엑시노스

개요

삼성전자에서 설계를 하고 삼성팹에서 생산되는 모바일 SoC 제품군이다. 현재 이 SoC는 삼성전자와 Meizu 등의 모바일 제품군에 사용되고 있다. ARM의 CPU 아키텍처를 마개조해서 사용하고 타 AP 설계사들이 전력관리 문제로 모바일 AP에서 그닥 선호하지 않는 Cortex-A15나 Cortex-A57을 총대 매고 사용한 경력이 있다. GPU는 ARM Mali 시리즈를 선호하는 경향이 강하다. 다만 엑시노스 3110이나 엑시노스 5410에는 PowerVR 시리즈 5 GPU를 사용한 경력이 있다. 상대적으로 보면 GPU보다는 높은 CPU 성능을 추구하는 경향이 강하고 자사의 팹 덕분에 미세공정으로 이행하는 속도가 다른 제조사에 비해 많이 빠르다.

상세 스펙

엑시노스 이전의 SoC

삼성전자는 2000년대 부터 ARM CPU를 기반으로 한 SoC를 설계해 왔다. 인텔과 AMD의 x86 계열 CPU들에 가려진 면이 있지만 ARM쪽 설계 경력은 나름 오래된 편이다.#

삼성 S3C, S5L, S5P 라인업 항목 참고.

엑시노스 3XXX

비슷한 성능을 가진 ARM Cortex-A8, Cortex-A7 멀티 프로세서를 탑재한 엑시노스 제품군이다.

• Hummingbird (S5PC100)

CPU	GPU
ARM Cortex-A8 싱글코어 833 → 600MHz	IT PowerVR SGX 535 200MHz
생산 공정	램 대역폭
삼성 65nm###	32비트 LPDDR, LPDDR2, DDR2
아이폰 3GS

2009년 중반에 아이폰 3GS에 탑재되었고 그당시로는 고성능 CPU였던 ARM Cortex-A8과 이매지네이션 테크놀로지의 PowerVR SGX 535를 사용했다. 833MHz로 작동하는 Cortex-A8과 PowerVR SGX 535는 그당시 옴니아 2에 탑재된 ARM11 기반 AP와 OMAP 34xx등등 경쟁하던 타 AP의 성능을 가볍게 뛰어넘었고 아이폰 3GS의 전작인 아이폰 3G의 GPU와 비교해서 7배의 버텍스 성능, 2.5배의 픽셀 성능을 보여주었다. 다만 CPU 성능은 실제품 탑재시 클럭이 낮아졌고, 높은 GPU 성능으로 인해 게임 구동시 배터리 지속시간이 전작 제품과 비교해서 25% 감소하였다. 그래도 똥같은 옴니아의 ARM11 탑재 AP보다는 훨씬 낫다. 옴니아는 AP 말고도 총체적 난국이었지만... 반도체 사업부에서 무선사업부한테 똥을 줬다.

• Hummingbird (S5PC11X 또는 엑시노스 3110)

CPU	GPU
ARM Cortex-A8 싱글코어 1~1.2GHz	PowerVR SGX 540 200MHz
생산 공정	램 대역폭
삼성 45mm	32비트 LPDDR2
삼성 갤럭시 S, K, U, 갤럭시 탭, 넥서스 S 등

모바일 AP중 최초로 ARM Cortex-A8의 클럭을 1GHz 이상으로 올렸다. 같은 설계사에서 설계된 Apple A4와 매우 유사하다고 한다.

CPU와 GPU 성능 모두 준수한 수준으로 평가된다. ARM의 Cortex-A8 아키텍처는 퀄컴 스냅드래곤의 Scorpion보다 린팩으로 측정되는 부동소숫점 연산능력은 훨씬 낮았지만, 그당시 스마트폰 성능은 대부분 정수연산 성능에 따라 결정되었다. GPU 성능도 그당시 최고수준이었다. 그당시 GPU의 성능을 측정하는데 널리 이용된 GL벤치마크 2.1의 결과를 참고하면 TI OMAP 3시리즈나 Apple A4가 각각 PowerVR SGX 530, 535를 사용할때 엑시노스 3110은 SGX 540을 사용하여 더 높은 성능을 가졌고, Adreno 205와 유사한 성능을 가졌지만 실제 앱환경에서는 아직 PowerVR이 호환성면에서 우위를 점하던 시기라서 더 우수한 게이밍 성능을 보여주었다.

