갤럭시 S23 시리즈의 성능과 발열 벤치마크
개요
삼성 갤럭시 스마트폰의 신형 갤럭시 S23 시리즈가 출시되었다.
삼성에서는 이번 갤럭시 S23 시리즈의 경우 전작에 비해 성능이 많이 향상되었다고 대대적으로 홍보하고 있다.
이에 갤럭시 S23, 갤럭시 S23 플러스, 갤럭시 S23 울트라의 성능 확인을 위해 벤치마크 테스트를 분석해 보도록 하자.
갤럭시 S23 시리즈 벤치마크 테스트 결과
갤럭시 S23 시리즈의 긱벤치와 3DMark 익스트림 와일드라이프 스트레스 테스트 결과를 살펴보자.
갤럭시 S23 울트라와 아이폰 14 프로 맥스 그리고 갤럭시 S22 울트라의 벤치마크 결과를 비교해보자.
갤럭시 S23 울트라
Geekbench 5 싱글: 1583
Geekbench 5 멀티: 4937
3DMark Extreme 최대: 3828
3DMark Extreme 최소: 1951
아이폰 14 프로 맥스
Geekbench 5 싱글: 1884
Geekbench 5 멀티: 5491
3DMark Extreme 최대: 3382
3DMark Extreme 최소: 2327
갤럭시 S22 울트라
Geekbench 5 싱글: 1157
Geekbench 5 멀티: 3307
3DMark Extreme 최대: 2203
3DMark Extreme 최소: 1624
보다시피 CPU 성능은 싱글스레드와 멀티스레드 성능 모두 아이폰 14 프로 맥스에 비해 갤럭시 S23 울트라가 여전히 떨어지는 성능을 보여준다.
GPU 성능은 갤럭시 S23 울트라가 아이폰 14 프로 맥스에 비해 최고성능에서는 더 높은 성능을 보여주나 유지력이 떨어져서 최소성능에서는 다시 아이폰 14 프로 맥스에 비해 떨어지는 성능을 보여준다.
전체적으로 갤럭시 S22 울트라와 비교해서는 갤럭시 S23 울트라가 성능이 오르긴 했으나 여전히 아이폰 14 프로 맥스에 비해서는 떨어지는 성능을 보여준다.
갤럭시 S23의 다른 벤치마크 결과도 살펴보자.
긱벤치 CPU 성능은 역시 갤럭시 S23 울트라가 아이폰 14 프로보다 성능이 떨어진다.
3D Mark 와일드라이프 GPU 성능 벤치마크를 비교해보면 갤럭시 S23 울트라가 아이폰 14 프로보다 높은 성능을 보이기는 하나 익스트림 측정치를 비교하면 그 차이가 좁혀져서 갤럭시 S23 울트라와 아이폰 14 프로의 GPU 성능차가 거의 나지 않는 모습이다.
Adobe Premiere Rush으로 동영상 트랜스코딩 성능을 비교해보면 아이폰 14 프로가 갤럭시 S23보다 압도적으로 높은 성능을 보여준다. 갤럭시 S23은 동영상 트랜스코딩 성능에서는 아이폰 14 프로보다 열세인 모양새다.
갤럭시 S22 시리즈와 갤럭시 S23 시리즈 그리고 아이폰 13 시리즈와 아이폰 14 시리즈를 종합해서 긱벤치 스코어를 비교해보면 위와 같은 결과를 얻는다.
성능을 비교해보면 갤럭시 S23 시리즈의 경우 아이폰 13 시리즈 정도의 멀티코어 성능과 아이폰 13 시리즈 보다는 떨어지는 아이폰 12와 비슷하거나 그보다도 떨어지는 싱글코어 성능을 낸다고 볼 수 있다.
확실히 스냅드래곤 8 Gen 2의 미들 코어 개수가 전작의 3개에서 4개로 늘어났기 때문에 멀티코어 성능은 좀 향상되었으나 코어 수가 증가함에 따라 소모전력 또한 증가하였고 싱글코어 성능은 아직 아이폰 13 보다도 못한 성능을 보여준다.
