갤럭시 S23 게임 성능 GOS 발열 원신 벤치마크
갤럭시 S23 시리즈의 게임 성능
삼성전자의 새로운 스마트폰 갤럭시 S23 시리즈가 발매되었다. 이어서 갤럭시 S23의 엠바고가 풀린 지금 S23의 게임 벤치마크 정보가 풀리고 있다.
전작인 갤럭시 S22의 경우 GOS 치팅으로 인해 긱벤치에게 벤치마크 퇴출까지 격는 굴욕을 겪었다.
이에 삼성이 이번 신제품에서는 전작의 GOS 굴욕에 대한 해결책을 마련했는지 갤럭시 S23의 게임 성능, 특히 원신을 중심으로 게임 성능을 알아보고 벤치마크를 분석해보자.
갤럭시 S23 울트라의 원신 벤치마크
원신 프레임 벤치마크
원신 리월항 지역에서 측정한 갤럭시 S23 울트라의 게임 벤치마크 테스트이다.
세부적인 환경은 45.4 프레임 기준, 20분간 측정한 벤치마크 테스트 결과이다.
갤럭시 S23 울트라의 경우 평균 54.2~45.4fps로 측정되었고 Vivo X90의 경우 59.6fps로 갤럭시 S23 울트라보다 높은 결과가 나왔다.
갤럭시 S23 울트라는 그래프를 보면 알겠지만 원신 구동 중간 중간 프레임 드랍도 많이 보인다.
위의 결과로 보면 Vivo X90이 의외로 상당히 높은 결과를 보여준다.
Vivo X90의 프로세서는 미디어텍 디멘시티 9200인데 의외로 원신 구동 시 스냅드래곤 8 Gen 2보다 더 높은 성능을 보여주는것이 놀랍다.
언론과 여론이 스냅드래곤 8 Gen 2의 성능 향상에만 주목하고 있는데 디멘시티 9200도 전작 디멘시티 9000보다 향상되고 게이밍에서 스냅드래곤 8 Gen 2 보다 더 높은 성능을 보여주고 있다.
샤오미 13 프로의 원신 프레임 벤치마크 결과도 살펴보자.
샤오미 13 프로는 원신 프레임 측정 결과 평균 59.4fps로 측정되었다. 마찬가지로 갤럭시 S23 울트라보다 높은 결과이고 갤럭시 S23 울트라보다 중간중간 프레임 드랍도 적어 보인다.
전체적으로 보면 원신 프레임 측정결과 갤럭시 S23 울트라의 게임구동 성능은 생각보다 실망스러워 보인다.
원신 구동 시 코어별 클럭
갤럭시 S23에 탑재된 스냅드래곤 8 Gen 2 AP의 원신 구동시 코어 별 클럭을 나타내고 있다.
상대적으로 빅코어의 클럭이 높고 미들코어의 클럭이 낮다.
이렇게 되면 안그래도 전기 먹는 하마인 빅코어가 클럭이 높아 발열가 소비전력이 증가할 수 밖에 없고 발열이 증가하면 그만큼 스로틀링도 빨리 오게 되어 성능 저하도 더 빨리 온다.
똑같은 스냅드래곤 8 Gen 2 AP를 쓴 샤오미 13 스마트폰의 AP 스케줄러와 비교해보자.
위의 측정결과는 샤오미 13 의 원신 구동시 코어 별 클럭을 측정한 것이다.
샤오미 13의 CPU 스케줄러는 위의 갤럭시 S23의 CPU 스케줄러와 달리 빅코어의 클럭이 더 낮고 미들코어의 클럭이 더 높다.
이는 높은 전력 효율성을 위한 스케줄러로서 상대적으로 빅코어보다 전력 효율이 좋은 미들코어를 더 적극적으로 사용함으로써 전성비를 향상시키고 쓰로틀링을 최소화하는 전략이다.
결국 샤오미 13의 CPU 스케줄러는 빅코어를 적극적으로 활용하는 갤럭시 S23의 CPU 스케줄러 보다 더 좋은 전성비 그리고 더 적은 쓰로틀링을 달성할 수 있다.
이러한 샤오미 13의 CPU 스케줄러는 joyose 기반의 스케줄러이다.
