8코어가 아니라 9코어 구성인 까닭은 이것이 Arm 측에서 권고하는 구성 중 하나이며, 기존의 8코어 구성 때보다 성능이 더 향상되기 때문이다.
CPU 성능은 스냅드래곤 8 Gen 2와 비교했을 때 대등한 수준이었다고 하나, GPU 성능은 전 세대인 엑시노스 2200에 비해 WGP 수가 하나 더 증가한 수준에 그쳐서, 만약 GPU 클럭 값이 2.0 GHz 이상 나오지 않았다면 스냅드래곤에 비해 밀렸을 것이라 한다.
존재는 확인이 되었지만, 많은 팁스터들의 의견들을 바탕으로 한 컨센서스는 개발은 끝냈으나 양산은 하지 않을 것이라는 의견이 지배적이다.
2022년 11월 29일에 S23 시리즈의 노멀 버전의 마지막 열쇠인 한국 내수모델이 유출된 긱벤치에서 스냅드래곤으로 밝혀짐에 따라 엑시노스 2300의 가능성은 크게 줄어들었다. 다만 AMD와의 GPU 공동개발 계약이 얽혀 있어서[18] 삼성이 섣불리 계약을 위반하기에는 리스크가 따른다. 거기에다가 AP 도입 평균가격이 무려 80%나 오른 상황에서 # 자체 개발 칩인 엑시노스의 생산가격 경쟁력을 무시하기에는 어렵다.[19]
루머에 따르면 삼성전자는 엑시노스 2300에 X-Cube 즉 3차원 적층 기술 적용을 시도했지만, 이 적층 기술을 SF4 공정으로 양산할 각이 도저히 보이지를 않아 결국 엑시노스 2300의 양산 자체를 취소한 것으로 보인다.
제조 공정은 삼성 파운드리 4nm FinFET (EUV)로 추정된다.[20]

=====# 성능 분석 #=====

2023년 3월 12일, 갤럭시 A14 5G 및 갤럭시 S22에서 추출한 커널 정보를 바탕으로 한 스펙이 드디어 공개되었다. # GPU의 코드네임은 '바이킹'(Viking)이다. 커널 파일로 확인된 GPU의 최대 클럭은 1,402 MHz인데, 램 대역폭 향상, 클럭 소폭 증가 및 WGP 수 1개 증가로 엑스클립스 920 대비 예상 성능 향상은 최대 50%로 보인다. 그러나 Adreno 740 대비 표준형 기준 약 25% 정도 FP32 성능이 밀리며, Steam Deck에 탑재된 mRDNA2 기반 GPU와 비슷한 성능으로 계산된다.

2023년 5월 18일 ~ 25일 사이에 Geekbench CPU 머신러닝 벤치마크 결과가 올라왔다. 탑재 모델은 SM-S919O로, 테스트 기기로 추정된다. 점수대는 최저 456, 최대 510으로, 최대수치가 대략 620 전후인 스냅드래곤 8 Gen 2 대비 약 82% 수준으로 나와 있지만, 자세히 보면 테스트 기기들의 클럭 구성이 빅코어 2.60 GHz, 미들코어 2.59 GHz, 리틀코어 1.82 GHz로 유출되었던 클럭보다 다소 낮게 책정되어 있다. 만약 원래 목표 클럭대로 구동되었다면 8 Gen 2와 유사한 수준의 성능까지 올라왔을 것으로 예상된다.

GPU 드라이버는 엑시노스 2200 시기에는 AMD의 RDNA 2 기반 드라이버 및 ANGLE 레이어를 바탕으로 Vulkan 1.1.179까지 지원한 것과 달리, 엑시노스 2300의 경우 삼성이 RDNA 2 기반 커스텀 아키텍처 및 ANGLE 레이어를 바탕으로 자체 개발한 Vulkan 1.3.231까지 지원하는 드라이버를 사용한다.

2.1.3. 엑시노스 2400 / S5E9945


{{{#!wiki style="border: 6px solid #fff; padding:12px; margin-top:5px; margin-left:5px; margin-right:2px; margin-bottom:2px; text-align: center; letter-spacing: -.5px; margin-bottom:12px;background-color:#fff;border-radius:24px;text-align:cenetr;" 엑시노스 2400	카테고리 [[삼성 엑시노스/2000 시리즈\| 모바일 ]] 모델 Exynos 2400 멀티코어 데카	파트 넘버 S5E9945 제조 공정 4nm CPU (Main) [[ARM Cortex-X 시리즈#s-3.3\| Single-core (Cortex®-X4) ]]

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2.1.3.1. 개요

삼성전자가 2023년 10월 5일 미국 태평양시간 오전 10시에 삼성 LSI 테크데이 2023에서 공개한 플래그십 AP. 코드네임은 루트(Root)[21]이다.

