"3세대 오라이온 중앙처리장치(CPU)는 완전히 처음부터 다시 설계한 최신 아키텍처(구조)로 이전 세대 대비 성능과 에너지 효율 면에서 큰 도약을 이뤄낸 디자인이다. '스냅드래곤X2 엘리트 익스트림'에서 프라임 코어 기준 '스냅드래곤X 엘리트' 1세대 오라이온 CPU 대비 성능은 39% 전력 효율은 43%를 개선했다."

프라딥 카나파티필라 퀄컴 엔지니어링 부사장은 11일(현지시각) 미국 샌디에이고 퀄컴 본사에서 열린 '스냅드래곤X 시리즈 아키텍처 딥다이브 2025'에서 이같이 밝히고 3세대 오라이온 CPU가 현존 최강 전성비(전력 대비 성능)을 보유한 제품이라고 강조했다.

3세대 오라이온 CPU는 퀄컴이 지난 9월 발표한 스냅드래곤X2 엘리트 익스트림과 '스냅드래곤X2 엘리트'에 들어갔다. 두 제품은 마이크로소프트(MS) 윈도 운영체제(OS) PC용 시스템온칩(SoC)이다.

프라임 클러스터 2개와 퍼포먼스 클러스터 1개로 구성했다. 프라임 클러스터는 ▲프라임 코어 6개 ▲16메가바이트(MB) L2 캐시를 탑재했다. 퍼포먼스 클러스터는 ▲퍼포먼스 코어 6개 ▲12MB L2 캐시를 장착했다.

카나파티필라 부사장은 "▲분기 예측(Branch prediction) ▲불러오기/저장하기(Load/Store) ▲프리페칭(Prefetching) 등 다양한 영역에서 성능과 전력 최적화를 진행했다"라며 "프라임 코어는 더 넓고 빠른 파이프라인을 적용해 최고 성능을 담당하도록 했다"라고 말했다.

프라임 코어 속도는 싱글 코어 기준 5.0기가헤르츠(GHz) 멀티 코어 기준 4.4GHz다. 퍼포먼스 코어 속도는 3.6GHz다. 프라임 코어는 고성능 퍼포먼스 코어는 효율과 저전력 운영에 초점을 맞췄다. 속도 향상을 위해 9개 와이드 디코더를 채용했다.

L2 캐시는 클러스터 단위에 배치했다. 하지만 모든 코어가 전체 캐시를 공유할 수 있도록 설계했다. 총 44MB L2 캐시를 18개 코어가 함께 사용한다.

각각의 클러스터는 '퀄컴 매트릭스 엔진'을 내장했다. 매트릭스 엔진은 CPU용 매트릭스 및 머신러닝(ML) 가속기다.

카나파티필라 부사장은 "사이클당 16개 명령어를 가져올 수 있다"라며 "3세대 오라이온 CPU의 특징 중 하나는 CPU 안에 전용 AI 가속기를 넣었다는 점"이라고 전했다.

보안도 강화했다. 클러스터당 하드웨어 난수 생성기(RNG)를 1개씩 포함했다.

카나파티필라 부사장은 "다양한 업계 및 국가 표준 보안 기준을 충족하는 아키텍처를 적용했다"라며 "MTE(Memory Tagging Extension)도 지원한다"라고 설명했다.

샌디에이고(미국)=윤상호 기자 crow@techm.kr