갤럭시 S23보다 먼저 나온 중국의 스마트폰들은 초기에 갤럭시 S23과 같은 빅코어를 더 적극적으로 활용하는 스케줄러를 탑재하고 있었으나 발열과 쓰로틀링, 소모전력의 문제가 발생하여 샤오미 13과 같은 미들코어를 적극적으로 활용하는 스케줄러로 교체하고 있다.
실제로 갤럭시 S23이 빅코어를 적극적으로 활용하는 스케줄러를 탑재한것은 소모전력과 발열, 쓰로틀링면에 아쉬운 결과라고 할 수 있다.
빅코어의 클럭이 더 높으면 싱글스레드 성능이 더 높을순 있지만 소모전력과 발열이 심해지고 요즘 앱은 쿼드스레드 정도의 멀티스레드를 대부분 다 지원하고 있는 실정이기 때문에 미들코어를 적극적으로 활용하는 것이 전성비와 발열면에서 더 낫다.
다른 벤치마크 결과도 살펴보자.
이 벤치 결과도 마찬가지로 갤럭시 S23은 원신 60프레임을 유지하지 못한다.
위에 있는 샤오미 13의 원신 벤치마크 결과와 비교해보자. 샤오미 13 쪽이 60프레임을 더 잘 유지하고 있는것을 볼 수 있다.
아이폰 14 프로 맥스와 비교해 보아도 아이폰 14 프로 맥스 쪽이 훨신 더 원신 60프레임을 잘 유지하고 있는것을 볼 수 있다.
실제 원신 평균 프레임으로 비교해봐도
아이폰 14 프로 맥스: 58.7fps
샤오미 13 프로: 59.4fps
갤럭시 S23 울트라: 53.7fps
로 갤럭시 S23 울트라가 원신 프레임이 제일 낮은 결과를 볼 수 있다.
원신 구동 시 소비전력
원신 구동시 소비전력을 비교해 보면 샤오미 13 프로의 경우 5.5W를 소비했고 아이폰 14 프로 맥스의 경우 5.1W를 소모했다.
반면 갤럭시 S23 울트라의 경우 평균 6.7W를 소모해서 꽤나 높은 소모전력을 보여줬다.
종합적으로 살펴보면
샤오미 13 프로는 프레임 59.4fps에 발열 39.3도, 소모전력은 5.5W가 나왔고
바이오닉 A16이 들어간 아이폰 14 프로 맥스는 프레임 58.4fps에 발열 46.7도. 소모전력은 5.1W가 나왔다.
갤럭시 S23 울트라의 경우 소모전력 6.7W에 밑의 온도 측정 결과 발열은 45도가 나온것을 보면 상당히 실망스러운 결과이다. 갤럭시 S23은 샤오미 13 프로 보다 22프로 더 전력을 소비하고 아이폰 14 프로 맥스보다는 32프로나 더 전력을 소비한다.
실제로 원신의 경우 아이폰용 원신 앱의 그래픽 품질이 안드로이드용 원신 앱의 그래픽 품질보다 더 뛰어난데도 갤럭시 S23 울트라가 아이폰 14 프로 맥스보다 전력을 더 소비하면서도 프레임을 유지하지 못하는 결과를 보이는 것은 실망스럽기 그지없다.
원신 구동 시 갤럭시 S23 울트라의 발열
갤럭시 S23의 원신 구동 시 발열을 살펴보면 스마트폰 본체의 전면 부분과 후면 부분의 온도는 최대 44.3도까지 올라가고 본체의 가장자리 부분 온도는 48도가 넘게 올라간다.
원신 구동 시 전작인 갤럭시 S22 울트라와 갤럭시 S23 울트라의 발열을 비교해 보면 갤럭시 S23 울트라가 47.8도 정도로 갤럭시 S22 울트라의 40.8도보다 높은 온도를 보여준다.
이정도면 스마트폰 치고는 상당히 높은 발열인데 갤럭시 S23의 경우 42도 정도에서 쓰로틀링이 걸려 성능 하락이 오는 만큼 위의 원신 프레임 벤치마크에서 프레임 하락이 있는것은 이 발열에 의한 쓰로틀링 때문인 것으로 보인다.
갤럭시 S23은 게임 구동시 GOS가 개입하여 강제로 게임 렌더링 해상도를 720p~864p 정도 낮추는데 그럼에도 불구하고 이정도 높은 발열이 나온다는 것은 실망스러운 결과이다.
