첫 애플실리콘의 등장

애플이 11월 11일 온라인 이벤트 원모어씽(One more thing)을 개최했다. 애플은 이 자리에서 맥용 커스텀 칩인 M1을 탑재한 새로운 맥북 에어(MacBook Air)와 맥 미니(Mac mini), 맥북 프로(MacBook Pro)를 발표했다.

팀쿡 CEO는 먼저 2020년 애플이 발표해온 새로운 제품과 서비스를 다시 소개한 뒤 맥 사용자가 지금까지 수많은 혁신을 일으켜왔다는 내용을 담은 동영상을 공개했다. 이어 첫 애플 실리콘(Apple Silicon)인 M1에 대한 자세한 내용과 M1 기반 맥 발표를 진행했다.

M1은 기존 맥에 채택하던 SoC보다 와트당 성능을 비약적으로 높여 모든 맥을 지금까지와는 전혀 다른 제품으로 바꿔버릴 가능성을 지니고 있다. 지금까지 맥에선 프로세서와 입출력용, 보안용 메모리 칩을 따로 탑재했다. 하지만 M1에선 이런 기술을 SoC 하나에 통합해 간단하고 효율적이며 뛰어난 성능 실현이 가능하게 됐다는 설명.

M1은 또 통합 메모리 아키텍처 UMA도 갖추고 있다. M1은 높은 대역폭과 낮은 지연 메모리를 사용자 정의 패키지 중 하나로 정리했다. 그 결과 SoC 내 모든 기술이 여러 메모리풀 사이에 복사하지 않고도 동일 데이터에 액세스할 수 있게 됐고 M1 칩 성능과 전력 효율성도 대폭 향상됐다.

M1 칩은 5nm 제조공정으로 만든 첫 PC용 칩이기도 하다. 내부에는 160억 개에 달하는 트랜지스터를 탑재했다. M1 CPU는 8코어로 고성능 4개, 고효율 4개로 나뉜다. 고성능 코어 4개 덕에 멀티스레드 워크로드 성능을 끌어올렸고 부하가 적은 작업 처리를 위한 고효율 코어 4개도 곁들였다. 성능과 전력간 배분으로 기존보다 전력을 10분의 1로 억제했다고 한다. 고효율 코어는 가벼운 작업에 효율적으로 이 정도는 듀얼코어를 탑재한 현재 맥북에어와 동등한 성능이 가능하다고 한다.

또 M1은 최대한 성능과 효율성 실현을 위해 코드를 실행할 위치를 실시간으로 판단하는 컨트롤러를 탑재했다. 또 중요한 건 높은 성능을 적은 전력으로 실현하는 것으로 애플 측 설명에 따르면 M1 CPU는 와트당 CPU 성능에서 세계 최고 수준이라고. 최신 PC용 칩보다 성능이 최대 2배 높지만 4분의 1 전력만 사용한다.

애플은 제품별 열 설계 범위 내에서 최대한 그래픽 성능을 제공하는 GPU도 설계하고 있다. 최대 8개 GPU 코어를 탑재했고 M1은 한 번에 2만 5,000개 스레드를 처리할 수 있다. 테라플롭스에서 텍스터 대역폭, 필레이트까지 지원한다. 기존 PC용 GPU보다 그래픽 성능은 2배, 전력 소비량은 3분의 1이다.

M1 칩은 그 밖에 뉴럴엔진(Neural Engine)을 탑재했다. 16코어 설계로 초당 11조 번 대량 연산이 가능하다. M1 칩 전체가 기계학습에 뛰어난 디자인이어서 영상 분석과 음성 인식, 이미지 처리 같은 작업에서 지금까지 맥과는 비교가 되지 않는 성능을 발휘한다는 설명. 또 새로운 세대 보안 기능(Secure Enclave)을 통합했다.

애플 측은 M1 칩 등장으로 모든 애플 제품에서 하드웨어와 소프트웨어간 긴밀한 통합을 제공할 수 있으며 이는 사용자 경험을 좋게 할 중요한 열쇠라고 강조한다. 하드웨어와 소프트웨어간 통합을 위해 애플은 M1 아키텍처를 최적화하기 위한 맥 전용 소프트웨어 워크로드를 채용했다. iOS와 아이패드OS가 A시리즈 칩을 최대한 활용하게 한다면 맥OS 빅서(macOS Big Sur)는 M1을 최대한 활용하게 개발되는 셈이다.

예를 들어 맥OS 빅서에서 사파리는 M1 칩을 통해 지금보다 1.5배 빠른 자바스크립트를 실행해 1.9배 빠르게 반응한다고 한다. 전체 시스템 성능도 빨라졌고 3D 애니메이션 렌더링이나 RAW 영상 편집도 쉽게 가능하다.