• 엑시노스 3250

CPU	GPU
(CPU 종류, 코어 수) ****MHz	(GPU 종류) ***MHz
생산 공정	램 대역폭
(파운드리 회사) ** nm (공정명)	(램 대역폭)
(이 AP를 사용하는 기기)

(AP 상세 설명)

• 엑시노스 3470

CPU	GPU
(CPU 종류, 코어 수) ****MHz	(GPU 종류) ***MHz
생산 공정	램 대역폭
(파운드리 회사) ** nm (공정명)	(램 대역폭)
(이 AP를 사용하는 기기)

(AP 상세 설명)

• 엑시노스 3475(ModAP)

CPU	GPU
ARM Cortex-A7 쿼드코어 1196 ~ 1300MHz	ARM Mali-T720 싱글코어
생산 공정	램 대역폭
삼성 28nm	LPDDR3 지원
LTE 카테고리 4 지원
갤럭시 폴더, 갤럭시 On5, 갤럭시 On7

전반적인 성능은 엑시노스 3470보다도 낮아졌지만 GPU가 ARM Mali-400에서 Mali-T720으로 바뀌어서 상위 API를 지원한다.
엑시노스 3470과 같이 초저전력 컨셉의 AP이고 내부에 들어간 Cortex-A7 CPU의 성능은 Geekbench 3 기준 최대 싱글코어 350점, 멀티코어 1180점으로 측정된다.
GPU 성능은 GFX벤치 2.7 티렉스 기준 5.5fps로 측정된다. 최근에 나오는 게임같은건 구동할 생각도 안하는게 좋다. 삼성도 그걸 알고 저가 라인업이나 갤럭시 폴더같은 폴더형 스마트폰에 탑재하고 있다.
다만 장점으로는 워낙 초저전력 CPU를 탑재한 덕에 절전모드 상태에도 1GHz, 일반적인 상태에는 1.1 ~ 1.2GHz로 구동한다.

엑시노스 4XXX

ARM Cortex-A9 CPU와 ARM Mali-400 MP4 GPU의 구성으로 이루어진 엑시노스 제품군이다.

• 엑시노스 4210

CPU	GPU
ARM Cortex-A9 MP2 1.2 ~ 1.4GHz	ARM Mali-400 MP4 267MHz
생산 공정	램 대역폭
삼성 45nm	32비트 LPDDR2, DDR2, DDR3 400MHz
삼성 갤럭시 S2, 갤럭시 탭 7.0 플러스(1.2GHz) 갤럭시 노트 해외판, 갤럭시 탭 7.7, ODROID-A 개발보드, Meizu MX 2-Core(1.4GHz)

삼성의 45nm 공정에서 생산되었다. ARM Cortex-A9를 듀얼코어 구성으로 탑재했고, 원래 1GHz의 클럭을 가질 것이라고 알려졌으나, 1.2GHz의 클럭으로 출시되었고 추후 탑재된 제품은 1.4GHz까지 클럭을 올렸다.

갤럭시 S2에 탑재된 Cortex-A9 듀얼코어의 성능은 원래 꽤나 낮은 수준으로 예상되었으나, 실제 출시된 이후의 벤치마크를 보면 충격과 공포의 성능을 보여주었다. 이로 인해 엑시노스 라는 AP에 대한 이미지가 고성능으로 굳어지기 시작했다.

GPU는 그 당시 전혀 생소한 ARM Mali-400 쿼드코어를 탑재했다. Mali-400의 성능은 높은 필레이트로 인해 Apple A5를 제외한 안드로이드 계열 스마트폰에 탑재되는 AP의 GPU중 가장 성능이 높은 것으로 평가되었고, 이후 지속적인 최적화를 통해 GL벤치마크 2.5와 2.7에서의 성능을 아이폰 4s에 탑재된 PowerVR SGX543 듀얼코어와 비슷한 수준까지 끌어 올린 것을 볼 수 있다.