2.1.3.2. 상세

삼성전자 측은 CPU 성능은 엑시노스 2200 대비 70%(1.7배) 향상, AI 연산 성능은 14.7배 향상되었으며, GPU는 RDNA 3 기반 커스텀 아키텍처를 사용한다고 밝혔다.

제조공정은 삼성 파운드리 SF4P 이며,[22] 삼성 엑시노스 시리즈 사상 처음으로 FOWLP-PoP 패키징을 적용한다.

CPU는 엑시노스 사상 처음으로 데카코어 구성을 들고 나왔다. ARM Cortex-X4를 3.21 GHz 싱글코어로 빅 클러스터를 이루고, ARM Cortex-A720는 고클럭으로는 2.90 GHz 듀얼코어, 저클럭으로는 2.59 GHz 트리플코어 구성으로 미들 클러스터를 이루고, ARM Cortex-A520으로 1.96 GHz 쿼드코어 구성하여 리틀 클러스터를 이루며 ARM big.LITTLE 솔루션을 적용한 DynamIQ 방식 HMP 모드 지원 데카코어 CPU를 탑재한다. 데카코어 CPU는 미디어텍 Helio X 시리즈 이후 8년만에 나오는 것이다.

GPU는 헥사코어(6WGP 12CU)의 RDNA3 기반 커스텀 아키텍처를 적용한 엑스클립스 940을 1,095 MHz 클럭으로 탑재한다. 하드웨어 기반 레이 트레이싱과 더불어 가변 레이트 셰이딩, 즉시 모드 렌더링 및 FSR을 지원한다.

NPU는 2개의 GNPU와 2개의 SNPU를 탑재한 4코어 구성의 17K MAC 유닛 및 DSP로 구성된 AI 엔진을 채용했다. 특히 갤럭시 S24 시리즈부터 생성형 인공지능인 삼성 가우스가 탑재되어서 주요 기능으로 밀고 있으므로, 인공지능 성능 역시 중요해졌다.

내장 모뎀은 삼성 엑시노스 모뎀 5400이다.
=====# 출시 전 루머 #=====

원래 삼성전자 MX사업부는 엑시노스 2400의 채택을 탐탁치않게 봤으나, 갤럭시 S23 시리즈에서 스냅드래곤 단일화를 하면서 AP 도입가격 폭등으로 인해 감당해야 할 리스크가 너무 커졌다. 결국 MX사업부는 엑시노스 2400의 양산을 승인하기에 이른다. 이에 따르면 2023년 11월부터 양산에 들어갈 것이라는 예측이 있으며, 특별한 변수가 없는 한 갤럭시 S24 시리즈(S24, S24+, S24 Ultra)의 한국 내수 모델은 엑시노스 2400을 쓸 가능성이 높다고 한다. # #
다이 사이즈가 엑시노스 2200 대비 약 30% 가량 증가할 수 있다고 한다. 엑시노스 2200의 다이 사이즈가 99.9mm²이므로, 2400의 다이 사이즈는 약 130mm²로 보인다. 실제로 이러할 경우, 다이 사이즈가 Apple M1보다 좀 더 클 것이다.[23]
제조 공정은 삼성 파운드리 4nm FinFET SF4P (EUV)로 추정된다. 루머에 따르면 자체적으로 SF4P 공정을 TSMC N4P와 동급 또는 그 이상으로 보고 있다고 하며, 실제로 SF4 (구 4LPP)로 제조된 Google Tensor G3의 Mali-G715 GPU가 TSMC N4P로 생산된 미디어텍 Dimensity 9200의 Mali-G715 GPU와 거의 동일한 전성비를 보이고 있다.
아난드텍 포럼에서 나오는 재인용 기반 추측으로는 엑시노스 2400의 코어 구성은 Cortex-X4 1코어 + Cortex-A720 2코어 + Cortex-A720 3코어 + Cortex-A520 4코어 라고 한다. # 중국의 IT 팁스터 IceUniverse는 이에 대해 'reliable leak'으로 보았다.[24]
NPU의 연산 성능은 8비트 정수 연산(INT8) 기준 44 TOPs 정도로 예상된다. 이는 스냅드래곤 X Elite[25]에 탑재되는 DSP의 성능에 근접하는 것이다. # 다만, NPU의 개발 정도에 따라 좀 더 성능이 올라갈 가능성도 있다.[26]
란즈크에 의하면 삼성 파운드리의 4nm 공정이 슬슬 정상궤도에 오르고 있으며, 엑시노스 2400 또한 나름 절치부심 "화려한 비상"을 할 조건도 갖춰지고 있다고 한다. #
GPU는 코드네임 '마젤란'(Magellan) 및 S-GPU M2이다. mRDNA2 기반 커스텀 아키텍처이며 6WGP 12CU 구성으로, 기성 제품 중 하나인 Radeon 680M과 비교할 수 있다. 스냅드래곤 8 Gen 3의 GPU와 경쟁하려면 오리지널 mRDNA2 환산 1.6~1.8 GHz 정도의 클럭이 필요할 것으로 예상된다. #[27]
2023년 3월 26일, 팁스터 '흡혈귀왕'에 따르면 엑시노스 2400의 스펙은 다음과 같다고 한다. #