어떻게 보면 갤럭시 S23의 베이퍼 챔버의 크기가 같은 스냅드래곤 8 Gen 2를 쓰는 타 중국 제조사의 스마트폰 보다 작기 때문에 이러한 발열은 당연한 결과라고 할 수 있다.
원신 구동 시 실제 샤오미 13이나 Vivo X90 보다도 갤럭시 S23가 프레임 드랍이 더 심한것을 위의 원신 프레임 벤치마크를 보면 알 수 있다.
갤럭시 S23의 AP 고클럭 세팅 문제
측정 결과들을 보게되면 갤럭시 S23의 경우 발열이 높은데도 불구하고 스냅드래곤 AP의 클럭이 타사의 스마트폰 보다 상당히 높다.
갤럭시 S23 울트라 원신 벤치마크 결과를 자세히 분석해보자.
소비전력 6.7W, 평균 프레임 53fps
빨간색이 미들코어 클럭이고 보라색이 빅코어 클럭이다.
미들코어 클럭 최대 3.3Ghz, 빅코어 클럭 최대 2.7Ghz 으로 측정된다. 상당히 높은 클럭으로 동작하고 있다.
기기의 열 대책도 부실한데 억지로 높은 클럭으로 동작하다 보니 쓰로틀링이 자주 걸리게 되고 결국 프레임 하락으로 이어지게 되어 타사 스마트폰 보다 프레임이 떨어지는 것이다.
이렇게 무리한 클럭을 호출하는 갤럭시 S23의 스케줄러를 보면 최적화가 상당히 안좋은 것을 알 수 있다.
위의벤치마크 결과는 타사 스마트폰 원신 리월 구간 측정결과이다.
이를 분석해보면 소비전력 4.9W, 평균 프레임 59fps
미들코어 최대 2Ghz 빅코어 최대 1.5Ghz
연산 로드가 최고점일때에만 미들코어의 클럭을 2Ghz까지 호출하고 평균적으로 1.8Ghz 클럭에서 작동하는 스케줄러를 볼 수 있다.
빅코어도 1.1Ghz~1.5Ghz 클럭으로 작동해서 필요 이상의 고클럭을 지양하는 CPU 작동 스케줄러를 볼 수 있다.
이렇게 저클럭으로 작동하게 되면 발열이 억제되고 그로 인해 쓰로틀링이 덜 걸리게 되어서 프레임이 안정적으로 나오게 된다. 클럭이 낮으면 스윗 스팟과 가까운 전압에서 프로세서가 동작하게 되어 소비전력이 낮아지게 되고 결국 전성비도 상승되게 된다.
위의 결과를 비교해보면 갤럭시 S23의 경우는 이상하게 클럭이 높게 나오는데 벤치마크 점수를 높게 나오게 하기 위해 무리하게 클럭을 끌어올린 결과로 예상된다.
보통 리뷰에서 성능을 비교할때 벤치마크 점수로 비교를 하기 때문에 성능이 높게 보이게 하기 위한 마케팅적인 이유로 꼼수로서 무리하게 클럭을 끌어올렸고 그로 인한 쓰로틀링으로 실제 게임 체감 성능이 떨어지게 된것이라고 분석된다.
갤럭시 S23에 들어가는 스냅드래곤 8 Gen 2의 경우 같은 칩이 들어가는 타사 스마트폰보다 클럭이 높다고 이름도 스냅드래곤 8 Gen 2 for galaxy라고 붙이면서 삼성측에서 홍보를 했는데 아이러니하게도 클럭이 높은 이유 때문에 소비전력이 더 높은 것으로 추정된다.
그런데 클럭이 높으면 성능이 더 높게 나와야함에도 불구하고 성능이 샤오미 13프로보다 더 낮게 나온다는건 최적화가 제대로 되지 않았거나 발열을 해결하기 위한 베이퍼 챔버에 원가절감을 해서 발열을 해결하지 못해 쓰로틀링이 걸리는 것으로 분석할 수 있다.
위의 결과를 보면 실제 GPU 성능의 경우 벤치마크는 갤럭시 S23이 아이폰 14 프로보다 더 잘나오지만 실제 게임인 원신 성능은 아이폰 14 프로가 갤럭시 S23보다 더 뛰어난 것을 볼 수 있다.
