기본 콘텐츠로 건너뛰기

사물인터넷, 웨어러블 시장을 향한 ARM 의 해답 - M7



 오늘날 세계 임베디드, 모바일 프로세서 시장을 장악하고 있는 회사는 ARM 입니다. ARM 자체는 제조사는 아니지만 자신의 프로세서 관련 라이센스를 퀄컴이나 삼성 같은 대기업이 판매해 ARM 계열 프로세서를 제조할 수 있도록 하고 라이센스를 받는 방식으로 영업을 하고 있습니다. 오늘날 매년 수십억개의 ARM 계통 칩들이 양산되는데 목적에 따라서 엑시노스나 스냅드래곤처럼 고성능의 어플리케이션 프로세서에서 냉장고나 혈당기 같은 기긱에 들어가는 다양한 칩이 여기에 속합니다.  


 ARM 은 스마트폰 등을 노리는 가장 고성능의 프로세서인 Cortex - A 시리즈와 그 아래 하위 제품군인 Cortex - R, 그리고 마이크로컨트롤러와 가장 저가, 저전력 시장을 노리는 Cortex - M 시리즈로 제품군을 나누고 있습니다. (아래 슬라이드 참조) 최근 ARM 은 M 시리즈의 최고 성능 제품인 M7 을 공개했습니다.  









(Source : ARM)  


 ARM 은 2004 년 M 시리즈를 처음 내놓았는데 2013 년 한해 동안만 29 억개의 칩을 판매했고 2014 년 상반기에만 17 억개를 판매했다고 발표했습니다. M 시리즈의 라이센스를 구매한 기업만 175 개라고 하네요.  


 사실 M 프로세서는 기본적으로 메모리 관리 유닛 memory management unit (MMU) 이 빠져 있는 단순한 구조라서 리눅스 계통 같은 범용 OS 를 지원할 수 없는 프로세서입니다. 따라서 마이크로컨트롤러 (MCU) 에 가까운 구조입니다.

 OS 역시 리눅스나 윈도우보다 단순한 구조의 RTOS (Real Time Operating System) 같은 임베디드용 OS 가 여기에 사용되는데 여러가지 프로그램을 구동하는 게 목적이 아니라 몇가지 기능만을 구현하는 것이 목적이므로 사용 목적을 감안하면 문제될 게 없는 구성입니다. (예를 들어 혈압계나 혈당계 안에 들어가는 프로세서가 윈도우나 리눅스를 구동할 이유는 없다는 이야기)  


 그러나 점차 웨어러블 기기 및 IoT 의 수요가 증가하면서 현존하는 M 시리즈 프로세서보다 더 강력한 프로세서의 요구가 발생하고 있으므로 여기에 맞춰 M7 이 등장한 셈입니다. 이 기기는 앞으로 인텔의 에디슨이나 이메지네이션 테크놀로지스의 워리어 등과 대결을 벌이게 될 것으로 보입니다.  





 
(Cortex - M7 의 구조   Source : ARM )  


 Cortex - M7 은 6 Stage, in order, superscalar pipeline (dual-issue, 단정밀도 및 배정밀도 유닛 포함) 을 가지고 있으며 데이터 캐쉬, 분기 예측, SIMD 유닛도 포함한 비교적 복잡한 구조를 지니고 있습니다. 그런만큼 M 시리즈 프로세서 가운데서는 가장 연산 능력이 높아 DMIPS 기준 MHz 당 공식 2.14, 최대 3.23 정도 되는 연산 능력을 지니고 있으며 코어 마크 결과는 MHz 당 5 점 정도를 기록하고 있습니다.  



(M 시리즈 간의 비교   Source : ARM)  


 그러나 M7 프로세서가 단독으로 기기를 제어하는 경우만 있는 것은 아닙니다. 사실은 많은 경우에서 Cortex A 프로세서와 코프로세서로 작동하는 경우들이 많습니다. 본래 ARM  프로세서들은 매우 작은 크기의 프로세서를 지향하는데 Cortex A5, A7 같은 프로세서들은 최신 공정에서 L2 캐쉬를 포함해도 수 ㎟ 미만의 크기를 지니고 있다고 합니다.  