갤럭시 S23 중에서 수율이 안좋은 뿔딱이 걸리면 위와 같이 매우 안좋은 긱벤치 점수를 보여준다. 싱글코어 점수가 갤럭시 S22 수준으로 매우 안좋은 점수이다.
이번에 스냅드래곤 8 Gen 2의 경우 TSMC로 파운드리를 바꿨음에도 불구하고 여전히 수율은 그닥 별로인 듯 하다. 역시 TSMC도 삼성 파운드리에 비해서 상대적으로 수율이 좋을뿐 전체적인 수율을 상당히 좋지 못한것 같다. 반도체 미세공정이 한계에 다다른 결과 TSMC 또한 별수 없는 듯 하다.
물론 갤럭시 S23의 부실한 방열 솔루션이 문제일 수도 있다.
갤럭시 S23의 또다른 3D Mark 와일드라이프 GPU 벤치마크 테스트 결과이다.
온도는 44도를 기록하고 안정성 수치 54.9%가 나온것을 볼 수 있다.
이 결과를 보면 갤럭시 S23의 GPU에 로드가 걸리면 발열이 심해서 쓰로틀링이 걸리는걸 알 수 있다.
갤럭시 S23의 발열 문제는 여전히 해결하지 못한것으로 보인다. 물론 스냅드래곤 8 Gen 2 칩셋 자체의 발열도 매우 높다.
스냅드래곤 8 Gen 2 칩셋 자체의 발열은 스냅드래곤 8 Gen 2가 무리하게 그래픽 성능을 끌어올리기 위해 그래픽 코어를 지나치게 많이 추가한 결과라고 할 수 있다.
다른 GPU 벤치마크 결과도 보자.
역시나 3D Mark 와일드라이프 GPU 벤치마크 결과를 보면 안정성 즉 스태빌리티가 50% 정도로 낮게 나오는것을 볼 수 있고 온도 또한 40도 까지 올라가면서 쓰로틀링이 걸리는것을 볼 수 있다.
앞서 말한대로 위 벤치마크 결과는 결국 갤럭시 S23 시리즈의 스냅드래곤 8 Gen 2가 발열이 제어가 되지 않아 쓰로틀링이 발생해 성능이 저하되고 있는것을 나타낸다.
전반적으로 벤치마크 결과를 종합해보면 쓰로틀링이 걸리기 시작하는 지점이 섭씨 42도 정도인것을 벤치마크 결과를 통해서 알 수 있다. 이는 전작 갤럭시 S22 시리즈의 쓰로틀링 임계온도인 42도와 동일한 온도이다.
결국 갤럭시 S23 시리즈의 GOS에서 세팅된 쓰로틀링 온도가 전작 갤럭시 S22 시리즈와 같은 42도임을 알 수 있다.
즉 프로세서의 GPU 온도가 42도가 넘어가면 쓰로틀링이 걸려 무조건 성능 저하가 일어나게 된다.
실제로 갤럭시 S23의 원신존에서 원신을 구동해보고 온 유저의 후기로는 갤럭시 S23보다 아이폰에서 원신이 더 부드럽게 동작한다고 한다.
GPU 벤치마크 결과 갤럭시 S23 울트라가 아이폰 14 프로보다 더 높은 GPU 성능을 보여주는데도 불구하고 아이폰 14 프로에서 게임 구동 성능이 더 높다는 것은 그만큼 갤럭시 S23이 발열로 인해서 성능유지가 안된다는 것을 볼 수 있다.
심지어 그래픽 품질은 아이폰 원신이 안드로이드 원신보다 더 높은데도 불구하고 아이폰에서 원신이 더 부드럽게 돌아간다고 하니 얼마나 갤럭시 S23의 스냅드래곤 8 Gen 2이 실제 구동시 성능이 안 나오고 발열로 인한 쓰로틀링이 심한지 알 수 있다.
스냅드래곤 AP의 설계 문제
스냅드래곤 8 Gen 2는 신형 GPU Adreno 740을 탑재한 AP이다.
