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애플 AP 일람

최근 수정 시각:

1. 개요2. 특징3. 생산기업4. 제품 목록
4.1. A 시리즈 목록
4.1.1. A44.1.2. A5
4.1.2.1. A5X
4.1.3. A6
4.1.3.1. A6X
4.1.4. A74.1.5. A8
4.1.5.1. A8X
4.1.6. A9
4.1.6.1. A9X
4.1.7. A10 Fusion
4.1.7.1. A10X Fusion
4.2. S 시리즈 목록
4.2.1. S1
4.2.1.1. S1P
4.2.2. S2

1. 개요[편집]

애플에서 설계한 SoC(System on Chip) 및 SiP(System in Package)를 통합 서술하는 항목.

ARM Holdings에서 개발한 마이크로아키텍처의 라이센스를 취득해 ARM Cortex-A 시리즈 소속 CPU 아키텍처를 사용하거나, 명령어셋 라이센스를 취득해 자체적인 ARM 호환 CPU 아키텍처를 설계해 사용하고 있다. GPU는 이매지네이션 테크놀러지 PowerVR 그래픽의 GPU IP 라이센스를 취득해 사용한다.

2. 특징[편집]

기존의 모바일 AP와는 다르게, 애플 A 시리즈의 경우에는 iPhone 또는 iPad를 발표하는 키노트에서 공개되는 정보 이외에는 어떤 정보도 주어지지 않는다, 이는 애플이 모바일 AP 시장에 진출한 목적 자체가 타 업체들과는 조금 다르기 때문이다.

애플은 오로지 자사의 제품에만 사용할 목적으로 독자 아키텍처까지 개발하는 특수한 기업이다. 사실상 소수 기종을 많은 양을 팔아치우는 애플만이 가능한 재주로, 삼성전자와 같은 제품 다변화를 통해 수요 창출에 나서는 다른 기업과의 차이에서 생기는 특수성 때문이다. 다른 모바일 AP 제조사의 경우에는, 일단 모바일 시장을 주력으로 하는 것은 애플과 같지만, ARM CPU 아키텍처의 장점인 저전력을 무기로 차량용 AP, 몇몇 게임기용 AP, 스마트 워치용 AP, 심지어는 저전력 서버용 AP까지 수요를 확대하려는 노력을 하고 있다.

또한, GPU 다이 사이즈가 유독 타 AP 대비 크고 아름다운사이즈를 자랑하고 있다. 이는 애플이 모바일 AP를 오로지 자사 기기에 탑재할 목적으로 개발하여 규격에 대한 부담이 상대적으로 적고, 동시에 소프트웨어 관리 능력도 관련 업체 중 상위급이기에 가능한 것으로, 모바일 AP에서 CPU 아키텍처가 차지하는 부분을 최소화하고 이를 GPU의 다이 시이즈에 할당하고 있다. 큰 크기 답게 성능도 덩치 값을 해주고 있으며 이를 증명하듯 벤치마크 프로그램 상 그래픽 성능으로는 모바일 AP 중에서는 OS의 차이가 있어 오픈소스 진영에 비하여 유리하기는 하지만, 사실상 ARM 계열 끝판왕이라는 동 시기의 NVIDIA Tegra GPU와 동급의, 모바일 중에서는 최상급의 성능을 보여주고 있다.

다만, 애플이 자체적으로 보유한 통신 모뎀 솔루션이 아예 존재하지 않기 때문에 이동통신 네트워크를 모바일 AP에서 지원하는 원칩 AP는 존재하지 않는다.[1] iPhone이나 iPad 등 통신 모뎀 솔루션이 필요할 기기에는 인텔이나 퀄컴에서 공급받아 사용한다. 퀄컴의 정책상 주로 인텔에서 공급받아 사용할 때가 많다.

3. 생산기업[편집]

애플은 자체적인 반도체 생산 라인이 존재하지 않는 팹 리스 업체이기 때문에 자체 생산이 불가능하므로 파운더리 생산사에 위탁 생산을 맡긴다. 전통적으로 애플 A 시리즈가 iPhone 4에 탑재되기 이전에 모바일 AP를 공급해준 삼성전자 시스템 LSI 사업부가 생산을 해왔고 애플 A 시리즈의 설계에도 관여한 부분이 있는 것으로 알려졌다.[2]

문제는, 삼성전자 무선 사업부가 애플만큼, 오픈소스 진영에서는 애플 이상으로 시장에서 영향력이 큰 스마트폰 제조사가 되면서 마음 놓고 위탁할 수 없게 되어버린 애플은 보안 등의 이유로 이른바 '탈 삼성 전략'을 추진하기 시작했다. 하지만, 모바일 AP의 경우에는 가장 최신 공정에서 그것도 엄청난 물량을 요구하는 애플의 주문을 받을 회사가 그리 마땅치 않았기에 '탈 삼성 전략'이 최고조에 올랐던 iPhone 5s도 모바일 AP인 Apple A7은 삼성전자 시스템 LSI 사업부에서 생산되었다.[3]

하지만, 모바일 AP 부분도 TSMC에 지속적으로 투자하는 등 '탈 삼성 전략'을 지속적으로 준비했고, 삼성전자 시스템 LSI 사업부의 내부 사정까지 겹쳐서 Apple A8은 TSMC의 20nm SoC 공정에서 생산되었다. [4] 이러한 이유로 앞으로도 애플삼성전자 시스템 LSI 사업부와 TSMC의 최신 공정 상황에 따라 파운더리 생산사를 계속 변경할 것으로 보인다.[5] 그러나 동 시기에 애플 A 시리즈의 생산공정은 거의 항상 삼성전자 생산분이 더 미세하였으므로 애플 모바일 제품 사용자들 사이에서 두 생산분 사이에 성능 격차가 존재하는지에 대한 의문을 품는 것은 물론이고, 결국에는 TSMC 생산분보다 삼성전자 생산분을 더 선호하게 되는 사태가 발생하기도 하였다. 그러나 이 둘의 성능은 공정에 크게 좌우되지 않고, 사실상 동급으로 판단되어 요즈음에는 이러한 것들이 크게 줄어든 상황이다.