(역시 웨어러블 및 IoT 기기, 임베디드 시장에서 널리 사용되는 Cortex A 프로세서의 크기 비교  Source : ARM)  


 A7 같은 작은 저전력 범용 프로세서와 M7 같은 프로세서들은 다양한 웨어러블 및 IoT 기기에 사용될 수 있습니다. 아주 단순한 업무만 반복하는 기기에는 M 시리즈 프로세서가 어울리고 스마트 시계 같이 좀 더 복잡한 업무를 해야 하는 기기에는 A7 과 같은 프로세서가 필요할 것입니다.  


 아무튼 IoT 및 웨어러블 시장이 각광을 받으면서 인텔이나 ARM 같은 회사들에서 여러 제품들을 내놓는 것을 보니 시대가 변하고 있다는 생각이 듭니다. 여기서는 고성능 보다는 더 작아지는 게 관건이라고 할 수 있는데 아무튼 엄청나게 작아진 모습을 위의 슬라이드 (비교를 위해 실물 크기의 연필과 비교) 보면 알 수 있을 것 같습니다.  


 참고  




댓글

이 블로그의 인기 게시물

세상에서 가장 큰 벌

( Wallace's giant bee, the largest known bee species in the world, is four times larger than a European honeybee(Credit: Clay Bolt) ) (Photographer Clay Bolt snaps some of the first-ever shots of Wallace's giant bee in the wild(Credit: Simon Robson)  월리스의 거대 벌 (Wallace’s giant bee)로 알려진 Megachile pluto는 매우 거대한 인도네시아 벌로 세상에서 가장 거대한 말벌과도 경쟁할 수 있는 크기를 지니고 있습니다. 암컷의 경우 몸길이 3.8cm, 날개너비 6.35cm으로 알려진 벌 가운데 가장 거대하지만 수컷의 경우 이보다 작아서 몸길이가 2.3cm 정도입니다. 아무튼 일반 꿀벌의 4배가 넘는 몸길이를 지닌 거대 벌이라고 할 수 있습니다.   메가칠레는 1981년 몇 개의 표본이 발견된 이후 지금까지 추가 발견이 되지 않아 멸종되었다고 보는 과학자들도 있었습니다. 2018년에 eBay에 표본이 나왔지만, 언제 잡힌 것인지는 알 수 없었습니다. 사실 이 벌은 1858년 처음 발견된 이후 1981년에야 다시 발견되었을 만큼 찾기 어려운 희귀종입니다. 그런데 시드니 대학과 국제 야생 동물 보호 협회 (Global Wildlife Conservation)의 연구팀이 오랜 수색 끝에 2019년 인도네시아의 오지에서 메가칠레 암컷을 야생 상태에서 발견하는데 성공했습니다.   메가칠레 암컷은 특이하게도 살아있는 흰개미 둥지가 있는 나무에 둥지를 만들고 살아갑니다. 이들의 거대한 턱은 나무의 수지를 모아 둥지를 짓는데 유리합니다. 하지만 워낙 희귀종이라 이들의 생태에 대해서는 거의 알려진 바가 없습니다.  (동영상)...

몸에 철이 많으면 조기 사망 위험도가 높다?

