GPU 자체개발 갈길 멀고..삼성전자 강인엽 사장, ARM 특허계약 연장 고민

삼성전자(005930)와 ARM의 모바일용 그래픽처리장치(GPU) 계약이 거의 만료 시점이 가까워지고 있는 가운데 강인엽 삼성전자 시스템LSI 사업부 사장이 계약 연장 여부를 두고 고심에 빠졌다.

삼성전자의 모바일용 시스템온칩(SoC) 엑시노스9. /삼성전자 제공

29일 업계에 따르면 삼성전자와 ARM이 지난 2015년 체결한 모바일용 GPU 라이선스 계약기간이 조만간 종료된다. 삼성전자는 ARM의 대표 브랜드인 말리(Mali) 그래픽 칩 설계를 갤럭시 시리즈 스마트폰에 적용하고 있다.

ARM은 영국의 반도체 설계 지식재산권(IP) 기업으로 전 세계 모바일 시장의 90% 이상이 이 기업의 디자인을 사용한다. 삼성전자뿐 아니라 애플, 퀄컴, 화웨이도 마찬가지다. 특히 모바일 칩셋 내 CPU 영역의 경우 ARM이 설계한 프로세서 디자인을 쓰지 않는 기업은 거의 없다.

문제는 GPU다. 통상 모바일 칩셋은 주력 연산을 담당하는 CPU, 그래픽을 담당하는 GPU, 통신을 담당하는 모뎀칩 등 여러가지 종류의 칩이 오밀조밀하게 조합돼 있다. 이전까지는 그 중에서도 프로세서의 코어 연산 성능이나 모뎀칩 속도가 가장 중요한 변수였다.

하지만 최근에는 모바일 시장에 게임뿐 아니라 가상현실(VR), 3D 아바타 등 높은 성능의 그래픽을 요구하는 콘텐츠가 많아지면서 CPU보다는 오히려 GPU의 기능이 강조되고 있다. 이에 애플, 퀄컴 등 ARM의 주요 고객사들은 일찌감치 자체 GPU 기술력을 확보해 ARM에 의지하지 않고 자체적인 설계 IP를 보유하고 있다.

최근 수년간 추세를 보면 애플, 퀄컴의 GPU에 비해 ARM이 설계한 GPU가 성능 측면에서 점점 떨어지는 모양새다. 2016년 출시된 갤럭시S7에 탑재된 T880 GPU의 경우 아키텍처상의 문제로 퀄컴의 아드레노 GPU보다 20~30% 성능이 떨어졌다. 이후 설계를 대대적으로 수정해 내놓은 G72, G76도 전력 효율성과 성능 개선에 어느 정도 성공하긴 했지만 여전히 퀄컴, 애플에 뒤처진다.

이같은 문제를 인식한 삼성전자는 2010년대부터 독자 모바일 GPU를 개발하기 위해 핵심 엔지니어들을 전진 배치시키고 해외 유력 반도체 회사들의 인재를 스카우트하며 각고의 노력을 기울였지만 아직까지 이렇다할 성과가 없는 상황이다. 이 분야에 대한 지식재산권이나 설계 노하우가 절대적으로 부족하기 때문이다.

자체 GPU가 아직 성능을 장담하기 어려운 상황에서 가장 안전한 선택지는 ARM과의 계약 연장하는 것이지만, 삼성 최초로 시스템 반도체 설계를 전문으로 하는 시스템LSI 사업부가 지난해 출범한 가운데 아무런 성과 없이 ARM의 지식재산권을 그대로 사용하기에는 강인엽 사장 입장에서도 눈치가 보이는 상황이다.

반도체업계 관계자는 "당장 선택지가 없기 때문에 조만간 삼성전자가 ARM과 다시 라이선스를 맺을 것으로 보인다"며 "다만 일부 비주력 모델 제품군에서는 자체 설계 GPU를 도입하며 ARM으로부터 독립을 시도할 가능성도 있다"고 설명했다.

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