여러분은 루빅스 큐브(Rubik’s Cube)가 언제 발명됐는지 알고 계시나요? 1974년에 발명된 이후 아이들의 장난감으로 많은 사랑을 받아 오고 있는 루빅스 큐브는 빨리 맞추기 세계 기록에 도전하는 사람도 엄청난데요.

지난 3월 영국 버밍엄 ‘빅뱅 페어 2014(Big Bang Fair 2014)’에서 엑시노스를 탑재한 레고 로봇 큐브스토머 III (CUBESTORMER III)가 단 3.253초 만에 루빅스 큐브를 맞추면서 세계 신기록을 세웠습니다.

큐브스토머 III 는 ARM 모바일사의 수석 엔지니어 데이비드 길데이(David Gilday) 와 시큐리플렉스(Securi-Plex)의 보안 시스템 엔지니어 마이크 돕슨(Mike Dobson)이 삼성 갤럭시 S4의 엑시노스5 옥타 프로세서를 탑재해 만든 로봇인데요. 이들은 이전에도 큐브스토머 II (CUBESTORMER  II)로 세계 신기록 5.27초를 기록하며 화제를 모으기도 했습니다.

2초 더 빨라진 이번 세계 신기록 달성을 위해 로봇은 사람의 눈으로는 식별할 수 없을 정도의 빠른 속도로 루빅스 큐브를 맞춰야 했다고 하는데요. 엑시노스 5옥타의 처리능력이 얼마나 대단한지 알 수 있겠죠?

이 과정에서 큐브를 분석해 방법을 찾고, 동작 순서를 계산하고, 로봇 팔의 움직임까지 계산해야 하는 것을 생각하면 이 속도는 굉장히 놀라운 기록이라고 할 수 있죠.

여기서 잠깐! 그렇다면 사람이 루빅스 큐브를 조립한 가장 빠른 기록은 얼마일까요? 2013년 네덜란드인 매츠 볼크(Mats Valk) 가 5.55초를 기록했다고 하네요.

데이비드 길데이에게 이번 프로젝트에 대해 물었습니다. 그는 큐브를 푸는 세 단계의 과정을 이야기 해주었는데요. 먼저 섞여 있는 큐브 조각의 색상을 판단하는 스캔 과정이 있어야 하고요. 그 다음으로 효율적으로 큐브를 풀기 위해 큐브의 각 면을 어떻게 맞춰야 할지에 대해 계산을 해야 합니다. 마지막으로 이 규칙들이 큐브를 조작하는 모터에 적용되고, 로봇 팔의 연속 동작을 통해 완성되는 것이죠.

“이번 프로젝트에서는 삼성 갤럭시 S4에 탑재된 엑시노스 5옥타가 가장 중요한 역할을 했습니다.”

카메라는 큐브의 배열을 파악하는데 사용되고, 8개의 코어 ARM big. LITTLE (4개의 ARM 코어 텍스 ®-A15와 4개의 코어 텍스-A7 프로세서)를 탑재한 삼성 엑시노트 5옥타에서 소프트웨어가 구현되고, 큐브를 분석해 맞추는 방법을 알아냅니다. 그런 다음 8개의ARM으로 구동되는 마인드스톰 EV3(LEGO ® MINDSTORMS ® EV3 Bricks)에 큐브를 맞추도록 명령을 하죠.

또한, 로봇은 전체적인 속도를 고려해 제작되었는데요. 고유 속도뿐만 아니라 많은 물리적 조작이 한번에 이루어질 수 있도록 설계되었답니다. 카메라는 정확하게 모터의 움직임과 동기화돼 있어 큐브가 각 캡처 이미지를 파악하는 시간을 최소화할 수 있고요. 또한, 소프트웨어 알고리즘은 다중 처리 능력, 삼성 갤럭시S4 의 대용량 메모리를 활용하는데 최적화 돼있습니다.

데이비드 길데이는 많은 테스트를 통해 로봇이 최대한 안정적으로 작동하도록 노력을 기울였다고 하는데요. 세심한 부분까지 조정하며 모든 면에서 준비를 철저히 한 것이죠.

현장의 조명 상태, 주위 환경 등으로 인해 로봇 작동에 문제가 없는지 확인해야 하므로 현장에서 큐브스토머III 를 실행해보는 것도 중요한 사항 중 하나였습니다. 이들은 큐브스토머 III가 3.253초로 세계 기록을 달성하는 순간 등골이 오싹할 정도로 놀랐다고 소감을 전했는데요.