 철분은 인체에 반드시 필요한 미량 원소입니다. 헤모글로빈에 필수적인 물질이기 때문에 철분 부족은 흔히 빈혈을 부르며 반대로 피를 자꾸 잃는 경우에는 철분 부족 현상이 발생합니다. 하지만 철분 수치가 높다는 것은 반드시 좋은 의미는 아닙니다. 모든 일에는 적당한 수준이 있게 마련이고 철 역시 너무 많으면 여러 가지 질병을 일으킬 수 있습니다. 철 대사에 문제가 생겨 철이 과다하게 축적되는 혈색소증 ( haemochromatosis ) 같은 드문 경우가 아니라도 과도한 철분 섭취나 수혈로 인한 철분 과잉은 건강에 문제를 일으킬 수 있습니다. 하지만 높은 철 농도가 수명에 미치는 영향에 대해서는 잘 알려지지 않았습니다.   하버드 대학의 이야스 다글라스( Iyas Daghlas )와 임페리얼 칼리지 런던의 데펜더 길 ( Dipender Gill )은 체내 철 함유량에 영향을 미치는 유전적 변이와 수명의 관계를 조사했습니다. 연구팀은 48972명의 유전 정보와 혈중 철분 농도, 그리고 기대 수명의 60/90%에서 생존 확률을 조사했습니다. 그 결과 유전자로 예측한 혈중 철분 농도가 증가할수록 오래 생존할 가능성이 낮은 것으로 나타났습니다. 이것이 유전자 자체 때문인지 아니면 높은 혈중/체내 철 농도 때문인지는 명확하지 않지만, 높은 혈중 철 농도가 꼭 좋은 뜻이 아니라는 것을 시사하는 결과입니다.   연구팀은 이 데이터를 근거로 건강한 사람이 영양제나 종합 비타민제를 통해 과도한 철분을 섭취할 이유는 없다고 주장했습니다. 어쩌면 높은 철 농도가 조기 사망 위험도를 높일지도 모르기 때문입니다. 그러나 임산부나 빈혈 환자 등 진짜 철분이 필요한 사람들까지 철분 섭취를 꺼릴 필요가 없다는 점도 강조했습니다. 연구 내용은 정상보다 높은 혈중 철농도가 오래 유지되는 경우를 가정한 것으로 본래 철분 부족이 있는 사람을 대상으로 한 것이 아니기 때문입니다. 낮은 철분 농도와 빈혈이 건강에 미치는 악영향은 이미 잘 알려져 있기 때문에 철...

사막에서 식물을 재배하는 온실 Ecodome

 지구 기후가 변해가면서 일부 지역에서는 비가 더 많이 내리지만 반대로 비가 적게 내리는 지역도 생기고 있습니다. 일부 아프리카 개도국에서는 이에 더해서 인구 증가로 인해 식량과 물이 모두 크게 부족한 현상이 지속되고 있습니다. 이를 해결하기 위한 여러 가지 아이디어들이 나오고 있는데, 그 중 하나가 사막 온실입니다.   사막에 온실을 건설한다는 아이디어는 이상해 보이지만, 실제로는 다양한 사막 온실이 식물재배를 위해서 시도되고 있습니다. 사막 온실의 아이디어는 낮과 밤의 일교차가 큰 사막 환경에서 작물을 재배함과 동시에 물이 증발해서 사라지는 것을 막는데 그 중요한 이유가 있습니다.   사막화가 진행 중인 에티오피아의 곤다르 대학( University of Gondar's Faculty of Agriculture )의 연구자들은 사막 온실과 이슬을 모으는 장치를 결합한 독특한 사막 온실을 공개했습니다. 이들은 이를 에코돔( Ecodome )이라고 명명했는데, 아직 프로토타입을 건설한 것은 아니지만 그 컨셉을 공개하고 개발에 착수했다고 합니다.   원리는 간단합니다. 사막에 건설된 온실안에서 작물을 키움니다. 이 작물은 광합성을 하면서 수증기를 밖으로 내보네게 되지만, 온실 때문에 이 수증기를 달아나지 못하고 갖히게 됩니다. 밤이 되면 이 수증기는 다시 응결됩니다. 그리고 동시에 에코돔의 가장 위에 있는 부분이 열리면서 여기로 찬 공기가 들어와 외부 공기에 있는 수증기가 응결되어 에코돔 내부로 들어옵니다. 그렇게 얻은 물은 식수는 물론 식물 재배 모두에 사용 가능합니다.  (에코돔의 컨셉.  출처 : Roots Up)   (동영상)   이 컨셉은 마치 사막 온실과 이슬을 모으는 담수 장치를 합쳐놓은 것이라고 말할 수 있습니다. 물론 실제로도 잘 작동할지는 직접 테스트를 해봐야 알 수...