애플 M3 칩 시리즈 비교 : M3, M3 Pro, M3 Max
2023 애플 10월 이벤트, ‘무시무시하게 빠른(Scacry Fast)’과 어울리는 무엇인가는 바로 애플 M3 칩이 탑재된 Mac이었습니다. M1, M2가 먼저 발표되고 6개월에서 1년 정도 뒤에 Pro, Max 모델이 뒤따랐는데, 이번 애플 이벤트에서는 M3, M3 Pro, M3 Max 칩이 한꺼번에 발표된 것이 이례적입니다. 이번 포스팅에서는 애플 M3 시리즈가 어느 정도의 스펙인지 알아보겠습니다.
글의 순서
애플 실리콘 M1, M2, M3 시리즈 특징
애플 M3 칩
애플 M3, M3 Pro, M3 Max 칩 비교
애플 M3 칩 시리즈 그래픽 성능
애플 M3 칩 시리즈 머신러닝 성능
애플 M3 칩 시리즈 미디어 엔진
애플 실리콘 M1, M2, M3 시리즈 특징
M3는 애플 실리콘의 3번째 칩 시리즈입니다. 애플 실리콘은 시스템 온 칩(SoC, System on Chip) 기술로 만들어진 만큼, CPU, GPU, 애플의 뉴럴엔진(Neural Engine), 그리고 메모리(RAM)가 통합되어 있습니다. 저전력 설계라는 것도 애플 실리콘의 장점입니다.
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 좋다는 것은 애플 실리콘 칩의 가장 두드러진 특징입니다.
애플 M3 칩
애플 M3 칩은 아이폰15 프로에 탑재되었던 A17 Pro 칩과 같이 3나노 공정에서 생산됩니다. 2023 애플 10월 이벤트에서는 M3 칩의 차세대 GPU 아키텍처와 새로운 미디어 엔진이 AV1디코딩을 지원하게 되었다는 것을 특히 강조했습니다. 애플 M3 칩이 AV1 디코딩을 지원하게 되면서 실시간 스트리밍 중에도 고화질 동영상을 감상할 수 있게 되었습니다. 2023 애플 10월 이벤트 ‘Scacry Fast’에서 소개된 애플 M3 칩 사양을 정리해보면 다음과 같습니다.
▶트랜지스터 집적 : 250억 개
▶메모리 : 최대 24GB 까지 통합 가능, 100GB/s 대역폭
▶CPU : 각각 4개의 고성능 코어, 고효율 코어
▶GPU : 10개의 코어
▶뉴럴엔진 : 16코어
▶미디어 엔진 ; 8K H.264, HEVC 비디오, 애플의 ProRes 비디오엔진 지원, AV1 디코딩 지원
애플 M3, M3 Pro, M3 Max 칩 비교
차세대 GPU 아키텍처, 다이나믹 캐싱(Dynamic Caching)이라는 새로운 기술을 도입하여 GPU의 속도와 전력효율성이 모두 좋아졌습니다. 또한 하드웨어 가속형 레이 트레이싱, 메시 셰이딩과 같은 새로운 렌더링 기능도 구현하였습니다.
이들 M3 칩 시리즈 각각의 사양을 아래 표에서 비교하였습니다.
| M3 | M3 Pro | M3 Max | |
| 트랜지스터 집적 | 250억개 | 370억개 | 920억개 |
| CPU 코어 개수 | 고성능 코어 4개 고효율 코어 4개 |
고성능 코어 6개 고효율 코어 6개 |
고성능 코어 12개 고효율 코어 4개 |
| GPU 코어 개수 | 10코어 | 18코어 | 40코어 |
| 뉴럴 엔진 | 16코어 | 16코어 | 16코어 |
| 메모리 지원 | 최대 24GB | 최대 36GB | 최대 128GB |
| 메모리 대역폭 | 100GB/s | 150GB/s | 400GB/s |
| 미디어 엔진 | ProRes, ProRes RAW 가속기 탑재 AV1 디코딩 지원 |
ProRes, ProRes RAW 가속기 탑재 AV1 디코딩 지원 |
ProRes, ProRes RAW 가속기 탑재 AV1 디코딩 지원 |
애플 M3 칩 시리즈 그래픽 성능
전력효율성을 중요시하는 애플의 철학이 3나노 공정과 만나 M3 칩 시리즈는 더욱더 전력효율성이 좋아졌습니다. 애플 M3 칩의 GPU는 M1과 비교했을 때 절반에 가까운 전력으로도 M1과 동일한 성능을 냅니다. GPU 성능 자체만 비교했을 때도 M3 칩이 M1 보다 최대 65% 성능이 향상되었습니다. M3가 가지고 있는 특징적인 그래픽 성능을 Dynamic Cashing, 레이트레이싱, 메시 셰이딩으로 정리할 수 있습니다.