4. 제품 목록[편집]

크게 모바일 AP라 부를 수 있는 애플 A 시리즈와 애플 워치에 탑재되는 웨어러블 타겟 SiP인 애플 S 시리즈로 나뉘어진다.

4.1. A 시리즈 목록[편집]

파트넘버의 경우, S5L- 구성의 파트넘버는 삼성전자 시스템 LSI 사업부 측 파트넘버이며 APL- 구성의 파트넘버는 애플 측 파트넘버이다. TSMC는 별도의 파트넘버는 존재하지 않는다.

4.1.1. A4[편집]

파트넘버

S5L8930-APL0398

CPU

ARM Cortex-A8 MP1

800 MHz

1 GHz

CPU 캐시

32 KB + 32 KB L1 캐시, 512 KB L2 캐시

GPU

IT PowerVR SGX535 -- MHz

메모리

32-bit 듀얼채널 LPDDR -- MHz

생산 공정

삼성 S.LSI 45nm

다이 사이즈

53.3 mm²

주요
사용 기기

아이폰 4, 아이팟 터치 4세대

아이패드/1세대, 애플 TV 2세대


애플 A 시리즈의 첫 번째 모바일 AP이다. 애플은 이전까지 삼성전자 시스템 LSI 사업부의 모바일 AP를 그대로 납품 받았다.

삼성 엑시노스 3110의 전신인 삼성전자 허밍버드와 코어 구성이 거의 같다. 당시 삼성전자ARM Cortex-A8 CPU의 클럭을 1 GHz를 넘기기 위해서 여러 가지로 노력하고 있었는데, 애플이 데려온 인트린시티와 함께 코어 커스텀을 하고 삼성전자의 도미노 로직을 사용해 ARM 측의 반대에도 불구하고 세계 최초로 1 GHz의 클럭을 돌파했다.

다만, 전력 문제로 iPhone 4에는 800 MHz, 어느 정도 배터리의 여유가 있는 iPad/1세대에는 1 GHz로 클럭이 조정되어 들어간다.

삼성 엑시노스 3110과 차이가 있다면 GPU가 이매지네이션 테크놀러지 PowerVR SGX540에서 PowerVR SGX535로 다운그레이드되어 있다는 점 정도가 있다.

4.1.2. A5[편집]

파트넘버

S5L8940-APL0498

S5L8942-APL2498

S5L8947-APL7498

CPU

ARM Cortex-A9 MP2

ARM Cortex-A9 MP1 1 GHz

800 MHz

1 GHz

800 MHz

1 GHz

CPU 캐시

32 KB + 32 KB L1 캐시, 1 MB L2 캐시

GPU

IT PowerVR SGX543 MP2 266[6] MHz

메모리

32-bit 듀얼채널 LPDDR2 -- MHz

생산 공정

삼성 S.LSI 45nm

삼성 S.LSI 32nm HKMG

다이 사이즈

122.2 mm²

69.6 mm²

37.8 mm²

주요
사용 기기

아이폰 4s

아이패드 2[7]

아이팟 터치 5세대

아이패드 2[1]
아이패드 미니

애플 TV 3세대


Apple A4를 삼성전자와 같이 협력한 인트린시티를 애플이 인수한 후, 본격적으로 애플의 비중이 커진 AP다. Apple A4까지 오랜 기간 AP 설계 경험이 있는 삼성전자가 단독으로 설계하다시피 했다면, Apple A5 부터는 애플의 비중이 커지고, 삼성전자는 생산의 역할이 강해졌다. 다만, 삼성전자 역시 ARM Holdings의 라이센스를 취득해 삼성 엑시노스 시리즈를 만드는 만큼, 관련 기술자가 상주하고 있어 큰 차질없이 협력을 할 수 있었다고 한다.

ARM Cortex-A9 듀얼코어 구성으로 최대 클럭은 1 GHz이다. iPhone 4s와 아이팟터치 5세대는 800 MHz, 아이패드 미니, iPad 2와 애플 TV에는 1 GHz로 들어간다. GPU는 이매지네이션 테크놀러지 PoweVR SGX543 듀얼코어를 사용하여 당대의 모든 모바일 AP들보다 우세한 성능을 자랑했다. 삼성 엑시노스 4210의 ARM Mali-400 쿼드코어가 드라이버 지원이 늦게까지 이루어지는 ARM Mali GPU의 특성상 수 많은 최적화가 지속적으로 개선되어 동급의 성능을 보여주지만, Apple A5는 애플의 AP를 논할 때 많은 사람들이 CPU가 아닌 GPU를 기대하게 되는 시발점이 되었다.[9]

삼성 엑시노스 4210이 공정 미세화를 위해 32nm HKMG 공정을 사용하는 삼성 엑시노스 4212로 리버전 된 것 처럼 Apple A5역시 32nm HKMG 공정으로 다이쉬링크되어 iPad 2에 들어갔다. 성능 차이는 미미하지만, 공정 개선에 힘입어 30%정도 전력 효율이 올라갔다.

4.1.2.1. A5X[편집]

파트넘버

S5L8945-APL5498

CPU

ARM Cortex-A9 MP2 1 GHz

CPU 캐시

32 KB + 32 KB L1 캐시, 1 MB L2 캐시

GPU

IT PowerVR SGX543 MP4 333 MHz

메모리

64-bit 듀얼채널 LPDDR2 800 MHz

생산 공정

삼성 S.LSI 45nm

다이 사이즈

165 mm²

주요
사용 기기

iPad/3세대


iPad/3세대 공개 당시 기습적으로 공개된 Apple A5의 파생 모델이다. 2048 x 1536이나 되는, 당시 모바일 PC시장에서마저 드물었던 QXGA 해상도를 처리하기 위해서 Apple A5의 GPU를 강화시킨 AP다.

Apple A5에 들어갔던 이매지네이션 테크놀러지 PowerVR SGX543 듀얼코어 구성을 쿼드코어로 재구성하여 결과적으로 동시대 대부분의 AP를 능가하는 매우 뛰어난.그래픽 성능을 얻었다.

GPU를 강화하였지만 그 무식한 해상도를 버티기에는 여전히 만족스럽지 못했다. 특히 45nm 공정으로 생산되어 발열이 문제가 되어서 모바일 AP로써는 이례적으로 히트 스프레더를 요했다.[10] 또한 GPU의 다이 사이즈가 커지다 보니 양산 수율도 빡빡해졌다. 다만 생산업체가 오랜 노하우를 가진 삼성전자 LSI 사업부였기에 별다른 문제는 없었다.