• 엑시노스 4212

CPU	GPU
(CPU 종류, 코어 수) ****MHz	(GPU 종류) ***MHz
생산 공정	램 대역폭
삼성 32nm HKMG	(램 대역폭)
(이 AP를 사용하는 기기)

(AP 상세 설명)

• 엑시노스 4412

CPU	GPU
(CPU 종류, 코어 수) ****MHz	(GPU 종류) ***MHz
생산 공정	램 대역폭
삼성 32nm HKMG	(램 대역폭)
(이 AP를 사용하는 기기)

(AP 상세 설명)

• 엑시노스 4415

CPU	GPU
(CPU 종류, 코어 수) ****MHz	(GPU 종류) ***MHz
생산 공정	램 대역폭
삼성 28nm HKMG	(램 대역폭)
(이 AP를 사용하는 기기)

(AP 상세 설명)

엑시노스 5XXX

ARMv7 명령어셋을 지원하는 ARM사의 CPU중에 가장 성능이 높은 제품군인 Cortex-A15와 ARM Mali 미드가르드 아키텍처가 적용된 엑시노스 제품군이다. Cortex-A15의 높은 전력소모로 인해서 엑시노스 5250의 후속으로 나온 엑시노스 5 시리즈 AP들은 ARM big.LITTLE 기술이 적용되어 있다.

Cortex-A57가 탑재된 엑시노스 5433도 앞자리 번호가 "5" 이긴 하지만 삼성 엑시노스 공식 홈페이지를 보면 Exynos 7 Octa로 명시되어 있고 위키 서술의 편의를 고려해서 이 항목에서는 제외하고 다음 항목에 서술함.

• 엑시노스 5250

CPU	GPU
ARM Cortex-A15 듀얼코어 1700~2000MHz	ARM Mali-T604 533MHz
생산 공정	램 대역폭
삼성 32nm HKMG	32비트 듀얼채널 800MHz LPDDR3/DDR3, 533 MHz LPDDR2
넥서스 10

32nm HKMG 공정에서 생산되었고, 첫번째로 ARM Cortex-A15를 사용한 AP이다. 많은 사람들의 예상과는 다르게 엑시노스 4412보다도 늦게 상용화가 되었지만 2012년 당시 시중에 존재하던 다른 AP보다 훨씬 우월한 성능을 보여주었다. 다만 넥서스 10에 탑재될때에 CPU 동작클럭이 1.7GHz로 하향됐음에도 불구하고 풀로드시 CPU와 GPU의 전력소모량이 각각 4W 내외수준이어서 스마트폰에 탑재하는게 불가능했다. 비교 대상인 스냅드래곤 S4 APQ8060A가 CPU, GPU 각각 최대 1W를 소모하는 것과 비교하면 어마어마한 전력을 소모하는 것이다.

성능면에서 접근해보면 엑시노스 5250의 CPU 성능은 동일한 시기에 상용화되고 Krait 쿼드코어를 탑재한 스냅드래곤 S4 프로와 비교해봐도 높은 IPC로 인한 높은 코어당 성능으로 싱글코어 성능은 압도, 멀티코어 성능도 쿼드코어인 스냅드래곤 S4 Pro에 그닥 꿀리지 않는 모습을 보여준다.

GPU 성능은 GL벤치마크 2.5와 GFX 벤치 2.7을 보면 스냅 S4 프로에 들어간 Adreno 320와 비교하면 비슷한 수준, 2013년에 상용화된 스냅드래곤 600의 Adreno 320과 비교하면 열세이다. 전력소모 테스트의 비교 대상인 Adreno 225와 비교하면 3배 높은 성능을 가지고 있다.

Cortex-A15의 높은 전력소모 때문에 삼성전자는 후속 AP부터 고성능 CPU인 Cortex-A15에 저전력에 높은 전력대비 성능을 갖춘 Cortex-A7을 조합시킨 big.LITTLE 기술을 이용하게 되었다.

• 엑시노스 5260

CPU	GPU
ARM Cortex-A15 듀얼코어 1700MHz + ARM Cortex-A7 쿼드코어 1296 MHz	ARM Mali-T628 (코어 수) (동작 클럭)MHz
생산 공정	램 대역폭
삼성 28nm HKMG	32비트 듀얼채널 LPDDR3 800 MHz
갤럭시 노트 3 네오

엑시노스 제품군중 최초로 big.LITTLE 기술의 정점인 HMP를 지원하는 AP이고, HMP 지원 AP중 최초로 상용화된 AP이다. 상당히 변칙적인 코어 구성인 2+4코어 구조를 사용했다. 물론 ARM의 빅리틀 시연중에는 Cortex-A15 듀얼 + Cortex-A7 트리플코어의 구성이 있긴 했다.