이 결과는 갤럭시 S4에 탑재된 삼성 엑시노스 5 옥타의 높은 성능 때문이라고 해도 과언이 아닙니다. 소프트웨어가 약 50ms(밀리세컨드, 1/1,000초) 단위로 퍼즐을 효율적으로 풀 수 있는 계산능력을 가지고 있는데다 이들이 삼성 갤럭시 S4를 선택한 이유도 바로 삼성 엑시노스 5 옥타의 고성능 때문이었죠.

데이비드 길데이와 마이크 돕슨이 로봇을 만들게 된 배경도 궁금한데요. 이들은 몇 년 전 우연히 영상에서 로봇이 루빅스 큐브를 맞추는 것에서 영감을 얻어 이 프로젝트를 진행하게 되었다고 합니다. 처음으로 공동 개발한 큐브스토머 II도 이전 로봇들보다 훨씬 더 빨리 큐빅을 맞출 수 있었고, 자연스레 세계 기록에도 도전하게 되었다고 하네요. 뿐만 아니라 이들은 도전을 통해 많은 젊은이들에게 빅뱅 페어*에 대해 알리고 싶었다고 합니다.

큐브스토머 III의 놀라운 소식 외에도 엑시노스가 탑재된 또 다른 레고 로봇이 세계 기록을 세웠다는 소식! ARM 팀의 멀티큐브 999(Multicuber 999)가 세계에서 가장 큰 9 x 9 x 9 루빅스 큐브를 맞추며 세계기록을 세웠는데요. 이는 로봇으로는 최초 시도입니다. 이 미션은 굉장히 복잡한 움직임으로 34분 25.89초만에 맞추었는데요. 여기에는 삼성 갤럭시 S3에 사용되는 엑시노스 4 쿼드가 탑재되었답니다.

큐브스토머 III의 활약을 보고 싶다면 아래의 영상에서 확인하세요!

루빅스 큐브 세계 신기록을 세운 로봇 이야기, 재미있게 보셨나요? 삼성투모로우는 데이비드 길데이와 그의 팀이 내년에도 혁신을 통해 새로운 기록을 세웠으면 하는 바람인데요. 엑시노스에 관한 더 다양한 이야기를 듣고 싶다면! Facebook 과 Twitter 를 클릭해주세요^^.

원문 링크: An Exynos-powered robot breaks the Rubik’s Cube world record

삼성전자는 스마트폰에서 두뇌 역할에 해당하는 모바일AP 신제품 2종(엑시노스 5422, 엑시노스 5260)을 공개했는데요. 엑시노스 5422(옥타코어 기반)는 프리미엄 모바일 기기용, 엑시노스 5260(헥사코어 기반)은 미드엔드 스마트폰용으로 각각 개발됐습니다. 이는 시장별로 최적화된 제품을 통해 사업 영역을 확대하기 위한 전략에 따른 것입니다.

 헥사코어(hexa-core) : 6개의 코어를 말합니다.

또한 삼성전자는 모바일 기기의 카메라 성능을 좌우하는 이미지센서 신제품 2종인 1600만 화소 이미지센서와 적층형 구조의 1300만 화소 이미지센서도 공개했는데요. 두 제품 모두 삼성전자가 지난해 개발한 차세대 이미지센서 기술 ‘아이소셀’을 기반으로 한 제품입니다.

이뿐 아니라 삼성전자는 모바일 결제 생태계를 확장시킬 수 있는 NFC칩과 초소형 원칩 솔루션으로 적용범위를 넓힌 Wifi 커넥티비티 신제품도 선보였습니다.

삼성전자는 이번 신제품 출시를 통해 모바일 반도체 종합 솔루션 업체로서의 위상을 더욱 공고히 해나갈 계획입니다.

모바일AP : 엑시노스 5 시리즈, 저전력으로 고해상도 디스플레이 지원

프리미엄 모바일 시장을 겨냥한 엑시노스 5422는 저전력으로 고해상도 디스플레이를 지원하는데요. 멀티미디어 재생과 컴퓨팅 능력을 향상해 모바일기기 사용자들이 고화질 동영상이나 고사양 게임 등을 더욱 원활히 즐길 수 있도록 했습니다.