4.1.3. A6[편집]

파트넘버

S5L8950-APL0598

CPU

Apple Swift MP2 1.3 GHz

CPU 캐시

32 KB + 32 KB L1 캐시, 1 MB L2 캐시

GPU

IT PowerVR SGX543 MP3 430 MHz

메모리

32-bit 듀얼채널 LPDDR2 1066 MHz

생산 공정

삼성 S.LSI 32nm HKMG

다이 사이즈

96.71 mm²

주요
사용 기기

iPhone 5, iPhone 5c


iPhone 5에 탑재되는 모바일 AP이다. 기존까지 ARM Holdings에서 개발한 마이크로아키텍처의 라이센스를 취득해 모바일 AP를 설계했다면, 이번에는 애플이 직접 명령어셋 라이센스를 취득하여 자체적인 ARM 호환 CPU 아키텍처를 설계하여 사용했다.

ARM Cortex-A15까지 사용된 ARMv7 명령어셋을 커스텀한 ARMv7s 명령어셋을 이용하여 퀄컴 스냅드래곤ARM 호환 CPU 아키텍처Qualcomm Scorpion CPU, Qualcomm Krait CPU 시리즈와 같은 Apple Swift CPU를 사용한다.[11]

GPU는 이매지네이션 테크놀러지 PowerVR SGX543을 3개를 묶어 트리플코어로 사용한다. 보편적으로 보기 힘든 홀수개 코어 구성으로, 동일한 GPU로 쿼드코어를 구성한 Apple A5X보다 동일한 클럭일 경우에는 성능은 당연히 떨어지지만, 둘 다 클럭 조절을 했기 때문에 결과적으로는 Apple A5X와 동급의 성능을 보여준다.

이 때부터 삼성전자삼성 엑시노스 라인업에 ARM Cortex-A 시리즈를 라이센스하여 지속적으로 사용하고 있었기 때문에 '애플 AP 삼성 설계설'은 근거가 빈약해졌다. 삼성전자 LSI 사업부의 애플 A 시리즈의 설계에 대한 관여도가 전에 비해 줄어든 것으로 보인다.

4.1.3.1. A6X[편집]

파트넘버

S5L8955-APL5598

CPU

Apple Swift MP2 1.4 GHz

CPU 캐시

32 KB + 32 KB L1 캐시, 1 MB L2 캐시

GPU

IT PowerVR SGX554 MP4 300 MHz

메모리

64-bit 듀얼채널 LPDDR2 1066 MHz

생산 공정

삼성 S.LSI 32nm HKMG

다이 사이즈

123 mm²

주요
사용 기기

아이패드/4세대


Apple A5X처럼 2K급 해상도인 QXGA를 버티기 위해 GPU를 강화한 Apple A6의 파생 모델이다. Apple A6이 Apple A5와 Apple A5X와 같은 GPU를 사용했기 때문에 이번에도 GPU 쉐이더 코어 갯수와 클럭을 조정하는 선에서 성능을 향상시킬 것으로 예측되었으나, 이매지네이션 테크놀러지 PowerVR SGX554 쿼드코어 GPU라는 크고 아름다운 GPU를 탑재하는 것이 확인되면서 관련 커뮤니티와 수 많은 전문가들에게 충격을 안겨주었다. 이는 Apple A5X로도 QXGA 해상도를 제대로 처리하지 못하는 모습이 보였기 때문에 성능 개선을 위한 특단의 조치를 취한 것으로 보인다.

이 때문에, 모바일 AP를 32nm HKMG 공정에서 생산하긴 했지만 다이사이즈는 x86 기반의 저전력 CPU 다이사이즈와 버금갈 정도로 크다. 그래도 크기가 큰 값은 해 주기는 했었는데, 성능이 1년이 지난 2013년 3분기의 플래그쉽 모델인 퀄컴 스냅드래곤 800 MSM8x74의 퀄컴 Adreno 330 450Mhz GPU, NVIDIA Tegra 4 T114의 NVIDIA ULP GeForce MP72 GPU, 삼성 엑시노스 5420의 ARM Mali-T628 헥사코어 GPU 이후에야 Apple A6X의 그래픽 성능을 어떤 상황에서든 확실히 압도해버릴 수 있었다.[12]

4.1.4. A7[편집]

파트넘버

S5L8960-APL0698

S5L8965-APL5698

CPU

Apple Cyclone MP2

1.3 GHz

1.4 GHz

CPU 캐시

64 KB + 64 KB L1 캐시, 1 MB L2 캐시, 4MB L3 캐시

GPU

IT PowerVR G6430 375 MHz

메모리

64-bit 싱글채널 LPDDR3 1600 MHz

생산 공정

삼성 S.LSI 28nm HKMG

다이 사이즈

102 mm²

주요
사용 기기

iPhone 5s
iPad mini 2, iPad mini 3

iPad Air


아이폰 5s에 탑재되는 모바일 AP이다. 모바일 AP로는 세계 최초로 64비트를 지원하는 CPU 아키텍처를 탑재했으며 해당 CPU 아키텍처 역시 애플이 직접 라이센싱한 ARMv8 명령어셋을 이용해 자체적으로 설계한 ARM 호환 CPU 아키텍처인 Apple Cyclone CPU를 사용했다.

Apple Cyclone이 ARMv8 명령어셋 기반에다 체적도 거대한 편인지라 퍼포먼스가 아닌 벤치마크 결과로도 경쟁사의 모바일 AP와 비슷한 성능을 보여준다. OS의 차이가 있어 유리한 쪽이기는 하지만 당장, 퀄컴 스냅드래곤 800 MSM8x74와 비교할 때, Qualcomm Krait 쿼드코어 2.2 GHz CPUApple Cyclone 듀얼코어 1.3 GHz CPU와 거의 동급 성능을 보여주고 있다.