그당시 플래그쉽급 기기에 끼워지던 AP들보다는 한단계 아래 수준을 노리고 나왔지만, CPU 성능 자체는 Cortex-A15의 높은 IPC와 HMP 모드를 지원함으로 인한 장점으로 싱글코어, 멀티코어 성능 둘 다 퀄컴 스냅드래곤 600보다 높은 성능을 보여주었고, GPU 성능도 스냅드래곤 600의 Adreno 320과 동급이라고 한다.

여담으로 출처에 따라 GPU가 Mali-T628 MP3 533MHz, Mali-T624 MP2, Mali-T628 MP4 600MHz로 자료마다 다른 수치를 제기하고 있는데, 해외판 갤럭시 노트 3 네오를 사용하고 있는 이용자가 있다면, CPU-Z로 시스템 정보를 확인해서 이 항목에 조금이나마 기여해주면 감사하겠습니다. 필자는 국내판 네오라고 한다.

문서 순서상으로는 엑시노스 5260이 5410과 5420보다 상위에 있지만 실제 상용화는 5420보다 몇달 더 늦게 이루어졌다.

• 엑시노스 5410

CPU	GPU
ARM Cortex-A15 쿼드코어 1600MHz + ARM Cortex-A7 쿼드코어 1200 MHz	PowerVR SGX 544 트리플코어 533MHz
생산 공정	램 대역폭
삼성 28nm HKMG	32비트 듀얼채널 LPDDR3 800 MHz
갤럭시 S4, Meizu MX3

모바일 AP중 최초로 big.LITTLE 기술을 사용한 AP이자, 최초의 옥타코어 AP이고 공개 전에 높은 기대를 받았지만 그만큼 공개 후 논란거리도 많은 AP이다.

일단 CPU의 구조는 그당시 가장 성능이 높았던 ARM의 Cortex-A15를 4개 탑재했고 전력효율이 높은 Cortex-A7을 4개 탑재했다. 전작인 엑시노스 4412나 5250보다 높은 성능을 내는만큼 전력소모량의 압박도 강해져서 자사의 28nm HKMG 공정을 도입하였다. GPU는 이례적으로 ARM Mali가 아닌 이매지네이션 테크놀로지의 PowerVR SGX 544를 트리플코어 구성으로 탑재하였다.

그러나 big.LITTLE 기술중에 클러스터 마이그레이션만 지원하고 정작 CPU 마이그레이션과 HMP 모드를 지원하지 않아서 저게 진짜로 옥타코어 AP가 맞냐는 논란이 있었다. 특히나 엑시노스 5410은 CCI-400의 버그로 인해서 CPU 마이그레이션과 HMP를 지원할 수 없다고 결론이 났고, XDA에서도 결국 포기했다. 개중에는 옥타코어가 아니라 듀얼-쿼드코어라고 불러야 한다라는 의견까지 나오기도 했다. 일단 물리적으로 코어수를 계산하면 옥타코어가 맞긴 하다. 이후, 이 논란은 엑시노스 5260과 5422에 HMP 기술이 적용되고 종식되었다.

GPU도 갤럭시 S4의 PowerVR SGX 544 트리플코어가 평시에는 480MHz로 작동하고 벤치마크 어플에만 533MHz로 작동하여서 저거 완전 480MHz로 표기해야 하는거 아니냐? 하는 의견이 있었지만 기기의 소프트웨어 셋팅 문제이다. 실제로 Meizu MX3에 GPU가 정상 작동하는걸 보면 AP 자체의 잘못은 아니다. 갤럭시 S4에서도 추후 업그레이드로 벤치마크 부스터 논란을 종식시켰다.

성능을 따져보면 우수한 수준이다. 일단 CPU 성능은 5410이 HMP를 미지원함에도 불구하고 Geekbench 3 기준 퀄컴 스냅드래곤 600과 다음 세대인 스냅드래곤 800의 사이 수준의 성능을 보여주었고, GPU 성능은 GL벤치 2.5 기준 Adreno 320과 동급, GFX벤치 2.7 기준 아드레노 320보다 소폭 낮은 포지션에 위치하고 있다.