(1) Dynamic Caching
애플 M3 칩에서는 하드웨어에서 로컬 메모리 사용을 실시간으로 할당할 수 있도록 Dynamic Caching을 도입하였습니다. 이는 각 작업마다 정확히 필요한 메모리 용량만큼만 할당합니다. 결과적으로 Dynamic Caching은 GPU의 사용비율을 극대화할 수 있습니다.
(2) 하드웨어 가속형 레이 트레이싱(Ray Tracing)
애플은 M3 칩 시리즈에 하드웨어 가속형 레이 트레이싱을 적용하였습니다. 레이 트레이싱은 빛을 모델링하여 사실적이고 실제와 흡사한 이미지를 만들 수 있도록 지원합니다. 새로운 그래픽 아키텍처의 도입으로 속도도 빨라졌습니다. 게임 개발자의 경우, 레이 트레이싱으로 그림자와 빛의 반사를 정밀하게 표현할 수 있어 몰입감 있는 환경을 연출할 수 있습니다.
(3) 하드웨어 가속형 메시 셰이딩(Mesh Shading)
형상을 모델링하는데 더 효율적이고 성능이 뛰어나게 만드는 것이 메시 셰이딩입니다. 메시 셰이딩은 게임 이나 고사양 그래픽 프로그램에서 시각적으로 더욱 정교한 장면을 연출할 수 있게 해줍니다.
애플 M3 칩 시리즈 머신러닝 성능
애플 M3, M3 Pro, M3 Max 칩은 진보된 뉴럴엔진(Neural Engine)을 탑재하여 머신러닝(ML) 속도가 기존 칩 보다 훨씬 빨라졌습니다. 머신러닝 과정을 더 효율적으로 처리하는 동시에, 데이터를 기기 내부에 보관해서 개인정보를 보호할 수 있도록 합니다.
애플 M3 칩 시리즈 미디어 엔진
애플 M3 칩 시리즈에는 첨단 미디어 엔진이 탑재되어 있습니다. 그래서 H.264, HEVC, ProRes, ProRes RAW 등의 동영상 코덱에 하드웨어 가속 기능을 제공합니다. 여기에 더해 미디어 엔진이 AV1 디코딩을 지원합니다. AV1 디코딩은 스트리밍으로 영상을 볼 때 전력 효율성을 끌어올려서 배터리 사용 시간을 길게 가져갈 수 있습니다.
마치며 …
2023 애플 10월 이벤트에서는 M3 칩 시리즈와 이들 칩이 탑재된 Mac에 초점이 맞춰졌습니다. 마침 할로윈 데이와 맞물린 애플 10월 이벤트는 ‘무시무시하게 빠른’을 슬로건으로 내세웠고, M3, M3 Pro, M3 Max을 동시에 발표하였습니다.
M3 칩 시리즈는 3나노 공정으로 생산되는 만큼 성능과 전력효율성이 훨씬 좋아졌습니다. 특히 새로운 GPU 아키텍처와 Dynamic Cashing 기술은 GPU를 더 알차게 쓰고, 더 효율적으로 쓰게 해줍니다. 그래픽 작업이나 머신러닝 작업을 하신다면 M3 칩 시리즈를 우선적으로 염두에 두시기 바랍니다.
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▶ 공간 컴퓨터, 애플 비전 프로(Vision Pro) 하드웨어 사양
참고자료
Apple, Apple 이벤트 – 10월 31일