CPU : ARM Cortex-X4 MP1 3.1 GHz + ARM Cortex-A720 MP2 2.9 GHz + ARM Cortex-A720 MP3 2.6 GHz + ARM Cortex-A520 MP4 1.8 GHz
GPU : mRDNA2 GPU , 6WGP 12CU , SP:TU:ROP = 768:48:32
NPU : 44 TOPs 이상
메모리 : 8.5Gbps LPDDR5X (메모리 대역폭 68.26 GB/s)[28]
제조공정 : 삼성 파운드리 4nm FinFET SF4P (EUV)

2023년 5월 8일, MappleGold에 따르면 삼성전자 측에서 시행하고 있는 작업이 있는데, 빅코어 클럭을 조금 올릴 수도 있으며 그렇다면 빅코어 클럭은 널리 알려져 있는 3.1GHz에서 약간 더 상승한 3.2~3.4 GHz 사이가 될 수도 있다고 내다봤다. #
엑시노스 2400에 탑재될 이미지 시그널 프로세서(ISP)는 최대 3억 2,000만 화소까지 지원할 것으로 예상된다.
2023년 8월 10일, 엑시노스 2400의 빅코어의 클럭이 3.2 GHz로 소폭 상승했다고 밝혔다. #

2.1.3.3. 성능 분석

퀄컴 스냅드래곤 vs 삼성 엑시노스 참고.

표준형 스냅드래곤 8 Gen 3 대비 벤치마크상 성능은 크게 뒤지지 않으나, 전성비나 실사용 성능에서는 여전히 한 세대급 차이가 난다.

CPU IPC는 동세대 스냅드래곤과 동등한 수준으로 올라왔으나, 전성비는 공정에 발목이 잡혀있는 모양새로, SF4P는 N4P대비 개선된 SF4E 공정이 TSMC N4 공정과 비교했을 때 보이는 세대차 정도 즉 약 한 세대급의 차이를 보인다.

GPU의 경우 굉장히 일신된 모습을 보여주고 있는데, 전성비 측면에서 스냅드래곤을 턱밑까지 따라잡았으며, 레이트레이싱 한정으로는 아예 1세대 이상 앞선 모습을 보여준다.

네트워크 측면에서는 Wi-Fi 7을 지원하지 않는 것으로 보이며, 이에 대해서는 혹평을 들었다.