• 엑시노스 5420

CPU	GPU
ARM Cortex-A15 쿼드코어 1900MHz + ARM Cortex-A7 쿼드코어 1296 MHz	(GPU 종류) ***MHz
생산 공정	램 대역폭
삼성 28nm HKMG LPP	(램 대역폭)
(이 AP를 사용하는 기기)

(AP 상세 설명)

• 엑시노스 5422

CPU	GPU
ARM Cortex-A15 쿼드코어 1900MHz ~ 2100MHz + ARM Cortex-A7 쿼드코어 1296 MHz	(GPU 종류) ***MHz
생산 공정	램 대역폭
삼성 28nm HKMG	(램 대역폭)
갤럭시 S5 3G

(AP 상세 설명)

• 엑시노스 5430

CPU	GPU
ARM Cortex-A15 쿼드코어 1800MHz ~ 2000MHz + ARM Cortex-A7 1300MHz ~ 1500MHz	ARM Mali-T628 헥사코어 550MHz ~ 600MHz
생산 공정	램 대역폭
삼성 20nm HKMG LPE	32비트 듀얼채널 1066 MHz LPDDR3e/DDR3
갤럭시 알파, 갤럭시 A7, 갤럭시 A8, Meizu MX4 프로

"5430" 이라는 네이밍에서 볼수 있듯이, 삼성전자 엑시노스 5 시리즈중에 명실공히 최정점에 선 AP이다. 갤럭시 노트 4에 탑재된 엑시노스 5433과 비슷한 시기에 갤럭시 알파의 AP로 투입되었다.

성능 자체로만 봐도 퀄컴 스냅드래곤 801를 약간 상회하는 성능이지만 가장 큰 개선점은 삼성전자의 신 공정인 20nm HKMG 공정이 적용된 것으로, 엑시노스 5 시리즈의 첫 제품인 엑시노스 5250이 Cortex-A15 듀얼코어 1.7GHz와 ARM Mali-T604 쿼드코어 533MHz를 탑재하고 풀로드시의 소비전력이 각각 4W 안밖 수준이었다면, 엑시노스 5430은 Cortex-A15 쿼드코어 1.8GHz와 ARM Mali-T628 MP6으로 성능이 크게 개선되었음에도 불구하고 CPU의 소비전력은 4코어 풀로드시 3.7W, 언코어 소비전력을 제외한 1코어당 소비전력은 750mW#로 비슷한 수준의 전력소모량에 큰 성능 향상을 보여주었고, GPU의 소비전력도 메이주 MX4 Pro의 수치를 보면 엑시노스 5250과 비슷한 수준의 3.5W의 전력소모량#으로 5250의 GPU 성능을 크게 뛰어넘고 Apple A7과 비슷한 수준의 GPU 성능을 보여주었다. GPU 전력소모량을 보면 아난드텍 리뷰어가 갤알파 수율이 꽝인걸 뽑았나 보다.

플래그쉽급 스마트폰 AP에 준하는 성능을 가졌지만 삼성에서 중급형 기기에 쓸만한 자사 AP가 없어서 GPU 성능이 크게 딸리는 퀄컴 스냅드래곤 615와 함께 삼성전자의 중급형 라인업을 맡았지만, 이후 삼성전자에서도 스냅드래곤 615와 비슷한 타겟 성능을 가지고 LTE 카테고리 6을 지원하는 엑시노스 7580을 내놓아서 상당수의 중급형 기기의 AP들이 엑시노스 7580으로 대체되었다.

엑시노스 7XXX

ARMv8 명령어셋을 사용하는 64비트 CPU인 ARM Cortex-A57, A53을 탑재했다. 64비트 아키텍처인 Cyclone을 사용한 Apple A7에 뒤이어 갤럭시 노트 4에 엑시노스 7 시리즈인 엑시노스 5433을 장착해서 상용화 되었다. GPU로는 ARM 홀딩스의 2세대 미드가르드 아키텍처를 사용한 ARM Mali-T700 번대를 사용했다.

