자사 스마트폰 AP, 갤럭시 S26 시리즈에 탑재
한국 등 해외모델에 적용…美·中은 스냅드래곤
멀티코어 '대등' 싱글코어는 퀄컴에 14% '열세'
신규 방열 패키징 HPB로 성능격차 극복이 관건
▲삼성전자 엑시노스 2600
오는 3월 11일 출시 예정인 새 스마트폰 '갤럭시 S26' 시리즈에 탑재될 자사 '엑시노스 2600'과 퀄컴 '스냅드래곤 8 Elite Gen 5' 간의 멀티코어 성능은 대등했지만 싱글코어 성능에서 격차가 난 것으로 나타났다.
갤럭시 S26은 미국·중국 모델에 퀄컴 스냅드래곤, 한국을 포함한 글로벌 모델에 엑시노스가 탑재될 것으로 전망된다.
AP(모바일 프로세서)는 스마트폰의 두뇌 역할을한다. CPU, GPU, 통신 모뎀 등 주요 기능을 하나의 칩에 집적한 시스템 온 칩(SoC) 구조를 띤다. 기기의 전반적인 연산 속도와 그래픽 성능을 결정짓는 가장 중요한 부품이다.
22일 해외 IT 매체 테크매니악스 등에 따르면, 출시 전 올라온 벤치마크 결과 다중 작업 능력을 나타내는 멀티코어 성능은 두 칩셋의 차이가 2% 내외로 대등했다. 반면, 앱 실행 속도 등 기기의 즉각적인 반응을 좌우하는 싱글코어 성능은 엑시노스가 14%가량 열세다.
▲갤럭시 S26 AP 성능. AI 생성 이미지.
기기의 순간적인 최고 성능을 내는 싱글코어 성능의 경우 엑시노스 2600이 약 14% 뒤처진다. 고성능 작업을 전담하는 프라임 코어의 개수 및 클럭 속도 차이에서 발생한 한계다. 싱글코어 성능은 애플리케이션 초기 실행 속도, 카메라 셔터 반응, 웹페이지 로딩 등 소비자가 스마트폰을 조작할 때 느끼는 즉각적인 체감 속도를 결정하므로 일상적인 사용 환경에서 경험 차이를 유발할 수 있다.
반면에 멀티코어 성능은 2개 더 많은 코어를 탑재하면서 성능 차이를 오차범위 내로 맞췄다. 스냅드래곤 8 엘리트가 프라임 코어 2개와 퍼포먼스 코어 6개로 구성된 8코어인데 반해엑시노스 2600은 프라임 코어 1개, 고클럭 퍼포먼스 코어 3개, 고효율 퍼포먼스 코어 6개 등 총 10개의 코어를 탑재해 엑시노스의 코어가 2개 더 많다.
두 칩셋 간의 성능 격차는 삼성전자 모바일 및 반도체 사업의 아킬레스건으로 꼽힌다.
지난 2024년 갤럭시 S24에 탑재된 엑시노스 2400은 스냅드래곤에 비해 싱글코어와 멀티코어가 모두 6% 가량 뒤쳐지고 전성비(전력 대비 성능비) 문제로 배터리 유지 시간과 성능 유지가 미흡하다는 평가를 받았다. 이 문제는 같은해 열린 국정감사에서도 지적이 되기도 했다. 지난해 갤럭시 S25 시리즈는 성능문제와 엑시노스 2500의 생산 수율 문제로 전량 스냅드래곤을 탑재했다.
스냅드래곤 의존도 심화는 모바일 사업부의 부품 매입 비용을 급증시킨다. 원가 부담 가중은 최종 제품의 출고가 인상이나 타 부품의 원가 절감으로 이어져 소비자에게 전가된다. 반대로 엑시노스가 성능 경쟁력을 갖춰 탑재 비중을 높이면, 퀄컴과의 칩셋 단가 협상력이 강화된다. 이는 스마트폰 출고가 인상을 억제하고 합리적인 가격에 기기를 제공하는 소비자 경제적 효용으로 연결된다.
삼성전자가 신규 패키징 기술(FOWLP-HPB)을 통한 발열 제어로 이원화 된 AP 간 성능 차이를 상쇄할 수 있을지가 핵심 관건으로 떠올랐다. 이는 장시간 사용 시 체감 성능 향상이라는 소비자 효용으로 이어진다.
싱글코어 성능의 열세를 만회할 돌파구로 삼성 파운드리의 신규 패키징 기술인 'FOWLP-HPB'가 주목받고 있다. 기존 모바일 칩셋에 사용되던 PoP(패키지 온 패키지) 방식은 AP 위에 메모리(DRAM)를 덮어 적층하는 구조로, AP에서 발생하는 열이 비교적 외부로 원활하게 방출되지 못했다. 반면 HPB(방열 블록) 기술은 메모리 패키지의 면적을 줄여 한쪽으로 배치하고, 남는 공간에 열 배출을 위한 전용 방열 블록을 삽입해 냉각 효율을 높인 것이 특징이다.
방열이 개선됨에 따라 기기의 성능이 더 오래 유지될 수 있다. 고사양 3D 게임 구동, 고해상도 동영상 촬영 등 칩셋 부하가 높은 작업 시 기기 내부 온도가 상승하면, 스마트폰은 부품 손상을 막기 위해 강제로 성능을 제한한다. HPB 패키징은 발열을 빠르게 외부로 배출해 스로틀링 발생 시점을 늦출 수 있다. 벤치마크 상의 싱글코어 최고 성능이 14% 뒤처지더라도, 장시간 기기 사용 시 발열로 인한 성능 저하 폭을 줄여 평균적인 유지 성능을 높이는 원리다.
다만 패키징 기술만으로는 아키텍처 및 클럭 속도 차이로 인한 싱글코어 성능 격차를 극복하기는 어렵다. 게임 구동 시에는 중앙처리장치(CPU) 성능 외에도 그래픽처리장치(GPU) 성능과 소프트웨어 최적화 수준이 복합적으로 작용한다.
결과적으로 갤럭시 S26 시리즈의 과제는 엑시노스와 스냅드래곤 탑재 모델 간의 실사용 경험 차이를 최소화하는 것이다.
소비자는 칩셋의 종류와 무관하게 동일한 기기 가격에 상응하는 일관된 성능을 요구한다. 따라서 엑시노스 2600이 벤치마크 수치상의 한계를 넘어, 실사용 환경에서 발열 제어를 통한 대등한 성능 유지력을 증명해 낼 수 있을지가 이번 신제품의 최종 성패를 가를 전망이다.
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