애플 실리콘 M1 시리즈 비교 : M1 Pro, M1 Max, M1 Ultra
[ 발행일 : 2022년 3월 11일 ]
애플 실리콘의 M1 칩 시리즈는 M1, M1 Pro, M1 Max, M1 Ultra라는 4개의 칩을 의미합니다. 이는 2020년 10월, 2021년 10월을 거쳐 2022년 3월에 완료되었고, 3월 이벤트까지 거의 모든 맥 컴퓨터에 탑재되었습니다. 강력한 성능과 저 발열 설계로 전력효율성이 뛰어나다는 것이 애플 실리콘 칩의 특징입니다. 이 포스팅에서는 이 애플 실리콘 M1 시리즈의 제원들을 비교해 보도록 하겠습니다.
| M1 | M1 Pro | M1 Max | M1 Ultra | |
| 트랜지스터 집적 | 160억개 | 337억개 | 570억개 | 1140억개 |
| CPU 코어 개수 | 고성능 코어 4개 고효율 코어 4개 |
고성능 코어 8개 고효율 코어 2개 |
고성능 코어 8개 고효율 코어 2개 |
고성능 코어 16개 고효율 코어 4개 |
| GPU 코어 개수 | 8코어 | 16코어 | 32코어 | 64코어 |
| 뉴럴 엔진 | 16코어 | 16코어 | 16코어 | 32코어 |
| 메모리 지원 | 최대 16GB | 최대 32GB | 최대 64GB | 128GB |
| 메모리 대역폭 | 68.25GB/s | 200GB/s | 400GB/s | 800GB/s |
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글의 순서
애플 실리콘 M1 시리즈 : M1 칩 다시 보기
애플 실리콘 M1 시리즈 : M1 Pro, M1 Max 칩
노트북 발열 문제와 M1 Max 칩
M1 Pro와 M1 Max의 영상처리 능력
애플 실리콘 M1 시리즈 : M1 Ultra 칩
애플 실리콘 M1 시리즈 : M1 칩 다시 보기
M1은 애플이 자체적으로 설계한 반도체 칩(Chip)입니다. 2020년 11월에 발표된 M1은 시스템 온 칩(SoC, System on Chip) 기술로 만들어졌습니다. 애플 M1 칩은 중앙처리장치인 CPU 코어, 그래픽 처리장치인 GPU, 애플이 개발한 뉴럴엔진(Neural Engine), 그리고 메모리(RAM)가 통합되어 있습니다. 이것을 저전력으로 설계했기 때문에, 칩을 구동하는 전력량 기준의 성능으로 비교했을 때는 세계 최고라고 자랑합니다. M1은 5나노미터 프로세스 기술을 사용해 만들어진 첫 PC용 칩으로, 160억 개의 트랜지스터가 집적되어 있습니다.
애플 M1 칩은 통합 메모리 아키텍처를 채택하여 고대역폭, 저지연 메모리를 한 곳에서 구동합니다. 통합 메모리 아키텍처란 CPU, GPU, 뉴럴엔진 그리고 메모리가 한 데 통합되어 있다는 의미입니다. 결과적으로, 연산을 할 때 데이터를 여러 군데 메모리에 복사할 필요가 없기 때문에 성능과 효율이 증가하게 됩니다.
M1은 8 코어 CPU를 구동하게 되는데, 8개의 코어는 4개의 고성능 코어와 4개의 고효율 코어로 구성됩니다. 저전력 프로세스 중 세계 최고의 속도이며, 4개 코어를 동시에 활용하여 멀티쓰레드 성능에 가속도를 더할 수도 있습니다.
M1의 GPU는 동시에 25,000개의 스레드를 실행할 수 있는 8개의 코어로 구성되어 있으며, 2.6 테라플롭스(tera flops) 부동소수점 연산(floating-point operations)이 가능합니다. 테라플롭스는 슈퍼컴퓨터의 성능을 따질 때 흔히 사용하는데, 1테라플롭스는 1초에 1조번의 연산을 한다는 뜻입니다.