GPU의 경우, 이매지네이션 테크놀러지 PowerVR G6430 GPU를 사용한다. GFX벤치의 오프스크린 성능 기준으로 퀄컴 Adreno 330/ARM Mali T-628 GPU보다 떨어지지만, 기기 해상도 자체가 Full-HD 해상도 이상이 주류인 퀄컴 스냅드래곤 800 MSM8x74와는 달리, 아이폰 5s의 해상도는 HD 720p급보다 아주 약간 높은 해상도이기에 온스크린 점수는 스마트폰에서는 동급 혹은 상위의 성능을 자랑한다.[13]

또한, 모바일 AP 내부에 원래는 존재하지 않던 SRAM 부분이 생겼다. 해당 부분은 4 MB의 L3 cache라고 한다. 그리고 당시로서는 태블릿 컴퓨터 전용으로도 성능이 괜찮은 편이었기에 QXGA 해상도를 위한 애플 AX 시리즈로 파생되지 않고 그대로 iPad Air에 탑재되었다.

4.1.5. A8[편집]

파트넘버

APL1011

CPU

Apple Typhoon MP2

1.1 GHz

1.4 GHz

1.5 GHz

CPU 캐시

64 KB + 64 KB L1 캐시, 1 MB L2 캐시, 4MB L3 캐시

GPU

IT PowerVR GX6450 MP4 430 MHz[14]

메모리

64-bit 싱글채널 LPDDR3 1.6 GHz

생산 공정

TSMC 20nm HKMG

다이 사이즈

89 mm²

주요
사용 기기

iPod touch/6세대

iPhone 6, iPhone 6 Plus

iPad mini 4


iPhone 6 & iPhone 6 Plus에 처음 탑재되었으며, 애플 A 시리즈 중에서는 20nm로 생산된 최초의 모바일 AP다.[15] 또한, 주력 생산사가 삼성전자 LSI 사업부에서 TSMC로 교체되었다. 삼성전자 LSI 사업부에서는 생산공정 미세화가 진행되면서 생산능력이 다소 줄어 물량을 전보다 적게 받은 것으로 보인다.

기본적인 클럭은 1.4 GHz이나, iPod touch/6세대에는 1.1 GHz로 다운클럭되어 탑재되었다. 문제는 그럼에도 전작인 iPod touch/5세대에 비해 배터리 용량은 그대로면서 CPU의.전력 사용량이 급격히 올라 배터리 사용 시간이 줄었다고 한다.

전작에서 탑재된 Apple Cyclone CPU를 리비전되어 탑재되었고, 이매지네이션 테크놀러지 PowerVR GX6450 GPU를 탑재했다. Apple A7의 약 두 배 가량인 20억 개에 달하는 트랜지스터가 박혀있으며 다이사이즈는 89 mm^2로 Apple A7와 비교해서 상당히 작아졌다.

한 편, 애플은 Apple Cyclone CPU를 그대로 사용하면서도 이번에는 스로틀링 관리 능력이 우수하여졌다고 소개했었다. 이에 대해 사실상 불가능하다는 의견이 많았고, 직접적으로 스로틀링 테스트를 진행하는 경우도 생겼다. 그리고 그 결과, 애플이 소개한 내용처럼 그래프가 나타나지는 않지만, 그래도 유의미한 변화가 있는 것이 확인되었다.

전작인 iPhone 5s의 Apple A7과 비교할 때 스로틀링 클럭이 0.1 GHz에서 0.2 GHz정도 더 높다. 애초에 Apple Cyclone CPU는 불과 0.1 GHz의 클럭이라 하더라도 성능 차이가 나버리는 무시무시한 물건 임을 감안하면 이는 의미 있는 변화라 할 수 있다. 다만, 퍼포먼스를 끌어올린 상태로 장시간 지속 시 클럭이 1 GHz 미만으로 떨어진다고 한다.

하지만, iPhone 5s의 Apple A7는 스로틀링에 걸렸다 회복되는 기간이 상당히 길지만, Apple A8은 바로 클럭을 복귀시킨다. 즉, 스로틀링 관리 능력이 전작에 비해 높은 클럭을 유지하는 것과 장시간 스로틀링 시 일시적으로 낮춘 다음, 다시 복구시키는 두 가지의 방식을 사용한다 할 수 있다.

4.1.5.1. A8X[편집]

파트넘버

APL1012

CPU

Apple Typhoon MP3 1.5 GHz

CPU 캐시

64 KB + 64 KB L1 캐시, 2 MB L2 캐시, 4MB L3 캐시

GPU

IT PowerVR GXA6850 MP8 475 MHz

메모리

64-bit 듀얼채널 LPDDR3 1.6 GHz

생산 공정

TSMC 20nm HKMG

다이 사이즈

128 mm²

주요
사용 기기

iPad Air 2


아이패드 에어 2를 위해 만들어진 Apple A8의 파생 모델이다. 기존 애플 AX 시리즈는 GPU 강화에 중점을 둔 구성을 보여줬지만, 이번에는 CPU도 어느 정도 강화되었다. CPU 아키텍처는 동일하긴 하나, 듀얼코어에서 트리플코어로 늘리고 클럭도 1.5 GHz로 소폭 상승시켰다. 애플 측은 이로 인하여 Apple A8보다 싱글코어 점수는 약 13%, 멀티코어 점수는 약 55%정도 더 높은 점수를 보여준다고 주장하였다. L2 Cache역시 2 MB로 증가했으며 일부 연산 명령어의 소요 시간을 줄였다고 한다. 또한, 코어 수에 비례하듯 약 30억 개의 트랜지스터가 박혀있다고 한다.[16][17]

여기에 GPU는 이매지네이션 테크놀러지의 GPU 로드맵에는 존재하지 않는 PowerVR 6XT 시리즈를 옥타 클러스터 구성으로 조합한 커스텀 GPU를 사용한다. 이는 Apple A8의 GPU인 이매지네이션 테크놀러지 PowerVR GX6450의 딱 두 배 구성을 가지고 있다.

사실, 이매지네이션 테크놀러지가 PowerVR 6XT 시리즈는 옥타 클러스터까지 구성할 수 있다고 밝히긴 했었으나, 실제 로드맵은 헥사 클러스터 구성인 PowerVR GX6650까지만 공개했었다. 따라서, 해외 여러 IT 웹진이나 관련 커뮤니티들은 Apple A8X의 GPU는 임의적으로 이매지네이션 테크놀러지의 GPU 네이밍 법칙과 애플의 'A'를 넣어 PowerVR GXA6850이라 표기하고있다.

