ARM, 모바일 그래픽: 알아야 할 10가지

Arm, 모바일 GPU 시장의 혁신을 이끌다 모바일 그래픽처리장치(GPU)는 오랫동안 데스크톱 및 데이터센터용 GPU의 그늘에 가려져 왔지만, 이러한 상황이 빠르게 변화하고 있습니다. Arm은 자사의 모바일 GPU 기술 발전과 미래 전망에 대해 자세히 설명했습니다. 모바일 그래픽 기술의 시작과 성장 모바일 기기에 최적화된 그래픽 칩 연구는 1998년경 시작되었습니다. 초기 개발사 중 하나인 Falanx는 2001년 노르웨이 과학기술대학교에서 인큐베이팅되었고, Arm은 2006년 Falanx를 인수했습니다. 이후 2007년 Arm의 첫 번째 Mali 그래픽 프로세서가 출시되었습니다. Mali GPU의 등장은 스마트폰 시장의 성장과 절묘하게 맞아떨어졌습니다. 더 크고 풀 컬러 화면을 구현하기 위해서는 전용 처리 능력이 필수적이었습니다. 2009년 핀란드 게임 개발사 Rovio가 출시한 '앵그리버드'와 같은 히트 게임들은 모바일 게임 시장의 폭발적인 성장을 견인했습니다. 현재까지 Arm 파트너사들은 다양한 부문에 걸쳐 80억 개 이상의 Mali GPU를 출하했으며, 이는 지구상의 모든 인구당 1개의 Mali GPU가 보급된 셈입니다. 이는 연간 약 1억 5,650만 개가 출하되는 PC용 GPU 시장과 비교하면 엄청난 수치입니다. PC GPU 시장은 노트북 및 데스크톱에 통합된 그래픽이 1억 4,360만 개, 게이머 및 애호가를 위한 프리미엄 외장 그래픽 카드가 1,270만 개를 차지합니다. 모바일 GPU의 차별점: 효율성과 성능 모바일 GPU는 데스크톱 GPU와 비교해 훨씬 적은 전력으로 유사한 작업을 수행할 수 있다는 점에서 차별화됩니다. 고성능 데스크톱 그래픽 카드는 약 200와트(W)를 소비하는 반면, 여러 개의 CPU와 GPU를 포함하는 모바일 SoC(System on Chip)는 9와트 이하로 작동합니다. 예를 들어, Arm Mali-G710 GPU를 탑재한 미디어텍의 플래그십 Dimensity 9000 칩셋은 6.8와트의 전력으로 초당 160프레임의 성능을 보여줍니다. 이러한 효율성은 칩 설계 방식의 혁신에서 비롯됩니다. 모바일 GPU는 타일 메모리(tile memory)를 활용하여 칩이 더 많은 삼각형을 병렬로 처리하고 데이터 전송을 줄입니다. 데이터 전송이 줄어들면 에너지 소비도 감소합니다. 또한, 인간의 시야에 보이지 않는 객체를 렌더링하지 않거나 렌더링 작업을 더욱 간소화하는 다양한 기술이 적용됩니다. 모바일 GPU의 발전: 한계 극복 과거 모바일 GPU가 데스크톱 GPU에 비해 성능이 떨어진다는 인식이 있었지만, 이러한 격차는 빠르게 줄어들고 있습니다. 사실적인 조명과 그림자를 구현하는 컴퓨터 그래픽 기술인 레이 트레이싱(ray tracing)이 모바일 환경에도 도입되었습니다. 또한, 거의 모든 게임이 64비트 환경으로 포팅되면서 32비트 전용 게임은 과거의 유물이 되었습니다. 유니티(Unity)와 같은 게임 엔진 개발사들은 모바일 게임 성능 최적화를 위한 다양한 프레임워크를 제공하며, 개발자들은 이를 적극적으로 활용하고 있습니다. 유니티의 'Adaptive Performance' 패키지는 개발자들이 게임 성능을 세밀하게 조정할 수 있도록 지원합니다. 모바일 GPU의 확장: 새로운 시장 개척 모바일 GPU는 데스크톱 GPU와 마찬가지로 머신러닝(ML) 및 인공지능(AI) 연산에 탁월한 성능을 발휘합니다. GPU 코어를 활용하면 스마트 스피커는 클라우드에 접속하지 않고도 음성 인식 및 응답을 지연 없이 처리할 수 있으며, 이는 비용 절감과 에너지 효율성 향상으로 이어집니다. 또한, 음성 명령이 외부로 전송되지 않아 개인 정보 보호 측면에서도 이점을 제공합니다. 가정 보안, 소매점 추적, 노인 돌봄 등을 위한 스마트 카메라 역시 GPU를 탑재하여 에너지 소비를 줄이면서도 더 나은 성능을 제공할 수 있습니다. AR/VR 시대를 열어갈 핵심 기술 2016년 출시된 '포켓몬 고'는 모바일 증강현실(AR) 게임의 대표적인 성공 사례입니다. 앞으로 AR 및 가상현실(VR) 경험은 스마트폰을 통해 제공되거나, 스마트폰과 헤드셋 또는 스마트 글래스가 결합된 형태로 발전할 것입니다. 이러한 미래 기술들은 에너지 효율적인 CPU 및 GPU를 기반으로 작동할 것이며, 메타버스(metaverse) 분야에서도 더욱 발전된 형태를 기대할 수 있습니다. 사기 방지에도 기여하는 모바일 GPU Truepic은 사진의 출처를 추적할 수 있는 플랫폼을 개발했습니다. 이를 통해 언론사는 사진의 조작 여부를 밝히고, 보험사는 사고 현장 사진의 진위 여부를 인증할 수 있습니다. 스마트폰이 현실을 담는 주요 카메라 역할을 하면서, 사진의 91% 이상이 스마트폰으로 촬영되고 있습니다. 이러한 이미지들은 GPU, CPU, 소프트웨어의 협력으로 생성되며, GPU는 톤 매핑, 노이즈 감소, 색상 변환 등의 작업을 수행합니다. 디지털 줌과 같은 연산 사진 기술이 이미지 조작의 일종으로 볼 수도 있지만, 유사한 검증 기술을 적용하여 신뢰성을 확보할 수 있습니다. 미래 전망: 끊임없는 성능 향상과 새로운 GPU 'Immortalis' 모바일 GPU는 앞으로도 높은 성능과 낮은 전력 소비라는 마법 같은 조합을 이어갈 것입니다. 사용자들은 AAA급 모바일 게임을 더 오래 즐기기 위해 더 높은 성능과 효율성을 요구하고 있습니다. 스마트폰은 게임 및 시각적 경험의 몰입도를 높이며 성공을 거두었지만, 동시에 사용자들의 높은 기대를 충족시켜야 하는 과제를 안고 있습니다. Arm의 GPU는 이러한 성공의 중요한 부분을 차지하며, 사용자들의 요구에 부응하고 있습니다. Arm은 매년 새로운 Mali GPU를 출시해왔지만, 올해는 한 단계 더 나아가 'Immortalis'라는 새로운 플래그십 GPU를 선보였습니다. Immortalis-G715는 차세대 플래그십 안드로이드 스마트폰을 겨냥하여 설계되었으며, 하드웨어 기반 레이 트레이싱 지원과 같은 최고의 그래픽 기능을 제공합니다. 이를 통해 Arm 기반 모바일 기기는 최고의 게임 경험을 선사할 것입니다.