애플 실리콘 M1 시리즈 : M1 Pro, M1 Max 칩
애플의 M1 Pro, 그리고 M1 Max 칩은 M1의 시스템 온 칩(SoC) 아키텍처를 확장시켜서 성능을 끌어올린 프로세서로 2021년 10월에 공개되었습니다. 동일한 통합 메모리 아키텍처를 사용하므로 M1 칩과 마찬가지로 성능과 전력효율성이 좋습니다. 특히 전원을 연결하든 배터리를 사용하든 전력효율성에는 변화가 없다는 것을 강조합니다.
2021년 10월 기준에서 최신 노트북에 탑재된 비디오 메모리가 16GB인 점을 볼 때, 32GB의 메모리를 지원하는 애플 M1 Pro는 이미 이 수준의 2배입니다. 전문가용 영상처리에 특화된 ProRes라는 가속기도 탑재하여 영상 편집에서의 효율을 기대하게 만듭니다.
여기까지 소개한 M1 Pro와 M1 Max 칩의 특징을 CPU, GPU 성능 향상, 메모리 대역폭의 확장, ProRes 가속기를 추가한 미디어 엔진으로 요약할 수 있겠습니다.
노트북 발열 문제와 M1 Max 칩
CPU를 구성하는 트랜지스터의 개수가 늘어날수록, CPU 클럭 속도가 증가할수록 CPU의 연산 성능도 좋아집니다. CPU 성능이 향상되는 것은 좋은데 필연적으로 발열 문제도 따라 다닙니다. 애플 실리콘의 M1 칩을 만든 아키텍처는 저전력을 고려하여 설계한 것입니다.
이러한 CPU의 저전력 설계는 이런 CPU를 장착한 PC나 노트북을 사용할 때 큰 이점을 제공합니다. 노트북의 성능을 쥐어짜야하는 고사양 그래픽 작업이나, 무거운 동영상 작업을 할 때도 열 발생이 적습니다. 그래서 팬 소리가 조용하고, 팬이 자주 작동하지도 않습니다. 결과적으로 배터리 사용시간이 길어집니다.
M1 Pro와 M1 Max의 영상처리 능력
M1 Pro와 M1 Max 칩은 애플이 설계한 미디어 엔진을 탑재하고 있어서 영상 처리 속도를 가속화 할 수 있습니다. 물론 저전력의 기반 위에서 말입니다. 저전력이라 열이 적게 발생됩니다. ProRes라는 코덱을 위한 가속 기능도 제공하기 때문에 저전력으로도 4K 및 8K의 ProRes 동영상 재생이 가능합니다. 여기서, ProRes 라는 비디오 코덱은 파이널 컷 프로에서 영상 편집을 위해서 애플에서 개발한 코덱입니다. 화질은 월등히 좋은데 용량이 적어서 맥북 프로에서도 편집할 수 있게 도와줍니다.M1 Max는 2개의 ProRes 가속기를 갖추고 있습니다.
애플 실리콘 M1 시리즈 : M1 Ultra 칩
2022년 3월 이벤트, 그러니까 애플의 2022년 첫 번째 이벤트에서 애플은 M1 Ultra 칩을 발표했습니다. 애플 M1 칩 시리즈의 마지막 제품입니다. 많은 전문가들은 애플 M1 칩과 M1 Pro 사이의 성능을 가진 M2 칩을 예상했었습니다. 그런데, 애플은 M2 칩 대신 M1 Max 보다 성능이 두 배인 M1 Ultra를 새로 만들어 냈습니다. M1 Max 두 개를 붙이는 기술을 이용해서 말입니다. M1 Max 두 개를 붙이는 기술을 애플은 UltraFusion 패키징 아키텍처 기술이라고 합니다. UltraFusion 패키징 아키텍처에서 애플은 두 개의 M1 Max 칩 받침대를 연결했습니다. 그래서 M1 울트라는 하나의 칩으로 작동하고, 소프트웨어에서도 M1 Ultra를 하나의 칩으로 인식합니다.