갤럭시 S23에 탑재되어 있는 스냅드래곤 8 Gen 2의 경우 아이폰 14 프로의 AP칩보다 GPU는 성능이 조금 앞서지만 CPU 부분에서 성능과 전성비 모두 뒤쳐진다.
결국 GPU 벤치마크인 3D마크 와일드라이프 점수가 아이폰 14 프로보다 잘나온다 하더라도 CPU 부분에서 전성비와 성능이 모두 떨어지기 때문에, 원신 구동시 CPU와 GPU를 모두 구동하게 되면 아이폰 14 프로보다 스냅드래곤 8 Gen 2 탑재 스마트폰이 전력은 더 먹으면서도 성능이 더 안나오는 결과를 초래하게 되는 것이다.
갤럭시 S23 시리즈의 성능과 발열 벤치마크 문서에서 보다시피 스냅드래곤 8 Gen 2가 GPU보다 CPU가 상대적으로 전성비가 떨어지는데 안그래도 떨어지는 전성비에 클럭을 더 올려놓았으니 전성비가 샤오미 13 프로같은 중국 스냅드래곤 8 Gen 2 스마트폰 보다 더 떨어질 수 밖에 없는 것이다.
거기다가 갤럭시 S23 시리즈의 문제점 문서를 보면 알겠지만 갤럭시 S23에 탑재된 스냅드래곤의 고클럭 세팅 때문인지 S23의 배터리 사용 시간도 생각보다 짧은 특성을 보인다.
갤럭시 S23의 GOS
기본적으로 갤럭시 S23은 게임 작동 시 자동으로 GOS가 켜지면서 프레임 보간 기능이 작동해서 게임의 원본 프레임보다 뻥튀기 되어서 측정된다.
결국 갤럭시 S23의 원신 벤치마크 결과가 프레임 보간이 작동된 결과이므로 실제 성능은 더 낮게 나오는다는 결론이 된다.
심지어 GOS의 프레임 보간 기능 때문에 인풋렉이 증가하게 된다.
GOS의 프레임 보간 기능은 생각보다 게임이 부드러워 보이지 않고 렉이 걸리는 것 같은 뚝뚝 끊기는 부자연스러움을 느끼는 반면 인풋렉이 증가되어 유저의 체감성능이 떨어지는 나쁜 효과를 가져오는데 이는 전작 갤럭시 제품들에서 계속 지적되던 문제인데도 삼성은 이를 고칠 생각이 없는것 같다.
게임을 플레이 해보면 표기된 프레임은 60프레임인데 실제 프레임은 40프레임 정도밖에 되지 않아 게임 화면이 렉 걸리는 듯한 끊기는 듯 하는 현상이 일어나게 된다.
GOS가 강제로 GPU 클럭을 다운클럭하면서 프레임 보간 기능을 실행하니 이러한 렉이 일어나는 것인데 얼마나 갤럭시 S23의 발열 대책에 자신이 없으면 이렇게 욕먹으면서까지 GOS를 고집하는건지 이해할 수 없다.
이런 GOS를 고집하는 것은 삼성이 자신들의 갤럭시 S23이 스냅드래곤 Gen 2의 발열을 견딜수 없다고 자인하는 것이라고 할 수 있다.
즉 갤럭시 S23의 GOS를 삭제하더라도 어차피 스냅드래곤 Gen 2의 발열을 감당하지 못해서 쓰로틀링으로 성능이 구형 스마트폰 급으로 급격히 감소하기 때문에 애초에 미리 선제적으로 GOS를 사용하여 GPU의 클럭을 떨어뜨려서 발열 관리를 하는 것이다.
이러한 문제들로 전작인 갤럭시 S22 사태 때 이러한 GOS 프레임 뻥튀기 눈속임으로 많은 비난을 받았음에도 불구하고 삼성 측은 여전히 프레임 뻥튀기 기능을 제거하지 않고 있어 잘못을 반복하고 있는듯 하다.
이 프레임 보간 기능 또한 단순히 프레임이 높아 보이게 하기 위한 눈속임 기술로서 사용자를 기만하는 사기에 해당할 수도 있는데 이미 GOS 사태때 지적받아 놓고선 왜 아직도 이 기능을 제거하지 않는지 의문이다.