엑시노스 5422 제품은 삼성전자가 지난 2013년 개발한 ‘옥타코어 빅리틀(big.LITTLE) 멀티프로세싱 솔루션’을 적용해 8개의 코어(2.1GHz 고성능 코어 4개와 1.5GHz 저전력 코어 4개)가 작업의 종류에 따라 필요한 만큼 개별적으로 작동하며 기존 제품 대비 데이터 처리 능력이 34% 개선되는 등 성능과 효율성이 크게 향상되었는데요.

그뿐만 아니라 엑시노스 5422에는 ‘모바일 이미지 압축 기술(MIC)’ 과 ‘하이버네이션(Hibernation) 알고리즘’ 기능이 탑재되어 기존 해상도에 비해 넓은 대역폭과 빠른 데이터 처리 속도를 요구하는 초고해상도 디스플레이 규격 WQHD(2560×1440)와 WQXGA(2560×1600)를 지원할 수 있습니다.

‘MIC’ 기술은 디스플레이 데이터를 절반 수준으로 압축해 필요한 메모리 대역폭을 최소화하며, ‘하이버네이션 알고리즘’은 영상 재생 중 색 변화가 필요하지 않은 픽셀을 감지해 불필요한 데이터 전송을 차단하게 됩니다.

‘MIC’ 기술과 ‘하이버네이션 알고리즘’은 삼성전자의 모바일DDI(Display Driver IC)와 함께 작동하며, 이 기술을 통해 기존 제품 대비 10%의 전력 절감 효과를 볼 수 있습니다.

또한 엑시노스 5422는 4K UHD 해상도가 지원되는 멀티 포맷 코덱(MFC)을 내장하는 등 멀티미디어 기능을 향상해 모바일기기 사용자가 좀 더 다양하고 풍부한 멀티미디어 콘텐츠를 제작하고 공유할 수 있도록 했습니다.

한편 함께 발표된 엑시노스 5260은 미드엔드 모바일 시장에 최적화된 성능과 전력 소비율을 보여주는 제품인데요. 1.7GHz 고성능 코어 2개와 1.3GHz 저전력 코어 4개로 구성된 6개의 코어가 ‘big.LITTLE 멀티프로세싱 기술’을 기반으로 동작해 엑시노스 듀얼시리즈 대비 속도가 최고 42% 향상되었습니다.

또 임베디드 디스플레이 포트(eDP) 인터페이스와 초당 12.8GB의 메모리 대역폭으로 WQXGA 해상도를 지원하고 Full-HD(1920×1080) 화질로 초당 60장의 속도로 인코딩할 수 있으며 H.264, MPEG4, VP8 등 다양한 디코딩 코덱을 내재하고 있습니다.

엑시노스 5422는 올해 1분기에 양산될 예정이며, 엑시노스 5260은 현재 양산 중에 있습니다.

CIS : 1600/1300만 화소 차세대 이미지센서 소개

삼성전자는 차세대 이미지센서 기술인 ‘아이소셀(ISOCELL)’을 적용한 모바일 이미지센서 신제품 2종을 함께 공개했습니다.

‘아이소셀’은 2013년 9월 삼성전자가 업계 최초로 개발한 차세대 이미지센서 기술인데요. 픽셀(Pixel) 각각의 테두리에 물리적인 벽을 형성하여 픽셀 간의 간섭현상을 줄이고, 빛이 적은 어두운 공간에서도 보다 깨끗한 이미지를 얻을 수 있어 모바일기기 사용자들의 카메라 성능 만족도를 극대화하는 역할을 합니다.

2013년 11월부터 800만 화소 아이소셀 이미지센서를 양산하고 있는 삼성전자는 이번에 1600만 화소 이미지센서와 스마트 WDR기능을 탑재한 적층형 구조의 1300만 화소의 이미지센서를 새롭게 선보이며 아이소셀을 통해 모바일 이미지센서 분야의 기술 리더십을 더욱 강화했습니다.

삼성전자의 1600만 화소 이미지센서는 1.12um 크기의 아이소셀을 적용한 것으로, 색 재현성이 높아 피사체 고유의 색에 가까운 이미지를 표현할 수 있습니다. 또한 업계 최초로 1600만 화소에서 초당 30프레임의 속도로 촬영할 수 있도록 지원해 고속으로 움직이는 피사체도 보다 매끄럽고 자연스럽게 표현할 수 있습니다.

