삼성전자의 차세대 모바일 AP '엑시노스 2700'이 프라임 코어에서 4GHz를 넘어설 가능성이 제기됐다. 다만 가능 여부는 2나노 GAA(Gate-All-Around) 공정의 수율 안정화에 달려 있다는 주장에 힘이 실리고 있다.
관련 정보를 취합하면 엑시노스 2700은 삼성전자의 2세대 2나노 공정인 SF2P(Samsung Foundry 2nm Performance)에서 제조된다. SF2P는 엑시노스 2600에 사용된 SF2 공정을 개선한 버전으로, 공정 안정성과 전력 효율, 성능 향상 가능성이 높다.
업계는 SF2P 수율이 26년 하반기 기점으로 최대 65~70% 수준까지 개선될 것으로 전망했다. 앞서 엑시노스 2600은 약 60% 수준의 2나노 수율을 확보한 상태에서 개발이 진행됐다.
반도체 제조에서는 수율 향상이 단순히 생산량 증가만 의미하지 않는다. 공정이 안정될수록 트랜지스터 특성 편차가 줄어들고 누설전류(Leakage Current)가 감소한다. 신호 전달 지연도 줄어들면서 동일한 전압에서 더 높은 동작 주파수를 구현할 수 있다. 때문에 공정 성숙도가 높아질수록 최고 클록을 끌어올리기 쉬워진다.
엑시노스 2700 프라임 코어가 최대 4.20GHz를 목표로 개발될 가능성도 있다. 다만 클록을 높이기 위해서는 전압 상승이 불가피하다. 전압이 높아질수록 소비전력과 발열도 함께 증가하는 만큼, 최고 클록보다 지속 성능(Sustained Performance)을 얼마나 안정적으로 유지하느냐가 더욱 중요하진다.
엑시노스 2600 제품 또한 향상된 성능에도 불구하고 발열 문제가 지적됐다. 벤치마크 결과 최대 소비전력이 약 30W까지 상승했으며, 장시간 부하에서는 클록이 빠르게 낮아지는 현상이 목격됐다.
엑시노스 2700에서는 패키징 구조 변경도 예고됐다. 기존 패키지 온 패키지(Package on Package, PoP) 방식 대신 애플 A20 Pro에 적용될 것으로 알려진 WMCM(Wafer-Level Multi-Chip Module)과 유사한 사이드 바이 사이드(Side-by-Side, SbS) 구조다. SbS 구조는 메모리와 애플리케이션 프로세서를 동일 패키지 내에 나란히 배치하는 방식이다. 발열 분산과 전력 공급, 신호 무결성 측면에서 기존 PoP보다 유리할 수 있어 고클록 방향성과 맞물린다.
여기에 삼성전자가 개발 중인 '히트 패스 블록(Heat Pass Block)' 기술도 적용 가능성이 높다. 칩 내부에서 발생하는 열을 보다 효율적으로 확산시키는 패키징 기반 방열 기술이다.
다만 실제 경쟁력은 최고 클록보다 장시간 성능 유지 능력에서 갈릴 전망이다. 관련 전문가들은 순간적으로 4GHz를 넘기는 것보다 고부하 환경에서도 성능 저하를 최소화하는 것이 차세대 플래그십 AP의 핵심 경쟁력이라고 설명한다. 물론 현재까지 4GHz 돌파와 4.20GHz 목표는 공식적으로 확인되지 않은 루머 수준의 정보다.