Arm IP 기반 통합 디스플레이 솔루션, 새로운 사용자 경험 제공하겠다

‘Arm 타이페이 테크 심포지엄’에서 Mali-D71, CoreLink MMU-600, Assertive Display 5로 구성된 새로운 통합 디스플레이 솔루션 공개

영국 반도체 설계자산(IP) 기업인 Arm(www.arm.com)이 오늘부터 대만에서 열리는 Arm 타이페이 테크 심포지엄(Taipei Tech Symposium)에서 최첨단 디스플레이 솔루션을 발표했다. Mali-D71, CoreLink MMU-600, 그리고 Assertive Display 5로 이뤄진 이 새로운 솔루션은, Arm IP를 기반으로 하며, 보다 향상된 사용자 경험과 디바이스 성능을 제공할 수 있도록 설계됐다.

일상생활 속에서 스마트폰을 통해 접하는 콘텐츠들이 이전에 비해 점점 복잡해지면서, 실내외의 다양한 환경에서 이를 원활하게 감상하는 것이 어려워지고 있다. VR 게임이나 HDR 비디오 재생 등과 같이 콘텐츠의 화질은 사용자 경험을 위한 필수 요소다. 즉, 모바일 디스플레이 기술과 시각적 경험은 새로운 디바이스들의 주요 특장점으로 강조된다.

VR, HDR, 멀티 윈도우 모드, 패널과 인터페이스의 다양성 등과 같은 최신 디스플레이 트렌드는 높은 처리 능력을 요구하며, 전체적인 시스템에 부하를 가중시킨다. 오늘 Arm 타이페이 테크 심포지엄에서 공개된 새로운 Arm 디스플레이 솔루션은 이러한 문제를 통합적인 접근법으로 해결할 수 있는 가능성을 열었다. 이 새로운 솔루션은 Arm IP를 기반으로 하며, 최신 트렌드로 인해 발생하는 문제들을 지능적으로 해결하고 사용자 경험과 디바이스 성능을 향상시킬 수 있다.

Arm은 2013년 인수를 통해 디스플레이 IP를 갖추게 되었으며, 짧은 시일 내에 첫 디스플레이 프로세서를 출시했다. 2016년에는 Mali-DP650을 출시했으며, 애피컬(Apical)의 인수를 통해 확보한 Assertive Display 기술로 포트폴리오를 확장했다. Arm은 VR, HDR, 멀티 윈도우 등의 최신 기능으로 인해 발생하는 어려움을 극복하기 위해 새로운 접근법이 필요하다는 것을 깨닫고, 새로운 아키텍처인 Komeda를 개발했다. 이는 Mali-D71, CoreLink MMU-600, 그리고 Assertive Display 5로 구성된 새로운 통합 디스플레이 솔루션의 기반이 됐다.

Mali-D71: VR 위한 4K120 성능 보장
프리미엄 모바일 디스플레이에 대한 요구사항은 점점 증가하고 있다. 그러나 4K 이상의 고해상도와 높은 프레임 속도는 시스템 성능에 문제를 일으킬 수 있기 때문에 최적화된 디스플레이 프로세서가 반드시 필요하다. Arm Mali-D71은 단순한 디스플레이 상품을 뛰어넘어, 진정한 디스플레이 프로세서로의 전환을 지원하는 최초의 Mali-DPU로, 디바이스 제조업체들에게 다음과 같은 경쟁우위를 제공한다.

· 시스템 전력 30% 절감: Mali-D71에서 제공하는 하드웨어를 통해 화면구성(composition), 회전(rotation), 고품질 확대축소(scaling) 등의 다양한 이미지 처리를 수행한다. 이를 통해 GPU의 작업 부하를 감소시킨다.

· 성능 밀도 2배 향상: 이전 세대인 Mali-DP650과 비교했을 때, Mali-D71은 칩 단위 면적당 향상된 성능을 제공한다. Mali-D71을 통해 한 개의 디스플레이만 구동 시킬 경우, 메인 디스플레이뿐만 아니라, 보조 디스플레이의 자원을 재사용할 수 있다. 이는 수행 가능한 프레임 레이어의 수를 증가시켜, 성능을 두 배로 높이는 효과가 있다.

· 지연 시간 내성 강화: Mali-D71은 내부 메모리 서브시스템을 최적화했다. 이전 세대인 Mali-DP650과 비교했을 때, Mali-D71은 메모리 지연 시간이 4배까지 길어지더라도, 동일한 성능을 낼 수 있다. 이는 최고 120 fps의 속도로 4K 프레임을 출력하는 고성능 디스플레이 프로세싱에 매우 중요한 요소다. 버퍼가 비어있지 않고 항상 콘텐츠를 유지할 수 있도록, 디스플레이 프로세서는 수 마이크로초 정도의 짧은 시간 안에 픽셀에 대한 프리패치(prefetch) 기능을 제공함으로써 시스템 버스에서의 시간을 최적화해야 한다.

· 픽셀 처리량 2배 증가: Mali-D71은 새로운 다양한 동작모드에서도 낮은 전력 소모량을 유지함과 동시에, 2배나 높아진 전례 없는 처리량을 자랑하며, 최고의 프리미엄 VR 4K120 성능을 제공한다.

Arm CoreLink MMU-600: 안전하고 효율적인 데이터 처리 지원
궁극적으로, 최신 모바일 디스플레이가 직면한 어려움은 모두 데이터 관리에 관한 것이다. Arm은 Mali-D71과 함께, 특별히 최적화된 CoreLink MMU-600을 통합하는데 집중했다.