추가로 위와 같이 갤럭시 S23의 GOS가 켜저 있을때 원신을 플레이 할때 초반에는 아무 문제가 없다가 플레이 시간이 지나면 특정 플레이 시간에 특정한 프레임값으로 프레임이 떨어지는 수직 동기화 현상이 발생한다는 유저의 제보가 있다. 이 현상은 쓰로틀링과 상관없이 일어난다고 한다. 그런데 이 현상이 일어나기 전에도 갤럭시 S23 울트라는 샤오미 13보다 떨어지는 프레임을 보여준다.
실제 GOS를 껐는데도 위와 같이 갤럭시 S23 울트라로 구동한 원신 프레임이 40프레임까지 내려간다고 한다. 위 결과를 보면 갤럭시 S22와 비슷할 정도로 처참한 원신 프레임을 보여준다.
GOS 때문인지 원신을 구동하는 중간 중간 프레임 드랍이 발생하기도 한다. 저렇게 게임 중 끊김과 버벅거림이 발생하면 체감 성능이 떨어지게 된다.
내부 소프트웨어가 꼬인건지 갤럭시 S23의 최적화가 굉장히 안좋은 것으로 보인다. 갤럭시 시리즈는 이전부터 최적화가 안좋다고 말이 많았는데 이번 S23에서도 최적화 문제를 보여준다.
GOS가 선제적으로 발열을 관리하고 억제하기 위해서 쓰로틀링이 일어나기 전에 미리 프레임을 떨구는 것으로 추측하고 있다.
갤럭시 S23의 베이퍼 챔버 방열 솔루션이 얼마나 허술한지 방열 솔루션에 얼마나 원가절감을 한건지 의심스러운 부분이다.
결론
갤럭시 스튜디오에서 체험해 본 체험자의 말로는 카트라이더를 구동해도 끊기고 버벅인다고 한다. 카트라이더가 딱히 사양이 높은 게임이 아님에도 불구하고 버벅이고 끊긴다는 것은 최적화가 심각하게 안좋다는 것을 알 수 있는 부분이다.
삼성 갤럭시 S 시리즈의 최근 원가절감에 대해 예상해 볼 수 있는것은
- 2010 : 삼성전자 LSI 사업부에서 ARM 라이센스 특허 비용을 최소화시키기 위해 미국 오스틴 삼성 공장에 몽구스 코어 개발팀을 구성함.
- 2015 : 최초로 Exynos M1에 몽구스 코어 탑재. 그리고 Exynos M1 기반 엑시노스 8 옥타 8890 AP를 갤럭시 S8 시리즈에 탑재함.
- 2019~2020 : 빅, 미들 ,리틀 코어 분리로 빅코어는 최신 코어로 대체되었으나 미들코어는 ARM 이전 세대 코어가 사용됨을 보아서 라이선스 비용 절감을 추측할 수 있음.(리틀코어는 이전부터 최신코어로 씀)
- 2020~2021 : 사용자들의 엑시노스에 대한 성능에 대한 비판에 따라 몽구스 코어를 사용한 Exynos M5 삼성 엑시노스 9 Series 990를 마지막으로 미국 오스틴 몽구스 개발팀을 해체함.
- 2021~현재 (노태문 시기) : ARM과 Cortex-X 시리즈 협업을 하게 되었으나 ARM 라이센스 특허 비용 증가는 피할수 없어 S 시리즈에 원가절감을 한 것이라 추측함. (순이익 여부는 알 수 없음)
이러한 추측도 해볼 수 있다. 이는 필자의 뇌피셜이므로 참고만 하길 바란다. 그리고 노태문을 쉴드치려는 의도가 아니므로 오해하지 않길 바란다.
갤럭시 S 시리즈의 원가 절감을 위해 베이퍼 챔버 같은 방열 솔루션을 자꾸 부실하게 설계하고 있는것은 굉장히 좋지 않은 개발 방향이라고 생각한다.
갤럭시 S 시리즈의 방열 솔루션은 확실히 다른 중국 안드로이드 스마트폰 보다도 못한 성능임을 이미 많은 벤치마크 결과가 보여주고 있다.
중국 스마트폰 보다 발열 대책이 안좋다는 것은 브랜드 이미지에 부정적인 효과를 주게 된다. 이는 장기적으로 브랜드 가치에 돌이킬 수 없는 치명적인 손상을 주게된다.