4.1.6. A9[편집]

파트넘버

APL0898

APL1022

CPU

Apple Twister MP2 1.85 GHz

CPU 캐시

64 KB + 64 KB L1 캐시, 3 MB L2 캐시, 4MB L3 캐시

GPU

IT PowerVR GT7600 MP6 600 MHz

메모리

64-bit 싱글채널 LPDDR4 -- MHz

생산 공정

삼성 S.LSI 14nm FinFET LPE

TSMC 16nm FinFET

다이 사이즈

96 mm²

104.5 mm²

주요
사용 기기

iPhone 6s, iPhone 6s Plus, iPhone SE, iPad/5세대


iPhone 6s & iPhone 6s Plus에 탑재되었고, 후에는 iPhone SE에도 탑재된 모바일 AP이다.

정확한 내부 정보는 2015년 9월 23일 기준으로 불명이나, 기기를 처음으로 수령한 예약 구매자가 측정한 Geekbench 3 결과에 의해 싱글코어 점수 약 2500 점, 멀티코어 점수 약 4300 점으로 측정되어 1.8 GHz 클럭의 듀얼코어 CPU가 탑재된 것이 확인되었다. 이러한 수치를 바꿔보면, 단순 연산량만 보면 싱글코어 점수 기준으로 맥북 에어에 근접한 수치라고 한다.[18]

2015년 9월 25일, 다이 이미지에 대한 정보가 공개되었다.일단, 직접 엑스레이를 이용해 다이 내부 사진을 촬영한 것이 아닌, 애플이 키노트 당시에 대략적으로 공개한 다이 이미지를 토대로 분석한 결과, 3 MB의 L2 캐시와 8 MB라는 대용량의 L3 캐시를 가지고 있으며 APL8098 기준으로 다이 사이즈는 94 mm²라고 한다. 그리고, 헥사코어 또는 헥사 클러스터 구성을 가진 GPU가 확인되었다. 이를 통해 이매지네이션 테크놀러지의 PowerVR GT7600을 사용한 것으로 추정되고 있다. 다만, Apple A8X GXA6850과 비슷한 구성으로 인해 일각에서는 PowerVR GX6650을 사용한 것이 아니냐는 주장도 존재한다.

2015년 9월 27일, iPhone 6siPhone 6s Plus를 분해한 결과 삼성전자 시스템 LSI 사업부와 TSMC가 모두 생산에 참여했다는 주장이 제기되었다. 파트넘버가 iPhone 6s는 APL0898로 확인되고, iPhone 6s Plus는 APL1022로 확인되었기 때문이며 이는 기존 애플 A 시리즈의 각 회사 파트넘버의 넘버링과 일치한 것이 확인되면서 확인사살되었다. 즉, 기존 파트넘버 넘버링에 의해, Apple A9 APL0898은 삼성전자 시스템 LSI 사업부의 14nm FinFET LPE 공정에서 생산되었고, Apple A9 APL1022는 TSMC 16nm FinFET 공정에서 생산되었다는 것을 알 수 있게되었다.

일단, TSMC가 지속적으로 삼성전자 시스템 LSI 사업부의 14nm FinFET LPE 공정과 자사의 16nm FinFET 공정은 전력 소모 부분에서 별 차이 없다고 주장하는 중이고 설령, 미세한 차이라도 존재한다 하더라도 iPhone 6s PlusiPhone 6s보다 기기의 면적도 넓고 배터리 용량도 크기 때문에 소프트웨어에서 자잘한 것들을 조절할 경우 큰 문제가 없을 것으로 보인다. 하지만 같은 돈을 주고 다른 공정의 모바일 AP를 인지하지 못한 채 이른 바 '뽑기' 형태로 구매해야 하기 때문에 이에 대한 비판을 피하지는 못할 것으로 보인다.

2015년 9월 29일, iOS 트윅 개발자인 hirakujira는 자신의 iPhone 6siPhone 6s Plus에 탑재된 AP가 어떤 제조사에서 제작된 것인지 확인하는 툴을 배포했고 이로인해 64 GB 낸드 플래시로 MLC 방식과 TLC 방식을 혼용한 것처럼 동일한 기기에 서로다른 공정에서 생산된 모바일 AP가 혼용되는 것이 확인되었다.

2015년 10월 7일, 아직 전초전이긴 하나, 두 AP의 초기 벤치마크 비교 결과, 기존의 예상과는 달리, APL1022가 APL0898보다 극히 미세하기는 하지만 우위를 점하고 있는 것이 확인되었다. 발열 부분에서도 공정이 상대적으로 큰 TSMC 생간분이 소폭 우세한 것으로 보인다고 한다. 이에 대해 TSMC가 16nm 공정 로드맵에서 2단계인 16nm FinFET+ 공정을 조기에 상용화한 것이 아니냐는 주장이 제기되었다. 16nm FinFET+ 공정이면 삼성전자 시스템 LSI 사업부의 14nm FinFET LPE 공정보다 약간 우위이기 때문이다.[19] 다만, 16nm FinFET+ 공정으로 생산된 최초의 시스템 반도체는 하이실리콘 Kirin 950이라 TSMC하이실리콘이 공식적으로 밝힘에 따라 다른 변수 없이 16nm FinFET 공정에서 생산된 것으로 보인다.

2015년 10월 13일, 톰스하드웨어의 테스트 결과, APL0898와 APL1022 사이의 성능 차이는 사실상 존재하지 않고, 배터리 런타임은 APL0898가 APL1022보다 약 10.76% 정도 더 길다는 결론이 나왔다. 마찬가지로 10월 16일 컨슈머리포트에서도 테스트했었는데, 역시나 배터리 타임 차이는 2% 이하로 거의 존재하지 않았다.

2015년 11월 2일, 지금까지 나왔던 정보들이 정리되면서 제원이 명확하게 밝혀졌다. 대표적으로, 8 MB라는 어마어마한 용량으로 추정되던 L3 캐시는 기존과 동일한 4 MB 수준이라고 정정되었다.

