2024년 5월 애플이벤트에서 소개된 애플 M4 칩
2024년 5월 애플이벤트에서 애플 실리콘의 4번째 칩 시리즈인 M4 칩이 발표되었습니다. 최근의 뉴스는 애플이 머신러닝과 인공지능에서 밀리고 있다는 느낌을 줬었는데, M4 칩의 발표로 상당히 만회한 모습입니다. 이번 포스팅에서 애플 실리콘 M 시리즈가 어떤 방향으로 발전하고 있는지 확인해 보시기 바랍니다.
글의 순서
애플 실리콘 M1, M2, M3, M4 시리즈 특징
애플 M4 칩
애플 M4 칩의 그래픽 성능
애플 M4 칩과 머신러닝
애플 실리콘 M1, M2, M3, M4 시리즈 특징
2024년 5월 애플이벤트에서 애플의 4번째 칩 시리즈가 발표되었습니다. 애플 실리콘은 시스템 온 칩(SoC, System on Chip) 기술로 만들어진 만큼, CPU, GPU, 애플의 뉴럴엔진(Neural Engine), 그리고 메모리(RAM)가 통합되어 있습니다. 이번 M4 칩 발표에서는 특히 전력효율성을 강조했는데, 애플 실리콘 M 시리즈 칩의 특징 중 하나가 저전력 설계라는 점입니다.
애플 실리콘 칩은 통합 메모리 아키텍처를 채택하여 고대역폭, 저지연 메모리를 한 곳에서 구동합니다. 통합 메모리 아키텍처란 CPU, GPU, 뉴럴엔진 그리고 메모리가 한 데 통합되어 있다는 의미입니다. 연산을 할 때 데이터를 여러 군데 메모리에 복사할 필요가 없기 때문에 성능과 효율이 좋습니다. 지금부터는 M4 칩의 특징을 정리해 보겠습니다.
애플 M4 칩
애플 M4 칩은 2세대 3나노 공정에서 생산됩니다. 처음으로 3나노 공정에서 생산되었던 M3 칩과 비교했을 때, 전력효율성 개선에 더 중점을 둬서, 더 가볍고, 더 얇은 아이패드에 적합하게 만든 칩입니다. 애플 M4 칩은 M3 칩을 기반으로 하면서 전반적인 성능과 전력효율성을 끌어올린 제품입니다. 2024 애플 5월 이벤트 ‘let loose’에서 소개된 애플 M4의 사양을 정리해보면 다음과 같습니다.
▶트랜지스터 집적 : 280억 개
▶메모리 : 통합 메모리 대역폭(bandwidth) 120GB/s
▶CPU : 4개의 고성능 코어, 6개의 고효율 코어,
▶GPU : 10개의 코어
▶뉴럴엔진 : 16코어
▶미디어 엔진 ; 8K H.264, HEVC 비디오, 애플의 ProRes 비디오엔진 지원, AV1 디코딩 지원
애플 M4칩의 그래픽 성능
(1) GPU 성능
10코어 GPU 아키텍처로 설계되었습니다. 다이다믹 캐싱(Dynamic Cashing), 하드웨어 가속을 통한 메시 셰이딩(Mesh shading) 및 레이 트레이싱(Ray tracing) 기능을 갖추고 있습니다.
여기서, 다이나믹 캐싱은 하드웨어에서 로컬 메모리 사용을 실시간으로 할당하는 기술이며, 레이 트레이싱은 빛을 모델링하여 사실적이고 실제와 흡사한 이미지를 만들 수 있도록 지원하는 기술, 메시 셰이딩은 3차원 형상을 모델링하는 기술을 각각 의미합니다.
중요한 것은 M4칩이 아이패드 프로에 장착됨으로써 이런 기능이 아이패드에도 들어왔다는 것입니다. 그래서 아이패드 프로에서도 디아블로 임모털(Diablo Immortal)과 같은 게임을 더 실감나게 즐길 수 있습니다. 또한 렌더링 앱인 옥탄(Octane)을 실행시켜보면, M2 칩이 장착된 이전 아이패드 프로 모델에 비해 렌더링 성능이 4배나 향상되었습니다.
(2) 디스플레이 성능
애플 M4칩에는 새로운 디스플레이인 탠덤 OLED를 지원하는 디스플레이 엔진을 탑재하였습니다. 탠덤 OLED는 두 개의 OLED 패널이 적층된 형태를 하고 있습니다. 이 디스플레이 엔진은 Ultra Retina XDR 디스플레이에서 최상의 색 정밀도와 색 정확도, 균일한 밝기를 구현해냅니다.
애플 M4 칩과 머신러닝, 인공지능
애플 M4 칩은 머신러닝에 특화되어 있습니다. CPU에 탑재된 차세대 머신러닝 가속기와 고성능 GPU, 넓은 메모리 대역폭, 뉴럴엔진이 이를 뒷받침해줍니다.
애플 M4 칩에는 NPU라고 부르는 뉴럴엔진이 16코어 탑재되어 있고, 38 TOPS의 성능을 발휘합니다. 여기서, NPU(신경망처리장치)는 동시다발적인 행렬연산에 최적화된 프로세서로 여러 개의 연산을 실시간으로 처리합니다. 또한 TOPS는 Trillion per second의 줄임말로 초당 1조번 연산을 의미합니다. 애플이 처음으로 뉴럴엔진을 탑재했던 칩인 A11 Bionic과 비교해보면 M4 칩은 60배나 빨라졌습니다.
애플은 M4에 탑재된 NPU가 현존하는 최고의 뉴럴엔진이라고 주장합니다. 그렇지만 최근에 발표된 스냅드래곤 X 엘리트나 스냅드래곤 X 플러스의 NPU 성능이 45 TOPS이니까 수치상으로는 퀄컴 스탭드래콘 X 보다 떨어지는 게 사실입니다.
마치며 …
2024년 5월 애플이벤트에서 M4 칩의 깜짝 발표가 있었습니다. 많은 애플 전문가들은 애플 M4 칩이 2024년 연말쯤 소개될 것이라고 전망했었는데 말입니다. 이번 포스팅에서는 애플 M4칩 사양을 살펴보았습니다. 애플 실리콘 칩은 계속 발전하고 있습니다. 애플 M3 칩에 비해서는 머신러닝 쪽에 무게를 둔 모습입니다. M4칩은 일단 아이패드 프로에 장착되었습니다. 당연히 맥이나 맥북프로, 맥북에어로 그 사용처가 확대될 것입니다. 아이패드로 무게감 있는 작업을 하실 분들은 M4 칩이 탑재된 아이패드 프로를 추천합니다.
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참고자료
[1] Apple, The new iPad Pro + M4 chip
[2] Apple Newsroom(2024.5), Apple, M4 칩 공개