CoreLink MMU-600과 Mali-D71을 함께 통합하면 공간을 55% 가량 절약할 수 있으며, 실시간 데이터 경로에서 MMU 지연 시간을 50% 감소시킬 수 있다. 더불어, CoreLink MMU-600은 콘텐츠 보호와 같은 실질적이고 필수적인 문제들을 해결한다.

Assertive Display 5: 모든 조명 상태에서 고품질 HDR 감상 가능
Assertive Display는 출시와 동시에 많은 곳에서 사용됐으며, 모바일 디스플레이에 인간의 시각 특성을 반영하는 고유 기술에 힘입어 10억 대 이상의 프리미엄 디바이스에 탑재됐다. Assertive Display 5는 일광 조도에서도 이전 모델보다 뛰어난 가독성을 자랑하며, HDR 디스플레이 파이프라인, 개선된 색감 및 색 영역 조절을 제공하며, 그리고 소비 전력도 감소시킨다.

또한, Assertive Display 5는 다양한 명암비 및 색 영역 특성을 가진 디스플레이에서 모두 HDR 콘텐츠(HDR10 또는 HLG)를 표현할 수 있도록 하며, SDR 디스플레이에서도 HDR 콘텐츠 경험을 가능하게 한다. 특히, 주변 광량에 따라 밝기를 조절하는 기능은 어두운 부분에 주요 정보를 담고 있는 HDR 콘텐츠의 경우 매우 중요하다. Assertive Display의 이러한 첨단 기능들을 통해, 사용자들은 실제 이미지가 담고 있는 디테일을 모두 볼 수 있게 됐다.

Arm에서 선보인 Mali-D71, CoreLink MMU-600, 그리고 Assertive Display 5의 상호작용을 통해, Arm 파트너와 OEM은 디스플레이 기술의 한계를 뛰어넘는 혁신적인 솔루션을 선보일 수 있게 됐다. 또한, Arm 디스플레이 솔루션은 디스플레이 IP가 사용자 경험을 향상시키고 전력 소모를 줄이며 배터리 수명을 연장할 수 있도록 해, 디바이스 제조업체들에게 진정한 경쟁우위를 제공한다.

Arm의 고객 영업부문의 마케팅 디렉터인 이안 허치슨(Ian Hutchison)은 “새로운 Arm 디스플레이 솔루션은 Arm이 최상의 VR 및 HDR 경험을 가능하게 하기 위해 노력하고 있다는 것을 보여주며, Arm은 지속적인 디스플레이 기술 혁신을 선도하는 기업으로서 그 위치를 공고히 할 것”이라고 말했다.

모바일 디스플레이 기술의 혁신을 이끄는 대표적인 트렌드는 다음과 같다:

* VR 헤드셋의 디스플레이는 눈과의 거리가 매우 가깝기 때문에 사용자가 인식할 수 있는 수준의 화질을 유지하려면 동일한 영역에 더 많은 양의 픽셀이 필요하다. 또한, 전반적인 지연 시간을 줄이고 LCD 패널에 잔상을 없애려면 초당 최대 120 프레임에 이르는 높은 프레임 속도가 필요하다. 기존 애플리케이션에 비해, VR 애플리케이션에서는 전례 없는 높은 수준의 픽셀 처리량이 요구되며, 결국 설계가 복잡해지고, 시스템 대역폭을 현저히 증가시킨다. 이는 모바일 기기의 전력 및 면적 결정에 있어 가장 어려운 문제다.

* HDR(High Dynamic Range)은 화질 개선을 위한 필수 요소로, 향상된 색상 및 밝기 조절 성능을 통해 이미지를 보다 사실적으로 보이게 하며 한층 생생한 사용자 경험을 제공한다. HDR 콘텐츠를 HDR과 SDR 디스플레이에서 모두 볼 수 있도록 하는 것은, 디스플레이 서브 시스템에 있어 매우 어려운 과제다. 디스플레이 파이프라인의 끝단에 위치한 패널의 종류와 성능이 모두 다르기 때문이다.

* 멀티 윈도우 모드(multi-window mode)는 데스크톱에서만 가능했던 기능으로, 스크린을 통해 여러 개의 화면을 동시에 볼 수 있도록 한다. 윈도우 크기 및 구성은 앱과 시스템에서 정의된 범위 내에서 설정이 가능하다. 시스템 설계 측면에서 볼 때, 멀티 윈도우 모드를 구현한다는 것은 결코 쉬운 일이 아니다. 프리미엄 디스플레이 솔루션의 고급 안드로이드 윈도우 구성(Android Window Composition) 기능은, 사용자들은 모바일 디바이스에서도 데스크톱만큼이나 효율적으로 작업할 수 있게 만들었다.

* 패널과 인터페이스의 다양성은 계속해서 증가하고 있으며, 특히 보다 복잡한 콘텐츠가 늘어나고, 애플리케이션 프로세서와 패널 디스플레이 드라이버 사이의 최적화된 기능들이 생겨나면서, 디스플레이 기술 지원이 필요해졌다. 만약 HDR을 SDR로 변환하는 과정에서 기대하는 만큼 생생한 색상과 선명한 이미지를 보여줄 수 있다면, 디스플레이 파이프라인도 패널의 정확한 성능 및 기능에 맞게 콘텐츠를 출력해야 하며, 이는 대역폭이 낭비되지 않도록 지능적인 방식으로 이뤄져야 한다.

아이씨엔 오승모 기자 oseam@icnweb.co.kr