2015년 12월 10일, IYD의 테스트 결과, APL0898와 APL1022 간 테스트에서 Geekbench 3를 이용한 테스트만이 유의미한 차이를 보여줬다. APL0898가 APL1022보다 스로틀링으로 성능이 약간 떨어지는데 전력 소모량은 살짝 더 높다는 결과가 나온 것이다. 이는 Geekbench 3 자체가 CPU 리소스 사용량이 높은 편에 속하기 때문에 다른 벤치마크 프로그램이 잡아내지 못하는 부분을 보여주고 있다는 의견도 있다.[20]

2016년 3월 21일(현지시간) 발표된 iPhone SE에 탑재되어 주목받았다. iPhone SE의 해상도가 비교적 낮은 만큼 해당 AP을 탑재한 기기 중 가장 빠른 속도를 보여줄 것으로 기대된다.

2016년 4월 18일, 예전에 Geekbench 3의 연속 구동을 통해 쓰로틀링의 차이를 측정한 IYD에서 iPhone SE를 리뷰하면서 표본수를 조금 더 늘리고 측정한 결과, 기존의 CPU 풀로드시 TSMC가 유리하다는 결론이 아닌 의외의 결과가 도출되어[21] 팹 회사간의 편차보다 그냥 각각의 칩 간의 편차가 훨씬 더 크다는 것으로 드러났다.[22]

4.1.6.1. A9X[편집]

파트넘버

APL1021

CPU

Apple Twister MP2

2.26 GHz

2.16 GHz

CPU 캐시

64 KB + 64 KB L1 캐시, 3 MB L2 캐시, L3 캐시 없음

GPU

IT PowerVR GT7800+ MP12 666 MHz

메모리

64-bit 듀얼채널 LPDDR4 1600 MHz

생산 공정

TSMC 16nm FinFET

다이 사이즈

147 mm²

주요
사용 기기

아이패드 프로 1세대 12.9인치 모델

아이패드 프로 1세대 9.7인치 모델


iPad Pro를 위해 만들어진 Apple A9의 파생 모델이다.

iPad Pro의 공개 시기와 출시 시기의 간격이 약 두 달이나 존재했고 아이패드 프로 1세대 12.9인치 모델의 출시 시기 및 일정이 확정되면서 엠바고가 풀려 성능 테스트 결과역시 빠르게 올라오고 있다. Geekbench 3는 싱글코어 점수가 약 3200 점, 멀티코어 점수가 약 5500 점으로 측정되며 2.3 GHz 클럭의 듀얼코어 CPU가 탑재된 것이 확인되었다. 멀티코어 점수는 삼성 엑시노스 7420의 점수와 크게 차이나지 않으나, 싱글코어 점수는 2015년 11월 12일 기준, 현존하는 모든 모바일 AP 중 최초로 싱글코어 3000 점을 넘겼다. GFX벤치는 OpenGL ES 3.0 API 기준으로 80 Fps에 육박하고 있으며 이는 맥스웰 아키텍처의 엔비디아 Tegra X1 T210보다 우수한 수치이다.
A9과 달리, L3 캐시가 탑재되지 않았는데, 이는 A9X와 함께 탑재되는 64-bit 듀얼채널 LPDDR4 1600 MHz 메인 메모리의 속도(대역폭)이 기존 A9에 탑재된 L3 캐시의 속도에 근접하게 되었기 때문이다. 캐시 메모리란, 빠른 장비와 느린 장비에서 그 속도 차이를 극복하여 최대한의 성능을 발휘할 수 있게 하기 위해, 캐시 적중 실패 시 발생하는 딜레이를 감수하고 사용하는 하이 리스크 하이 리턴의 메모리이다[23]. A9X의 경우처럼 메인 메모리의 속도가 A9에서의 L3 캐시의 속도만큼 충분히 빠르다면, 오히려 L3 캐시 적중 실패 시의 패널티 때문에 성능 저하만 일으킬 뿐이다.

4.1.7. A10 Fusion[편집]

파트넘버

APL1W24

CPU

Apple Hurricane MP2 2.34 GHz + Apple Zephyr MP2 1.1 GHz

CPU 캐시

64 KB L1 캐시, 3 MB L2 캐시, 4MB L3 캐시

GPU

IT Rogue Architecture Based Apple G9 MP6 900 MHz GPU

메모리

64-bit 듀얼채널 LPDDR4 -- MHz

생산 공정

TSMC 16nm FF+

다이 사이즈

125 mm²

주요
사용 기기

iPhone 7, iPhone 7 Plus


iPhone 7 공개와 함께 공개된 AP. 빅코어와 리틀코어가 각각 2개로 구성된 쿼드코어이며 이는 ARM big.LITTLE의 Cluster Migration이나 IKS에 가까워 보인다. 다만 Cluster Migration 방식인지 IKS인지는 확실히 판명되지 않았고, 벤치마크에서 2코어로 측정되는데서 추정한 결과이다. 이 방식의 구현을 통해 얻으려는 이익은 전성비 향상으로 동일하나 ARM의 라이센스를 얻지 않고 특허 등록된 기술을 회피하여 자체적으로 구현했을 가능성도 있으니 무조건 빅리틀 솔루션을 적용한 AP라 단정할 수는 없다.

코어 스위칭은 Cluster Migration 방식 혹은 그과 유사하게 진행된다. 그리고 이러한 방식의 AP는 코어 스위칭 딜레이 논란에서 자유로울 수 없는데, 실제로 거의 체감되지 않는 수준이어야 하나, 마찬가지로 아직까지는 AP 중에서 상위권에서 놀고 있는 A9를 탑재한 iPhone 6s 모델과 비교했을 때 대기상태에서 복귀한 직후의 어플리케이션 실행속도 등이 떨어지는 것이 이것 때문인 것으로 알려졌는데... iOS 패치 이후로 딜레이가 거의 해소된 것으로 보아 소프트웨어로 극복 가능한 문제였던 듯하다.