Adreno 740 GPU의 설계 변화를 살펴보면 스냅드래곤 Gen 2는 전작 대비 GPU 성능을 높이기 위해 GPU의 다이 사이즈를 크게 키우고 클럭을 낮추는 전략을 택했다.
이렇게 하면 성능을 높이면서 소비전력을 억제할 수 있어서 전성비 상승에 도움이 되나 문제는 다이 사이즈가 커지면 생산단가가 비싸진다는 것이다.
실제 갤럭시 S23의 경우 전작인 갤럭시 S22 대비 AP 단가가 80% 이상 비싸졌다고 한다.
이는 곧 제품 가격 상승 또는 수익 악화를 부르게 된다.
그리고 다이 사이즈가 커지게 되면 누설전류가 증가하게 되어 피크 전력 또한 증가하게 된다. 피크전력이 증가하게 되면 발열의 제어가 힘들어져 쓰로틀링이 자주 일어나게 되고 이는 스마트폰의 체감성능 저하로 이어진다.
또 다이사이즈가 증가하게 되면 칩의 수율 안정화가 힘들어져서 칩의 단가가 더욱더 올라가게 되며 수율을 억지로 맞추기 위해 등급 미달의 칩을 팔게 되어 제품의 쓰로틀링이 증가해 성능이 떨어지는 악순환이 발생하게 된다.
이래저래 스냅드래곤이 애플의 바이오닉칩과 M시리즈 칩을 따라잡기 위해 무리하게 GPU 다이 사이즈를 늘린것은 악수가 될 가능성이 높다.
실제로 갤럭시 S23의 개별 제품 성능 편차가 심하다는 유저들의 체험담이 올라오고 있다. 이는 설명한대로 스냅드래곤의 다이 사이즈 증가로 인한 수율 문제가 일어나고 있음을 드러내는 결과이다.
떨어지는 레이 트레이싱 성능
스냅드래곤 8 Gen 2는 전작 갤럭시 S22에 들어간 엑시노스 2200보다 레이트레이싱 성능이 떨어진다.
In Vitro 레이트레이싱 벤치마크 테스트 결과 엑시노스 2200이 스냅드래곤 8 Gen 2보다 레이 트레이싱 성능이 앞서는것으로 나타났다.
표에 보다시피 엑시노스 2200이 평균 프레임 21.6fps로 스냅드래곤 Gen 2의 17.6fps보다 높게 나온다. 스냅드래곤 Gen 2가 최대프레임이 엑시노스 2200보다 조금 더 높게 나오지만 평균 프레임이 떨어지기 때문에 총합 레이 트레이싱 성능은 엑시노스 2200이 더 높다.
결국 스냅드래곤 Gen 2의 Adreno 740 GPU가 AMD의 RDNA2 기반인 엑시노스 2200의 Xclipse 920 GPU보다 레이 트레이싱 성능이 떨어진다는 결과가 나오게 된다.
렌더링 성능
아이폰 14 프로 맥스와 갤럭시 S23 울트라의 뷰포트 3D 렌더링 성능 비교
위의 영상을 보면 갤럭시 S23 울트라의 작업 뷰포트 3D 렌더링 성능이 아이폰 14 프로 맥스보다 좋지 않은것을 볼 수 있다.
최적화 문제일 수도 있고 근본적인 프로세서 성능 문제나 방열 솔루션 부실 문제일 수도 있으나 확실한건 순수 렌더링 성능은 아이폰 14 프로보다 떨어져 보인다.
참고로 저 뷰포트 3D 렌더링을 실행시킬 때 걸리는 로딩도 갤럭시 S23 울트라가 아이폰 14 프로 맥스보다 더 느리다.
저런 순수 3D 렌더링 성능이 프로세서의 3D 처리 능력을 가늠하는 기준이 되는 만큼 생각보다 갤럭시 S22의 GPU 프로세서 성능이 높지 않음을 알 수 있다. 물론 아이폰 14 프로보다도 못한것은 당연하다.
게임 성능 GOS와 발열
갤럭시 S23의 게임 성능과 GOS 그리고 발열에 대한 분석은 갤럭시 S23 게임 성능 GOS 발열 원신 벤치마크 문서를 참조하도록 하자.