성능 향상 비결 중 일부는 M1 통합 메모리 아키텍처에 있다. 맥OS를 애플 실리콘에서 만든 영상 디코딩과 GPU나 디스플레이 등과 같은 데이터 포맷을 이용하기 때문이다. 이로 인해 복사나 변환 부담이 없다. 맥OS는 또 응용 프로그램에 대해 6K 영상 컬러 그레이딩에서 그래픽을 구사하는 게임 플레이를 실시간으로 기계학습 추론 실행 등 작업에 이르기까지 성능을 제공한다. 또 맥OS 빅서는 고급 전력 관리 기능도 있어 고성능, 고효율 코어간에 효율적인 작업 할당을 할 수 있다.

페이지나 넘버스, 키노트, 개러지밴드, 아이무비 등 지금까지 나온 맥OS용 앱은 모두 M1에 최적화된다. 로직프로의 경우 악기와 효과 플러그인을 지금보다 3배까지 사용할 수 있고 파이널컷 프로는 복잡한 타임라인 렌더링 작업을 최대 6배 속도로 해낼 수 있다.

맥OS 빅서는 다양한 애플리케이션 실행을 위한 범용성도 갖췄다. 여기에는 애플 실리콘용으로 빌드된 네이티브 바이너리 버전 외에 인텔 프로세서용 네이티브 버전도 포함되어 있다. 이들 2가지는 한 앱으로 앱스토어나 웹에서 내려 받을 수 있다. 다시 말해 한 앱이 인텔 프로세서를 탑재한 맥과 애플 실리콘을 탑재한 모든 맥에서 작동한다는 얘기다. M1은 그 밖에 인텔 기반 맥용으로 빌드된 앱을 원활하게 실행하기 위해 로제타2(Rosetta 2)를 지원한다.

이번에 발표한 제품은 먼저 맥북 에어. 해상도 2560×1600을 지원하는 13인치 IPS 디스플레이에 애플 M1 칩을 얹었다. M1 칩은 8코어 CPU에 최저 모델은 7코어 GPU, 그 밖에 모젤은 8코어 GPU를 채택했다. 여기에 8GB 통합 메모리, 저장공간은 256 혹은 512GB SSD 중 택할 수 있다. USB 단자와 썬더볼트 단자 2개를 갖췄고 와이파이6, 터치ID, 720p 페이스타임 카메라를 곁들였다. 스테레오 스피커 외에 마이크 어레이 3개, 3.5mm 헤드폰 잭을 곁들였고 크기는 161×304.1×212.4,mm, 무게는 1.29kg이다.

애플은 또 함께 발표한 맥미니에 대해 같은 가격대에 팔리는 윈도PC보다 최대 5배 빠르다고 강조한다. 새로운 8코어 CPU가 갖는 처리 능력이 100만 라인 이상 코드 컴파일에서 엄청나게 큰 멀티트랙 음악 프로젝트 생성까지 부하가 높은 작업을 극적으로 가속해주며 향상된 그래픽 성능이 복잡한 3D 렌더링도 가볍게 해낼 수 있게 돕는다는 것. 또 M1 칩으로 인해 맥미니가 아이폰12 시리즈 내 A14 바이오닉처럼 뉴럴엔진을 추가한 만큼 이전 세대보다 최대 15배 빠른 속도라는 설명이다.

외부기기 연결 확장성의 경우 썬더볼트와 USB 4 단자 2개, USB 타입A 2개, HDMI 2.0과 와이파이6, 기가비트 이더넷으로 충실하며 헤드폰 잭도 갖췄다. 탑재 가능한 램 용량은 최대 16GB로 이전 세대 모델이 64GB였다는 점을 감안하면 최대 용량은 줄었다. 다만 애플은 새로운 모델이 초고속 통합 메모리 그러니까 높은 대역폭과 낮은 지연 시간을 갖춘 메모리를 한 풀에 넣고 CPU와 GPU, 뉴럴엔진 사이에 교환하는 데이터를 여러 앱이 효율적으로 공유할 수 있다는 점이 반영된 결과일 수도 있다.

마지막으로 13인치 맥북 프로. 애플은 M1 칩 채택으로 이전 모델보다 CPU 성능은 최대 2.8배, GPU는 5배 등 대폭적인 성능 향상을 실현하는 동시에 맥북 사상 최장인 20시간 연속사용이 가능하다고 밝히고 있다.

주요 사양을 보면 해상도 2560×1600을 지원하는 IPS 레티나 디스플레이, M1 프로세서는 CPU 코어 8개에 GPU 코어 8개, 뉴럴엔진 16코어를 갖췄다. 통합 메모리는 8GB이며 옵션으로 16GB까지 확장할 수 있다. 저장공간은 256 혹은 512GB SSD이며 옵션으로 2TB까지 늘릴 수 있다. 썬더볼트와 USB 4 단자 2개를 갖췄고 와이파이6과 720p 페이스타임 HD 카메라, 하이 다이내믹 레인지 스테레오 스피커, 3 마이크 어레이, 3.5mm 헤드폰 단자를 곁들였다.

본체 크기는 156×304.1×212.4mm, 무게는 1.4kg이다. 자세한 내용은 이곳에서 확인할 수 잇다.