Android SBC 내부: CPU, GPU, RAM, Storage 및 I/O 설명

Source: Dev.to

Android Single Board Computers (Android SBCs)는 산업 자동화, 소매 키오스크, 스마트 홈 시스템, 디지털 사이니지, 교육용 디바이스 등에서 점점 더 인기를 끌고 있습니다. 기존 마이크로컨트롤러(MCU) 플랫폼이나 Linux 기반 SBC와 비교했을 때, Android SBCs는 성숙한 개발 생태계, 강력한 하드웨어, 풍부한 멀티미디어 및 UI 기능을 제공합니다. 이는 현대 HMI 및 IoT 애플리케이션에 이상적인 선택이 됩니다.

CPU — 중앙 처리 장치

대부분의 Android SBC는 Rockchip, Amlogic, Allwinner와 같은 업체의 ARM 기반 프로세서를 사용합니다. 일반적인 아키텍처로는 Cortex‑A53, A55, A72, A76이 있으며, 쿼드코어 또는 옥타코어 설계가 흔합니다.

CPU가 담당하는 역할

• Android 운영 체제와 프레임워크 실행
• 애플리케이션 로직 수행
• 멀티태스킹 및 프로세스 스케줄링 관리
• WebView, UI 전환, 백그라운드 서비스 렌더링
• 네트워크 프로토콜 및 암호화 작업 처리

핵심 CPU 요소

• 코어 수 – 멀티태스킹 향상
• 단일 코어 성능 – UI 부드러움에 중요
• 제조 공정(nm) – 전력 효율 및 발열에 영향
• 명령어 집합(ARMv7 vs ARMv8) – 호환성 및 속도 결정

HMI 또는 멀티미디어 디바이스의 경우, Cortex‑A55와 A76 같은 최신 ARM 코어가 응답성 및 안정성을 크게 향상시킵니다.

GPU — 부드러운 비주얼을 위한 엔진

Android는 하드웨어 가속 렌더링에 크게 의존합니다. GPU는 UI가 얼마나 부드럽게 동작하는지와 시각·그래픽 애플리케이션의 성능을 결정합니다.

GPU가 영향을 미치는 영역

• UI 전환 및 애니메이션
• 차트, 대시보드, 맞춤형 그래픽 렌더링
• 스크롤·줌 시 WebView 성능
• 비디오 재생 품질

Android SBC에서 흔히 사용되는 GPU는 ARM Mali 시리즈(G31, G52, G57)와 PowerVR입니다. 대부분 OpenGL ES 3.x와 Vulkan을 지원해 고급 그래픽 인터페이스 구현이 가능합니다. 시각적으로 풍부한 HMI 시스템이나 인터랙티브 디스플레이에서는 GPU 성능이 CPU 성능보다 더 중요할 때가 많습니다.

RAM — 멀티태스킹과 시스템 안정성의 핵심

Android SBC는 일반적으로 DDR3, DDR3L, DDR4를 사용해 1 GB, 2 GB, 4 GB, 8 GB 중 하나의 RAM을 탑재합니다.

RAM이 부족하면 발생할 수 있는 문제

• 앱 강제 종료 빈도 증가
• WebView 페이지 재로드
• 시스템 응답 지연
• 멀티태스킹 능력 저하

권장 RAM 용량

• 1 GB–2 GB – 단순 HMI, 가벼운 애플리케이션
• 2 GB–4 GB – WebView 중심 또는 멀티미디어 작업량
• 4 GB 이상 – 복잡한 UI, 로컬 AI 처리, 무거운 멀티태스킹

더 많은 RAM은 항상 켜져 있는 상업용 디바이스의 장기적인 안정성을 높여줍니다.

Storage — 시스템과 데이터가 저장되는 곳

Android SBC는 보통 다음 중 하나의 저장 옵션을 사용합니다:

• eMMC (권장) – 속도, 안정성, 내구성의 균형이 좋으며 부팅이 빠르고 장기적인 성능이 신뢰됩니다.
• NAND Flash (저비용) – 속도가 느리고 내구성이 낮아 빈번한 쓰기나 대용량 애플리케이션에 부적합합니다.
• SD/TF Card (개발용, 대량 생산 비추천) – 테스트에 편리하지만 내구성이 제한적이며 성능이 일관되지 않을 수 있습니다.

양산 디바이스에서는 16 GB eMMC가 최소 사양이며, 32 GB 이상을 권장합니다(미디어가 풍부한 애플리케이션 기준).

I/O Interfaces — SBC를 현실 세계와 연결하기

Android SBC의 큰 장점 중 하나는 다양한 I/O 옵션을 제공한다는 점으로, 산업 장비 및 주변기기와의 통합이 용이합니다.

일반적인 I/O 구성:

• USB Host/OTG – 스캐너, 카메라, 프린터
• HDMI / LVDS / MIPI‑DSI – 디스플레이 및 터치스크린
• RS232 / RS485 – 산업용 통신
• GPIO – 릴레이, 버튼, LED
• I²C / SPI – 센서 및 IC
• Ethernet, Wi‑Fi, Bluetooth – 네트워크 연결
• Audio input/output – 멀티미디어 디바이스

이러한 다재다능함 덕분에 Android SBC는 키오스크, 스마트 가전, 자판기, 산업용 터미널, 디지털 사이니지 등 다양한 분야에 적합합니다.

Conclusion — Android SBC가 표준이 되는 이유

Android SBC는 성능, 확장성, 비용 효율성의 뛰어난 조합을 제공합니다. 주요 강점은 다음과 같습니다:

• 부드러운 하드웨어 가속 UI
• 유연한 CPU/GPU/RAM/스토리지 구성
• 풍부한 산업 등급 I/O
• 성숙한 개발 도구와 문서화
• 기존 x86 시스템에 비해 낮은 전력 소비

ARM 프로세서가 점점 강력해지고 AI 가속이 보편화됨에 따라, Android SBC는 차세대 엣지 컴퓨팅 노드로 진화하며 차세대 IoT 디바이스와 HMI 시스템을 구동할 것입니다.