아이폰6S A9칩 뜯어보니...완전히 달라진 설계

A8칩 크기의 80%...8.7x10.7mm, 6개 클러스터GPU

애플 아이폰6S시리즈에 사용된 A9칩을 정밀 분석해 본 결과 부품 배치방식이 완전히 달라져 있었다. 그래픽칩(GPU)도 6코어로 향상돼 있었다. L3 캐시메모리 용량역시 전작 A8칩의 배인 8MB였다. CPU는 전작과 마찬가지로 듀얼 ‘슈퍼코어’를 사용하고 있었다.

칩웍스는 26일(현지시간) 아이폰6S시리즈용 A9칩셋 분석결과를 이같이 전했다. 이 칩은 삼성전자의 14나노 핀펫 공정에서 만들어진 것이었다.

지난 25일 전세계에 출시된 아이폰6S/6S단말기의 두뇌인 A9칩을 X레이기기로 분석한 모습. 사진=칩웍스
지난 25일 전세계에 출시된 아이폰6S/6S단말기의 두뇌인 A9칩을 X레이기기로 분석한 모습. 사진=칩웍스

칩웍스는 앞서 아이픽스잇이 아이폰6S시리즈 단말기를 분해해 공개한 후에도 여전히 미스터리로 남아있던 A9칩의 비밀을 밝혀내 공개했다. 애플은 아이폰6S시리즈에 A9칩이 사용됐으며, 기능 및 사용자 경험(UI)에 대해서는 공개했지만 칩의 세세한 부분에 대해서는 밝히지 않았다 .

■애플, 칩 내부 배치를 바꿨다...크기 20%↓

칩웍스는 X레이 기기로 꼼꼼히 살펴본 결과 A9칩에 전작과 같은 듀얼코어 CPU, 새로운 6코어 그래픽칩(GPU)이 사용되고 있다는 것을 밝혀냈다. 앞서 아이픽스잇이 아이폰6S시리즈를 분해했을 때 드러난 2GB램 메모리도 재확인됐다.

또한 애플이 아이폰6S시리즈용 램을 최소한 두 곳으로부터 공급받는다는 사실을 추가로 밝혀냈다. 아이픽스잇은 앞서 아이폰6S 분해시 도시바만을 램 공급사로 언급했지만 이번에 SK하이닉스가 추가로 드러났다.

가장 중요한 세부사항이 A9칩 X레이 사진에서 드러났다. A9 칩에는 APL0898이란 마크가 찍혀있었다. 크기는 약 8.7mmx10.7mm였다. 이는 칩 면적이 94제곱(mm₂)라는 의미다.

이 분석에서 가장 두드러진 것은 A9칩이 실제 설계상 큰 변화를 보여주었다는 점이다. 많은 부품들이 전작(A8칩)과는 다른 위치에 배치돼 있음을 알 수 있다.

A9칩(왼쪽)과 A8칩의 내부 구조 비교. 부품 배치가 확연히 달라져 있다. A9칩에서는 6코어 GPU가 중앙 위에 있는 반면 A8칩(오른쪽)에서는 왼쪽 아래에 배치돼 있다. S램의 위치도 바뀌어 있음을 알 수 있다. 사진=칩웍스
A9칩(왼쪽)과 A8칩의 내부 구조 비교. 부품 배치가 확연히 달라져 있다. A9칩에서는 6코어 GPU가 중앙 위에 있는 반면 A8칩(오른쪽)에서는 왼쪽 아래에 배치돼 있다. S램의 위치도 바뀌어 있음을 알 수 있다. 사진=칩웍스

A9 칩셋(SoC) 크기는 애플 A8칩의 약 80% 정도로 작아졌다. 이는 애플이 보다 작고 정교한 14나노미터 제조공정으로 옮겨 생산했다는 점으로 설명된다.

■듀얼 ‘슈퍼 코어’는 그대로 유지

두 번째로 중요한 소식은 애플 A9칩에 있는 CPU가 여전히 A8칩과 같은 듀얼코어를 사용하고 있다는 점이다.

그동안 애플 A칩의 코어 수는 안드로이드의 그것보다 적었기에 직격 비교할 수는 없다. 이런 가운데에서도 A9칩은 훨씬 더 복잡한 로직을 가지는 ‘슈퍼코어’를 가지고 중요한 싱글코어 성능평가 점수에서 기존 안드로이드칩보다 훨씬 더 뛰어나다는 것을 보여주고 있다.

이와 관련 기크벤치 벤치마크테스트(BMT)점수는 매우 분명한 A9칩의 우세를 보여주고 있다. A9칩이 A8칩보다 싱글코어 속도에서 66% 빠르다는 것이 드러났다. 또한 퀄컴의 최신 안드로이드폰에 사용된 칩보다 거의 배나 빠른 것으로 나타났다. 또 다른 측면인 멀티 코어 성능에서는 안드로이드폰과 아이폰이 거의 비슷했다. 안드로이드폰은 현재 가장 일반적으로 사용되고 있는 옥타코어에 크게 도움받고 있다.

■GPU, 4클러스터→6클러스터

다음으로 재미있는 뉴스는 애플이 A9칩의 GPU를 6개의 클러스터로 업그레이드 했다는 점이다. A8칩은 4 코어로 구성된 파워VR의 GX6450 GPU를 사용하고 있었다.

지난 해 `애플이 아이폰6S에 이매지네이션 테크놀로지의 6코어로 된 로그XT시리즈 GPU를 사용할 것`이라는 소문이 폭발적으로 퍼져 나간 적이 있다. 이 사진은 이 GPU를 보여주고 있다.

그동안 낮은 수준이었던 캐시메모리 성능의 향상도 A9칩에서 확인할 수 있었다.

칩웍스는 A9칩에 A8칩의 두배인 8MB의 L3 캐시, 그리고 3MB의 L2캐시가 들어 있는 것으로 분석했다.

■마이크론, 아이폰에 사상 첫 메모리 공급

칩웍스는 또한 사상 최초로 마이크론이 아이폰에 메모리를 공급했다는 사실이 드러났다고 밝혔다.(앞서 아이픽스잇의 아이폰6S 샘플 분해에서는 삼성 메모리가 등장했다.) 또한 사상 최초로 2GB램이 들어갔다고 전했다. 많은 이의 예상대로 애플의 플래시메모리 공급처가 SK하이닉스,도시바 등 최소한 2군데인 점도 밝혀졌다.

전자신문인터넷 이재구국제과학전문기자 jklee@etnews.com