M1 Max를 두 개를 붙인 M1 Ultra에서도 전력효율성을 강조합니다. 20코어의 CPU를 탑재하여 빠른 멀티스레드 성능을 발휘하는데도 에너지를 적게 쓰기 때문에 팬도 더 조용하게 작동합니다. 또한 3차원 형상을 다루는 작업 등 고사양의 GPU를 필요로 하는 작업도 지원하며, 32코어의 뉴럴엔진 장착으로 머신 러닝 작업뿐만 아니라 많은 양의 ProRes 영상 인코딩과 디코딩 작없을 지원합니다.
요약해보면, 고사양을 필요로 하는 그래픽 작업, 머신러닝, 동영상 인코딩 작업을 버벅거리지 않고 물 흐르듯이 처리할 수 있다는 것이 M1 Ultra 칩의 큰 장점입니다.
| M1 | M1 Pro | M1 Max | M1 Ultra | |
| 트랜지스터 집적 | 160억개 | 337억개 | 570억개 | 1140억개 |
| CPU 코어 개수 | 고성능 코어 4개 고효율 코어 4개 |
고성능 코어 8개 고효율 코어 2개 |
고성능 코어 8개 고효율 코어 2개 |
고성능 코어 16개 고효율 코어 4개 |
| GPU 코어 개수 | 8코어 | 16코어 | 32코어 | 64코어 |
| 뉴럴 엔진 | 16코어 | 16코어 | 16코어 | 32코어 |
| 메모리 지원 | 최대 16GB | 최대 32GB | 최대 64GB | 128GB |
| 메모리 대역폭 | 68.25GB/s | 200GB/s | 400GB/s | 800GB/s |
마치며 …
이 포스팅에서는 애플 실리콘 M1 칩 시리즈의 제원을 비교해 보았습니다. 애플 실리콘의 M1 칩 시리즈는 M1, M1 Pro, M1 Max, M1 Ultra라는 4개의 칩을 의미합니다. 2020년 10월에 M1 칩, 2021년 10월에 M1 Pro와 M1 Max를 거쳐 2022년 3월에 M1 Ultra까지와서 시리즈가 완성된 것처럼 보입니다. 2022년 3월 이벤트까지의 시간을 거치는 동안 거의 모든 맥 컴퓨터에 M1 칩 시리즈가 탑재되었습니다. 강력한 성능과 저 발열 설계로 전력효율성 뛰어나다는 것이 애플 실리콘 칩의 특징입니다.
고사양을 필요로 하는 그래픽 작업, 머신러닝, 동영상 인코딩 작업을 부드럽게 물 흐르듯 처리하고 싶으신 분들에게는 애플 실리콘 칩이 들어간 맥 컴퓨터가 좋은 대안이 될 수 있을 것 같습니다. 다만, 한 가지 기억하셔야 할 것은 애플 실리콘 M1 시리즈에서는 메모리가 칩에 통합되어 있어, 구매할 때 미리 메모리 크기를 결정해야 한다는 것입니다. 애플 실리콘 M1 시리즈의 각 칩 별로 정리된 위의 표를 참고해 주시기 바랍니다. 메모리를 별도로 꽂을 수 있는 슬롯이 없기 때문에 구매한 후에는 메모리 업그레이드가 불가능합니다.
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참고자료 : 유튜브 동영상
[1] Apple Newsroom(2021.10.18.) “Apple 역사상 가장 강력한 칩인 M1 Pro 및 M1 Max 공개”
[2] Apple Newsroom(2022.3.8.), “Apple, 세계에서 가장 강력한 PC용 칩인 M1 Ultra 공개”