• 엑시노스 5433 (엑시노스 7 옥타)

CPU	GPU
ARM Cortex-A57 쿼드코어 1900MHz + ARM Cortex-A53 쿼드코어 1296 MHz	ARM Mali-T760 헥사코어 700MHz
생산 공정	램 대역폭
삼성 20nm HKMG LPE	64비트 LPDDR3-1650(듀얼채널 825MHz, 13.2GB/s)
(통신 규격)
갤럭시 노트 4, 갤럭시 노트 엣지, 갤럭시 노트 4 S-LTE, 갤럭시 탭 S2

삼성 엑시노스 7 라인업의 첫 AP이고 라인업상 퀄컴 스냅드래곤 805와 대응되는 포지션을 가지고 있다. 무선사업부 측에서 엑시노스 5433이라는 AP 명칭을 공개했고 삼성 엑시노스 홈페이지에는 엑시노스 7 옥타(5433)으로 표기되어 있다. 가끔 IT 웹진/블로그 등에서 예전에 엑시노스 5433이라는 AP 명칭이 공개되기전에 사람들 사이에서 추정되던 명칭인 "엑시노스 7410"으로 표기하는 경우도 볼수 있지만 잘못된 표기니 유의하자.

그당시에 고성능 CPU로 손꼽히던 최신 아키텍처인 ARM Cortex-A57과 Cortex-A53을 각각 4코어씩 탑재해서 big.LITTLE 옥타코어 구성을 이뤄서, CPU 성능은 그당시 경쟁 AP중 가장 높다고 평가받는 수준이었다. Geekbench 3에서 나타나는 성능을 보면 싱글코어 최대 1300점대, 멀티코어 최대 4600점에서 기기에 따라 4700점까지 찍어줘서, 퀄컴 스냅드래곤 805가 싱글 1100점, 멀티 3500점을 찍는 것과 비교하면 매우 높은 CPU 성능이다. 이런 결과가 나온 원인을 보면 스냅드래곤 진영에서는 아키텍처에서 큰 변화를 주지 않고 Krait 450 CPU를 2.7GHz까지 오버클럭했지만, 엑시노스 진영은 Cortex-A57 아키텍처를 사용해서 높은 싱글코어 성능을 달성했고, 엑시노스 5 시리즈부터 적용된 HMP로 인해 멀티코어 성능에도 이득을 보았기 때문이다. 같은 64비트 AP인 Apple A8의 Cyclone 듀얼코어 1.4GHz와 비교해 보면 Apple A8의 CPU 성능은 애플 AP 고유의 설계 사상으로 인한 Cyclone 코어의 높은 IPC 덕분에 싱글코어 성능이 1600점에 육박한다. 그러나 고성능 CPU를 탑재한 반작용으로 많은 수의 코어를 탑재하지 못하고 듀얼코어 구성을 이뤄서 멀티코어 점수는 2800점에 그쳤다.

그러나 64비트 AP면서 AArch64를 지원하지 않아서 논란이 되었다. 하드웨어(AP)의 문제라기 보다는 펌웨어를 올려주는 무선사업부측의 의지여부가 주 원인으로 주목되고 있다. 실제로 후속 AP인 엑시노스 7420은 AArch64를 잘 지원하고 있다. 무선사업부측에서 엑시노스 5433에 64비트를 지원하면 성능 자체가 겹칠 우려가 있고, 경쟁 AP들의 CPU 성능을 고려해 보면 32비트로도 충분하다고 판단한 듯 하다.

ISSCC에서의 삼성전자의 발표에 따르면 삼성이 자체적으로 ARM Cortex-A57, A53 아키텍처의 전력효율을 개선했다고 한다. 실제로 파운드리 업체는 다르지만 같은단계인 20nm 공정을 사용하고 동일한 CPU 아키텍처를 사용했고 좀더 나중에 상용화된 퀄컴 스냅드래곤 808, 810과 비교시 더 높은 수준의 전력대비 성능을 보여주었다. (1코어당 성능과 전력대비 성능) 상대적으로 예전 기준인 SPECint 2K가 아닌 Geekbench나 SPECint 2006에서 엑시노스의 성능이 상대적으로 더 올라간다는 것을 감안하면 전력대비 성능은 더욱 차이나게 된다.

GPU는 ARM Mali-T760 헥사코어 700MHz를 사용하였다. 성능 자체로만 보면 Adreno 420과 비교시 소폭 열세인 수준이지만, 전력 소모량은 풀로드시 6W에 달해서 Adreno 420에 비하면 전력대비 성능 측면에서는 꽤 많이 부족하다. Apple A8의 PowerVR GX6450와 비교하면 GFX벤치 2.7과 3.0에서는 열세지만 3.1상에서는 더 높은 결과를 보여준다고 한다.