성능 측면에서는 싱글코어는 3500점 멀티코어는 6000점으로 멀티코어 점수(빅코어 2코어 점수)는 삼성 엑시노스 8890의 이론적인 조건에서 내는 점수와 비슷하나 싱글코어 성능은 단연 최강이다. 게다가 2코어와 8코어의 이론적 멀티코어 점수가 비슷하다면 당연히 2코어 쪽의 성능이 좋을 것은 뻔하다. 빅코어는 전작인 A9대비 40% 빨라졌으며 리틀코어는 빅코어 대비 5배의 전력 대 성능비를 가졌다고 설명하는 중이다. GPU의 경우 A9와 같은 그래픽 코어를 탑재했는데 공정 개선과 클럭 향상만으로 최대 50% 수준의 성능 향상을 달성한 것으로 보인다. 빅리틀 솔루션을 도입하면서 피크 전력에 여유가 생겨 클럭을 확 끌어올린 듯하다.

예상대로 A9보다 더 높은 벤치마크 점수를 보이고 퀄컴 스냅드래곤 820 시리즈와는 더욱 격차를 벌려놓음으로써 2016년 말 기준으로 플래그십 모바일 기기 시장에서 애플이 스펙으로 크게 앞서가는 형세를 굳히게 됐다.

엑시노스8895/스냅드래곤835를 탑재한 갤럭시 S8이 출시되면서 큰 성능 우위를 가지고 있다고 보기까지는 힘들어졌으나, A시리즈의 특성상 싱글코어 성능은 아직도 월등히 높다.

http://macnews.tistory.com/4988 코드명은 Hurricane이라고 한다.

4.1.7.1. A10X Fusion[편집]

파트넘버

CPU

Apple Hurricane MP3 - GHz + Apple Zephyr MP3 - GHz

CPU 캐시

64 KB + 64 KB L1 캐시, 8 MB L2 캐시, L3 캐시 없음

GPU

Apple - GPU MP 12

메모리

64-bit 듀얼채널 LPDDR4X -- MHz

생산 공정

TSMC -nm

다이 사이즈

- mm²

주요
사용 기기

Pro 2세대 12.9, Pro 10.5


iPad Pro 12.9인치 (2세대)와 iPad Pro 10.5인치에 탑재되는 AP. 공식 홈페이지에 따르면 전통적으로 아이패드에 탑재되는 AP 답게 코어가 6개로 늘어났다(리틀 코어와 빅 코어가 각각 하나씩 늘어난 것으로 추정). 긱벤치 자료에 따르면 싱글 코어 3874점, 멀티 코어 9170점의 스코어를 기록했다.# 이 수치는 멀티 코어 기준으로 iPad Pro 12.9인치 1세대의 두 배에 가까운 수치이다. 구조가 아예 다르므로 ARM과 x86을 단순 비교하기에는 여러모로 무리가 있지만, 단순 수치상으로는 맥북 프로 2013년 후반기 모델보다 싱글 코어 점수가 200점 가량 높다고 한다.

4.2. S 시리즈 목록[편집]

4.2.1. S1[편집]

파트넘버

APL0778

CPU

ARM Cortex-A7 MP1 520 MHz

GPU

IT PowerVR SGX543 MP1 -- MHz

메모리

32-bit 싱글채널 LPDDR3 -- MHz - 512 MB 내장

생산 공정

삼성 S.LSI 28nm HKMG

다이 사이즈

32 mm²

주요
사용 기기

Apple Watch


SoC가 아닌 SiP[24]이다. 이는 스마트 워치인 Apple Watch에 탑재하기 위해 들어가는 많은 부품들을 작은 하나의 패키지로 통합하기 위함으로, 프로세서 뿐만이 아니라 RAM, 낸드 플래시, NFC 컨트롤러, 터치 컨트롤러, 무선충전 솔루션, 통신 모듈 등 배터리만 빼고 모든 것이 원칩으로 집약되어 있다고 한다.

4.2.1.1. S1P[편집]

파트넘버

추가바람

CPU

ARM 호환 아키텍처 (?) MP2 --MHz

GPU

추가바람

메모리

추가바람

생산 공정

추가바람

다이 사이즈

-- mm²

주요
사용 기기

애플워치 시리즈 1


애플워치가 애플워치 시리즈 1으로 리네이밍 되면서 코어가 듀얼코어로 바뀌었다. 같은 듀얼코어지만 S2가 아닌 이유는 GPS 모듈이 없기 때문으로 추정된다.

4.2.2. S2[편집]

파트넘버

추가바람

CPU

ARM 호환 아키텍처 MP2 780MHz

GPU

추가바람

메모리

512 MB

생산 공정

추가바람

다이 사이즈

-- mm²

주요
사용 기기

애플워치 시리즈 2


애플워치의 2세대 모델인 애플워치 시리즈 2에서 처음 사용된 SIP이다. 듀얼코어이며 GPU성능이 업그레이드 되었다고 하나. 아직 확실한 스펙이 밝혀지지 않았다.
애플 측의 주장으로는 CPU는 1.5배, GPU는 2배 가량 더 빨라졌다고 한다.