Geekbench 6 벤치마크
긱벤치 5에서 긱벤치 6으로 업데이트가 되고 난 후 갤럭시 S23과 아이폰 14의 긱벤치 스코어에 차이가 생겼다. 결과는 아래를 보도록 하자.
좌측은 갤럭시 S23 울트라이고 우측은 아이폰 14 프로 맥스이다.
긱벤치 5에서도 아이폰 14 프로 맥스가 갤럭시 S23 울트라 보다 더 높은 벤치마크 성능 결과를 보여줬었는데 긱벤치 6으로 업데이트 되고 나서 그 격차가 더 커졌다.
결국 긱벤치 6로 업데이트 후 아이폰 14와 갤럭시 S23의 성능 격차가 2세대 이상 나게 되었다.
긱벤치 6으로 측정한 아이폰 13 프로의 결과와도 비교해보자.
보다시피 긱벤치 6에서는 아이폰 13 프로가 갤럭시 S23 보다 더 높은 벤치마크 성능 측정 결과를 보여준다.
이 벤치마크 결과로 보면 갤럭시 S23의 성능은 1세대 전 스마트폰인 아이폰 13 프로보다도 못하다는 결론에 도달하게 된다.
갤럭시 S23과 아이폰 12의 긱벤치 6 벤치마크 결과도 비교해보자.
좌측이 갤럭시 S23이고 우측이 아이폰 12의 긱벤치 결과이다.
보다시피 싱글코어 점수는 아이폰 12가 좀 더 잘나오고 멀티코어 점수는 갤럭시 S23이 좀 더 잘나온다.
2년 전 구형 모델인 아이폰 12와도 비등비등한 성능의 갤럭시 S23을 보고나니 안드로이드 스마트폰 진영의 AP 성능은 아직 멀었구나 하는 생각이 든다.
아이폰 11의 긱벤치 6 결과와도 비교해보자.
위에서 보는것과 같이 아이폰 11 프로의 긱벤치 6 벤치마크 결과 멀티코어 점수는 갤럭시 S23 보다는 못하지만 싱글코어 점수는 갤럭시 S23와 비슷한 것을 알 수 있다.
3세대 전 아이폰 11과 신제품인 갤럭시 S23이 싱글코어 성능에서 서로 비슷한 수준이라는 결과를 분석하면 현재 갤럭시 S23의 성능이 어느정도인지를 짐작해 볼 수 있는 부분이다.
긱벤치 홈페이지에 가보면 알겠지만 특정 긱벤치 결과만 저렇게 나오는게 아니라 전반적으로 갤럭시 S23은 아이폰 12 보다는 떨어지고 아이폰 11과 비슷한 성능의 동일한 긱벤치 결과를 보여준다.
참고로 긱벤치 6은 긱벤치 5보다 연산 부하가 더 무거워졌고 좀 더 실사용에 가까운 연산 부하를 걸도록 변경했다고 한다. 특히 긱벤치 6에서는 이전 버전보다 멀티코어에서 코어간 상호작용에 의한 연산 처리를 중점으로 측정하도록 업데이트했다고 한다.
결론
갤럭시 S23 시리즈는 AP가 업그레이드된 스냅드래곤 8 Gen 2를 채용하여 전작인 갤럭시 S22의 AP 스냅드래곤 8 Gen 1과 엑시노스 2200 보다 높아진 성능을 보여준다. 특히 갤럭시 S23 시리즈는 GPU 성능이 올라갔다.
하지만 여전히 아이폰 14 시리즈 대비 떨어지는 CPU 성능과 GPU 성능 유지력을 보여준다.
이는 스냅드래곤 8 Gen 2의 파운드리가 삼성에서 TSMC로 바꼈음에도 여전히 수율 안정화가 되지 않고 있으며 미세공정의 발전이 한계에 다다르게 되어 성능을 높이는데 한계가 있음을 보여준다.
관련문서
삼성 갤럭시 시리즈
갤럭시 Z 폴드4, 플립4의 발열, GOS 테스트 분석