• 엑시노스 7420

CPU	GPU
ARM Cortex-A57 쿼드코어 2100MHz + ARM Cortex-A53 쿼드코어 1500 MHz	ARM Mali-T760 옥타코어 772MHz
생산 공정	램 대역폭
삼성 14nm 핀펫 LPE	64비트 듀얼채널 LPDDR4 1553 MHz
통신 모뎀 없음. Shannon 333 탑재시 LTE 카테고리 10 지원
갤럭시 S6, 갤럭시 S6 엣지, 갤럭시 노트 5, Meizu PRO 5

2015년에 삼성전자의 모바일 기기들이 타사의 기기들보다 앞선 성능을 가지게 한 일등공신이다. 원래 경쟁 상대인 퀄컴 스냅드래곤 810은 CPU의 높은 전력소모로 인한 발열 논란으로 제 성능을 못내어서 엄청 욕을 먹었고, 9월에 Apple A9가 나오기 전까지는 사실상 7420의 독주 체제였다.

CPU 성능은 Geekbench 3 결과를 보면 풀로드시 싱글코어 1500점, 멀티코어 5500 ~ 5600점이다. 타사의 AP들과 비교해 보면 멀티코어 점수는 훨씬 나중에 나온 퀄컴 스냅드래곤 820, 태블릿용 AP인 Apple A9X와 견줄 수준이고, 싱글코어 점수 또한 Apple A8의 Cyclone 1.4GHz (최대 1630점)과 거의 동일한 수준이다. Apple A9와 비교하면, A9대비 엑시노스 7420의 싱글코어 성능은 약 60%, 멀티코어 성능은 130%보다 약간 낮은 수준이다. A9와 7420의 상용화 시기가 꽤 차이난다는걸 감안하면 7420의 CPU 성능은 매우 준수한 성능이라는 결론이 나온다.

CPU 풀로드시 전력소모량이 빅코어 5.5W에 리틀코어 1W 미만으로, ARM Cortex-A57의 성능과 전력소모량이 매우 높은 수준인걸 감안하면 매우 준수한 수준이다. 삼성전자의 14LPE 공정의 수율이 양호한 수준이어서 20LPM 대신 14LPE 공정을 사용한 것이 큰 효과를 본것으로 보인다. 1코어당 전력소모량을 전작, 퀄컴 스냅드래곤과 비교해보면 2015년에 사용된 AP중 가장 전력효율이 높다는걸 알수 있다.

GPU로는 ARM Mali-T760이 옥타코어 구성으로 탑재되었고 GFX벤치 3.0 기준 25.1fps으로 측정되어서 Apple A8의 GX6450과 Apple A9의 GT7600 사이급의 성능을 가지고 있다. Adreno 430과의 비교는 GFX벤치 3.0과 3.1에서는 소폭 열세이고 GFX벤치 2.7과 GFX벤치 Car Chase에서는 소폭 우세이다. 전력소모량을 비교해보면 4.8W vs 7.3W로 엑시노스 7420이 무난히 낙승하였다.

• 엑시노스 7580

CPU	GPU
(CPU 종류, 코어 수) ****MHz	(GPU 종류) ***MHz
생산 공정	램 대역폭
(파운드리 회사) ** nm (공정명)	(램 대역폭)
(통신 규격)
(이 AP를 사용하는 기기)

(AP 설명)

• 엑시노스 7870(ModAP)

CPU	GPU
ARM Cortex-A53 옥타코어 1690MHz	ARM Mali-T830 ##코어 ***MHz
생산 공정	램 대역폭
삼성전자 14nm 핀펫 LPP	LPDDR3 933 MHz
LTE 카테고리 6 지원
갤럭시 J7 2016

14/16nm 공정이 막 상용화 될때는 플래그쉽급 AP를 제조하는 데에만 사용되었지만 시간이 지나고 중급형 AP를 제조하는데에도 쓰이게 된다. 타사에도 14/16nm 공정에서 제조되는 중급형 AP가 나오고 있다. 퀄컴 스냅드래곤 625도 7870과 동일한 14LPP에서 양산되고 미디어텍 Helio P20은 TSMC의 16nm 공정에서 양산된다.