이번 제품을 통해 사용자들은 16:9 화면 비율을 지원하는 스마트폰으로 사진을 찍었을 때 주변 화면 손실 없이 넓은 시야의 사진을 즐길 수 있게 됩니다.

적층형 1300만 화소 아이소셀 이미지센서는 65nm 적층형 공정으로 넓어진 회로 영역에 계조 차이가 큰 환경에서 한 번의 촬영으로 피사체 고유의 색감을 표현할 수 있는 ‘스마트 WDR(Smart Wide Dynamic Range)’과 같은 부가 기능을 추가하여 별도의 프로세서 없이 이미지센서 단독으로 처리할 수 있습니다.

 스마트 WDR(Smart Wide Dynamic Range)
기존의 HDR(High Dynamic Range) 기술은 조도를 달리하여 2~3번을 촬영한 후 이를 합성하는 반면, 스마트 WDR 기술은 하나의 프레임에 장 노출 픽셀과 단 노출 픽셀이 모자이크 형식으로 배치된 구조를 기반으로 합니다. 이 구조를 통해 역광 등 계조(Gradation) 차이가 큰 촬영 환경에서도 한 번의 촬영으로 피사체 고유의 색감을 보다 선명하게 표현할 수 있으며, 기존에는 WDR 기능이 동영상 촬영에만 적용되었지만 스마트 WDR은 사진 촬영까지 적용할 수 있습니다.

1600만 화소 아이소셀 이미지센서는 2014년 1분기에 양산되고 적층형 1300만 화소 아이소셀 이미지센서는 2분기에 양산될 예정입니다.

3세대 NFC칩 : 업계 최저 소비전력 구현, 펌웨어 업데이트 편리

삼성전자는 업계 최초 45나노 임베디드 플래시 공정을 적용해 최소 수준의 전력 소비와 간편하고 안전한 펌웨어 업데이트가 가능한 NFC칩 솔루션을 선보였습니다.

RF(Radio Frequency, 무선주파수) 성능을 향상함과 동시에 삼성전자의 스마트 안테나 기술로 안테나 크기를 세계 최소 수준으로 줄여 이 제품을 탑재하는 업체들의 제품 개발 다양성을 높여 주는 한편, 송수신 임피던스 최적화로 전파 민감성과 전력 효율을 향상시켰습니다.

 임피던스(Impedance)
주어진 주파수에서 디바이스나 회로가 교류(AC) 흐름에 제공하는 총 저항을 의미합니다.

삼성전자는 업계 최초로 NFC칩을 통해 Mobile POS(Point of Sales) 기능을 구현해 이번 3세대 NFC칩이 최근 빠르게 성장하고 있는 모바일 결제 시장에 차별화된 솔루션을 제공할 것으로 기대하고 있는데요. 이번 NFC칩 솔루션은 현재 샘플이 제공되고 있으며 올해 2분기부터 본격적으로 양산될 예정입니다.

 POS (Point of Sales)
금전등록기와 컴퓨터 단말기의 기능을 결합한 것으로 판매 시점 정보관리 시스템입니다.

Wifi 커넥티비티 : MCU 내장 초소형 저전력 원칩 솔루션

삼성전자가 무선 Wifi 커넥티비티 솔루션 ‘S5N2120’을 처음으로 공개했습니다. 이번 제품은 IEEE 802.11 b/g/n Wifi 2.4GHz를 지원합니다.

또한 초소형임에도 MCU(Micro Controller Unit)을 내장해 전력 증폭, 전력 관리, 오디오 코덱과 다이렉트 마이크로폰 기능을 사용할 수 있습니다.

이를 통해 OEM 고객들은 큰 디자인 변화 없이 Wifi 커넥티비티 기능을 손쉽게 추가할 수 있어 개발 기간을 단축하고 투입되는 자원을 절약할 수 있습니다.

이번 제품은 크기와 성능은 물론, 낮은 전력소모를 요구하는 Wifi 스피커, 헤드셋, 리모컨, 디지털&스포츠 카메라, 스마트 미터 등 다양한 종류의 IoT(Internet of Things, 사물인터넷)와 M2M(Machine to Machine, 사물통신) 분야의 기기에 최적화되어 있습니다.

‘S5N2120’은 현재 샘플을 제공하고 있으며 올해 2분기에 양산될 예정입니다.