[1] 1.1 1.8 애플은 유난히 그 덩치에 비해서 보유한 특허 수가 적고, 특히 통신 분야에서는 그 정도가 더욱 심하다. 통신 특허 분야에서는 쟁쟁한 업체들이 워낙 많기에 통신 모뎀을 개발하지 않는 것이다.[2] iPhone 3GiPhone 3GS는 당대 최강의 성능을 보여주었던, 갤럭시 S에도 탑재되었던 삼성전자 허밍버드를 iOS에 맞도록 커스텀한 후 사실상 그대로 탑재하였다. 덕분에 성능 면에서 타 스마트폰들을 확실히 제압할 만한 성능을 낼 수 있었고, 이후 iPhone 4에는 허밍버드를 개선한 AP를 iOS에 적합하도록 커스텀하여 또 다시 한 번 탑재하게 된다. 다만 구조는 변경된 부분이 있다. 이러한 삼성전자애플의 밀월관계는 iPhone 4s때까지 지속된다.[3] Apple A8의 물량이 그야말로 엄청났기에 퀄컴을 비롯한 다른 대형 제조사들도 애플에게 밀려 TSMC에게는 찬밥신세가 되었다. TSMC는 이로 인해서 자사의 생산공정을 미세화할 며력이 미처 없었고, 동시기의 AP였던 스냅드래곤 805 APQ8084마저 기존 공정으로 생산되게 된다. 반면 삼성전자 시스템 LSI 사업부는 초창기에 모든 물량을 자사의 삼성 엑시노스와 함께 자사가 전량 생산하면서도 그런 것 없었다.[4] 그러나 이로 인해서 모바일 AP계에 커다란 문제가 발생하게 된다. 퀄컴 스냅드래곤 시리즈의 공정 미세화가 늦어짐으로서 발생한 사태였다. 자세한 내용은 퀄컴 스냅드래곤/8XX 라인업 문서 참조.[5] 실제로, Apple A9는 삼성전자 시스템 LSI 사업부와 TSMC에서 동시에 생산하기도 했다.[6] 아이패드 2는 333 MHz[7] 아이패드 미니 출시 이전에는 S5L8940을, 아이패드 미니 출시 이후에는 S5L8942를 사용했다.[9] 다만, 삼성 엑시노스 4의 Mali-400 GPU는 갤럭시 S II의 배터리 사정상 심하게 언더클럭/언더볼팅되어 탑재되기는 하였다. 정규 클럭으로 끌어올리면 iPad 2의 A5보다도 우세한 성능을 보여주기는 하나 배터리가...[10] 그나마 태블릿 컴퓨터는 소형기기는 아니고 보통 들거나 세워놓고 사용하기 때문에 실제로 느끼는 체감온도는 비교적 적다. 허나 아이패드2/4 대비 체감온도는 확실하게 높다. [11] 물론, 퀄컴은 ARMv7 명령어셋을 이용해 ARMv7 호환 CPU 아키텍처(Qualcomm Scorpion/Kriat)를 설계했다.[12] ARM Mali T-604스냅드래곤 S4 Pro APQ8064의 퀄컴 Adreno 320이 절대적으로 불리한 상황에서는 동급의 성능이 나올 수도 있었다는 뜻이다. 이들과 A6X의 GPU가 동급이었다는 말로 받아들이면 곤란하다. 다만 성능/전력소비 깡패였던 삼성 엑시노스 5250의 T-604는 논외.[13] 4인치대의 아이폰이 HD급의 해상도를 사용하므로 FHD(1920×1080)라는 고해상도에 비하여 처리해야 할 양이 반 정도밖에 되지 않는다. 따라서 비교적 저성능의 GPU로도 더 고성능을 낼 수 있다.[14] iPhone 6 Plus, iPad mini 4는 475 MHz[15] 모바일 AP 전체로 확대해보면, 동급인 22nm 공정에서 생산된 인텔 아톰 시리즈Bay Trail 시리즈가 있고, 아톰보다 더욱 미세한 20nm 공정으로는 A8보다 수 개월 먼저 출시되어 갤럭시 알파갤럭시 노트 4에 탑재된 삼성 엑시노스 5430과 5433이 있다.[16] 여담으로, 인텔 하스웰 마이크로아키텍처를 탑재한 모바일 저전력 인텔 코어 i5 & i7 시리즈의 트랜지스터 갯수는 약 14억 개이다. 그러나 절대 이 문장만으로 오해하지.말자. 저전력 아키텍처인 ARM 입장에서는 x86은 생각보다 호락호락한 놈들이 아니다.[17] 당연하지만 트랜지스터 수가 성능에 직결되는 것은 절대 아니다. AP 특성상 CPU, GPU가 통합되어 있고, 지원하는 명령어 셋도 훨씬 적으며, 모바일 AP는 LP공정으로 생산되서 훨씬 낮은 전압, 비교적 낮은 클럭스피드로 돌아간다는걸 감안해야 한다. 또한 동 클럭에서도 트랜지스터 수당 성능을 비롯한 여러 가지의 요소가 존재하므로 A8X를 비롯한 ARM 모바일 AP의 성능은 하스웰은커녕 콘로 시기의 x86 계열에 비벼볼 성능조차 되지 못한다. 이들의 실제 성능을 알아보고 싶다면 운영체제를 리눅스 계열로 통일한 후 벤치마크 작업을 수행한 그래프를 보자. 아마도 대부분은 놀랄 것이다.[18] 오해할 까봐 여기에서 언급하지만 절대 코어 1개당 성능이 맥북 에어에 근접한다는 뜻이 아니다. 모바일 OS는 PC용 OS보다 벤치마크 점수가 훨씬 잘 나온다는 사실 하나만 알아두자. 이유가 궁금하다면 ARM(CPU)IBM PC 호환기종 문서 참조. 실제 성능을 알아보려면 운영체제를 우분투 등으로 통일한 후 측정하여야 한다.[19] 삼성전자 시스템 LSI 사업부역시 14nm 공정 로드맵이 2단계로 되어있다. 14nm FinFET LPE 공정은 1단계로, 2단계인 14nm FinFET LPP 공정은 2016년 1분기에 상용화될 예정이라고 한다. TSMC역시 정석대로 간다면 삼성전자 시스템 LSI 사업부와 비슷한 시기에 16nm FinFET+ 공정이 상용화 되었겠지만, TSMC의 16nm 공정 로드맵 자체가 최대 1년정도 지연되었기 때문에 일정이 조정된 것으로 보인다.[20] 다르게 말하면 다른 벤치마크 프로그램보다 전력 소모량이 더 커 삼성전자 생산분인 APL0898에 대하여 불리한 결과를 내놓을 수 있다는 것이다.[21] 삼성제 A9으로 나온 SE가 오히려 TSMC제 A9보다 쓰로틀링 성능이 더 좋았고 이런 상황이 벌어진 원인을 찾기 위해 TSMC제 A9이 장착된 3대를 더 구해서 측정해본 결과 같은 A9이 맞나 싶을 수준으로 개체간의 차이가 심하게 나타났다.[22] 위에서 언급되었듯, TSMC 생산분인 APL1022는 동 칩셋 간에도 성능 간에 격차가 있고, 무엇보다 APL0898은 오리지널 14nm 공정을 사용하는 만큼 개선된 16nm 공정을 사용하는 APL1022에 비해 불리한데도 사실상 동급의 성능을 뽑아내는 것으로 보아 아직은 TSMC의 생산 능력이나 생산품의 질이 삼성전자 LSI 사업부의 것에 비하여 떨어진다는 것을 알 수 있다. 애플이 물량 때문에만 2개 제조사에게 모두 위탁하는 것이 아니다.[23] 자세한 내용을 알고 싶다면 캐시 메모리 문서를 참조바람[24] System in Package.