CPU는 경쟁 AP와 같이 ARM Cortex-A53 옥타코어를 사용한다. 경쟁 AP중에서 Cortex-A53의 클럭도 가장 낮고 GPU 성능도 가장 낮을것으로 추정되지만, 어차피 이런 류의 AP들은 적당한 성능에 높은 전력효율을 어필하는 컨셉이니 큰 지장은 없을것으로 보인다.

엑시노스 8XXX

삼성전자에서 ARMv8 명령어셋을 사용하고 자사가 설계한 CPU 아키텍처인 Exynos M1(또는 가칭 "몽구스")를 사용한 AP 제품군이다.

• 엑시노스 8890(ModAP)

CPU	GPU
Exynos M1 쿼드코어 2288 ↔ 2600MHz + ARM Cortex-A53 쿼드코어 1586MHz	ARM Mali-T880 도데카코어(12코어) 650MHz
생산 공정	램 대역폭
삼성 14nm 핀펫 LPP	64비트 듀얼채널 LPDDR4 1794MHz
LTE 카테고리 12/13 지원 통신칩 내장
갤럭시 S7, 갤럭시 S7 엣지

삼성전자의 모바일 AP중 최초로 자체 아키텍처를 사용했다. 그리고 모바일 AP중 최초로 로드상태의 코어수에 따라 최대 클럭이 조정된다. 빅코어인 Exynos M1이 1~2개 로드시에는 최대 2.6GHz까지 클럭이 올라가지만, 3~4개 로드시에는 2.29GHz로 클럭 한계치가 내려간다. 이 기술을 사용하기 위해 미디어텍 Helio X20 / X25처럼 삼성전자도 CCI-400 대신 자체 SCI를 개발하여 엑시노스 8890에 사용한 것으로 알려졌다.

Geekbench 3으로 측정된 CPU 성능을 보면 싱글코어 성능은 2250점대, 멀티코어 성능은 일반적인 상황에 최대 6770점, 최적의 상황에는 6950~7050점대로 측정된다. 퀄컴 스냅드래곤 820과 비교시 약 7% 낮은 싱글코어 성능에 20% 더 높은 멀티코어 성능을 가지고, Apple A9와 비교시 약 15% 낮은 싱글코어 성능에 무려 50% 높은 멀티코어 성능을 보유하고 있어, 두 AP와 비교시 CPU에서는 여러모로 상위호환이라고 말할 수 있다.

ARM Mali-T880이 12코어 구성, 650MHz의 클럭으로 탑재되었고 현재까지의 벤치마크 결과를 보면 GFXBench 3.0 맨해튼 기준 38fps의 성능을 보여준다. 이 자료대로라면 경쟁 AP의 GPU인 Adreno 530보다 다소 낮은 성능을 보여준다. 지금까지 엑시노스와 퀄컴 스냅드래곤에 탑재된 GPU의 성능은 대부분 오차범위 내에 동급이었는데 이번 비교는 동급이라고 부르기에는 좀 힘든 수준이다.

이에 대해 Mali-T880이 원래 스펙대로의 성능을 내지 못했다는 설도 있고, 초기벤치이고 조금 더 상승할 것이라는 설도 있다.

현재는 GFX벤치 맨해튼 기준 최대 41fps, 티렉스 기준 최대 88fps로 PowerVR GT7600은 따라잡은 상태이다. 시간이 지난후 벤치마크 표본수가 많아져서 최댓값이 더 높아지면 추가바람.

같은 기기상에 두 종류의 AP를 사용한 갤럭시 S7의 배터리 테스트 결과를 보면, 엑시노스 8890이 더 전력 효율이 높은 것을 알 수 있다. 실제로 찌라시 상에 삼성전자에서 첫번째로 자체 개발한 프로세서인 Exynos M1의 전력소모량에 대한 우려가 꽤나 컸지만, big.LITTLE 구조와 터보 부스트 기능을 통해 이루어낸 성과로 보인다. 일반적인 상황에도 퀄컴 스냅드래곤 820보다 전력효율이 높지만 Ars Technica의 WebGL 구동시의 배터리 테스트에서 볼 수 있듯이 CPU에 고부하가 걸릴때 전력효율 차이가 일반적인 상황보다 훨씬 큰 것을 볼 수 있다.