[1] 그래서 ARM 측의 공식 홈페이지에서도 삼성이 2100을 기점으로 Cortex-X 의 주요 고객이 되었다고 공개되었다. [2] 구명칭 5LPE [3] 단, 링크 내에서는 표본이 3대 뿐이라는 점을 감안하자. [4] ARM 사의 홍보 자료에서 공통적으로 Cortex-A77대비 IPC 30% 향상을 언급하였으나, 이는 결국 지켜지지 않았다. [5] 하지만 Exynos M5의 상태를 보면 남겨두었다고 큰 도움이 되었을지는 미지수이다. Exynos M5의 최대성능은 Cortex-A78대비 더 떨어지면서도 전력소모량은 풀로드 기준으로 100%나 더 높았다. 물론 만들어진 아키텍처를 커스텀 하는것과 아예 독자적으로 개발하는 것은 난이도에서 차원이 다르긴 하나, 이를 감안해도 전성비 면에서 2년 이상을 답보하며 경쟁 아키텍처와 2배 이상의 차이가 벌어지도록 허용한 것은 그야말로 절망적인 역량이다. [6] 물론 기술적인 관점에서는 경쟁AP대비 불과 절반의 캐시를 가지고도 성능을 비슷하게 맞춘 것 자체는 상당히 고무적이긴 하다. [7] 공개된 이후로 비공식 벤치마크 테스트들이 등장하기는 했다. [8] 아직 모바일에서 RT를 쓰는 작업이나 게임이 없어서 이를 체감하는것은 거의 불가능하나 만약 PC에 쓰인 그것과 같은 RDNA2의 RT구조일 경우 6CU만으로는 게임에서 쓰긴 힘든 수준일 가능성이 높다.8CU수준인 스팀덱으로 테스트한결과 480p정도의 해상도에서도 겨우겨우 돌아가므로 6cu수준인 엑시노스 2200은 그냥 실사용이 불가능한 수준이)라 보면된다. 스팀덱으로 테스트한 경우 [9] 구명칭 4LPE [10] =SF5 [11] 양품의 기준을 상당히 낮게 잡았음에도 출시당시 수율이 30% 미만이었던 것으로 알려져 있다. [12] AMD는 2009년에 퀄컴에 모바일 그래픽 사업부를 매각하였고, 그 후로는 회사 자체가 존폐의 기로에 서며 Zen 아키텍처에 모든 자원을 투구하여 그래픽 분야의 R&D가 상당히 무너졌었기 때문에, 삼성과 최초 협업을 시작할 당시 모바일 그래픽 분야에서의 경험이나 입지는 백지 그 자체나 다름없는 상태였다. [13] 다음 세대의 AP, 쿨러 내장이라는 조건을 갖춘 오직 게임만을 위한 스마트폰 [14] 이게 주된 이유로 추측된다. [15] S23 울트라에 탑재된 8 Gen 2와 동급의 유지력 [커널] 2023년 3월 12일, 갤럭시 A14 5G에서 추출한 커널 파일 및, 갤럭시 S22에서 추출한 커널 파일에서 추가된 내용을 바탕으로 한다. [커널] [18] 삼성이 mRDNA 아키텍쳐 GPU가 탑재된 기기를 매년 일정량 이상 판매해야 한다는 조건이 계약에 명시되어 있는 것으로 알려져 있다. [19] 삼성파운드리의 제조단가는 TSMC 대비 20~30% 저렴한 것으로 알려져 있다. [20] 구명칭 4LPP, 현명칭 SF4, 루머에 따르면 SF4 공정의 수율은 60%대로 짐작되며, 내부에서 목표로 한 성능을 달성한 것으로 보인다. [21] 미국-캐나다 국경에 있는 루트 산(Mount Root; 해발 3,928m) [22] 구명칭 4LPP+ [23] 이로 미루어보아 수율과 단가를 일정 수준 희생하는 대신, 피크 성능과 전성비(전력 대 성능비)를 확보하는 방식으로 짐작된다. 참고로 가장 큰 사이즈의 엑시노스 AP는 9시리즈의 9820(8LPP) 이다. 갤럭시 S10 시리즈에서 사용되었던 AP로서 다이 사이즈는 127mm²이다. [24] 이것은 미디어텍 Helio X 시리즈 이후 명맥이 끊긴 데카코어 AP가 근 8~9년만에 다시 등장하는 것이다. 또한 엑시노스 AP 시리즈에서 처음으로 쿼드 클러스터를 채택하는 AP가 된다. [25] Windows on ARM을 타깃으로 하는 PC 대상 AP. [26] 삼성은 과거 부동소수점 연산과 달리 정수 연산, 특히 카메라 후처리에 주로 이루어지는 INT8 연산에서 스냅드래곤의 DSP에 비해 성능이 후달려 비판을 많이 받았는데, 엑시노스 2400에서 INT8 연산 성능이 대폭 개선될지 귀추가 주목된다. [27] 굳이 오리지널 mRDNA2 환산 클럭이라 말하는 까닭은, 삼성전자가 엑시노스 2300부터 RDNA2 기반의 커스텀 GPU로 설계를 하기 때문이다. 거기에다가 커스텀 아키텍처이므로 오리지널 RDNA2와 비교했을 때 IPC 등이 다를 수 있고, 커스텀 정도에 따라 RTL(레지스터 전달 레벨) 설계 또한 다를 수도 있으므로, 정확한 클럭 예상은 매우 어렵다. [28] 이 값은 16-Bit 쿼드채널 LPDDR5X 4266 MHz에 대응한다.

삼성 엑시노스/2000 시리즈

1. 개요

2. 상세

2.1. 제품 목록

2.1.1. 엑시노스 2100 / S5E9840

2.1.1.1. 개요

2.1.1.2. 상세

2.1.1.3. 성능 분석

2.1.2. 엑시노스 2200 / S5E9925

2.1.2.1. 개요

2.1.2.2. 상세

2.1.2.3. 성능 분석

2.1.3. 엑시노스 2400 / S5E9945

2.1.3.1. 개요

2.1.3.2. 상세

2.1.3.3. 성능 분석

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