애플, 2세대‘M2’로시스템반도체초격차…공급부족이발목
모바일AI반도체중최고수준… PC와성능경쟁서도앞서CPU·GPU·NPU성능향상…집적도·멀티코어성능은실망반도체난에M2생산차질…하반기돼야국내물량풀릴듯
애플이 6월 초 세계개발자콘프런스(WWDC) 22 행사에서 자체 설계한 2세대 애플 실리콘SoC(단일 칩시스템) ‘M2’를 공개하며반도체초격차확대에본격적으로나섰다.
애플은 M2와 올해하반기공개할 전망인아이폰용 AP(애플리케이션프로세서) ‘A16’을 통해인텔, AMD, 퀄컴, 삼성전자등시스템반도체업계 경쟁사와 격차를 벌리고 지속해서 성능 1위마케팅을이어나갈방침이다.
◆PC 성능 넘어선 모바일 반도체… ‘프로·맥스’후속모델도계획
20일 미국 IT 매체톰스하드웨어에따르면애플M2의단일코어성능은긱벤치5기준 1919점으로, 전작인 ‘M1(1746점)’은 물론최신 PC용 프로세서인 ‘인텔 코어i7-12800H(1767점)’와 ‘AMD라이젠7 5800H(1473점)’보다 크게우위에있는것으로나타났다.
이는 M2가 모바일을 넘어 PC와 성능 경쟁에서도 앞서고 있다는 증거다. 아이패드, 맥북 등애플의모바일컴퓨터에맞게제작된M2는전작인M1보다 25%(40억개) 늘어난 200억개의트랜지스터를 탑재함으로써 CPU(중앙처리장치) 성능은 18%, GPU(그래픽처리장치) 성능은 35%, NPU(AI 반도체·뉴럴엔진) 성능은 40% 증가한것이특징이다.
반도체업계에따르면 TSMC N5(5㎚) 공정에서생산되는M1과달리M2는아이폰13에탑재된A15와마찬가지로TSMC NP5(2세대5㎚)공정에서양산된다. NP5는N5보다더높은성능과낮은발열이 특징이지만, 트랜지스터 집적도(밀도)를향상하지는못했다.따라서애플은M2성능향상을위해늘어난 트랜지스터수만큼제품의다이사이즈(반도체칩셋크기)도키워야했다.
따라서업계에선 애플이모든 모바일 기기에M2를 탑재하지는 않고 아이패드 프로나 맥이상인제품군에만채택할것으로보고있다. 당분간 M1과 M2를 탑재한 제품이시장에서공존할것이란분석이다
미국 IT 매체애넌드텍 분석에 따르면 M2는고성능 코어 4개와 저전력코어 4개로 구성된 8코어 CPU를 탑재하고 있다. CPU는 애플이지난해 A15에서 처음 도입한 애벌랜치(고성능)·블리자드(저전력)아키텍처의확장버전을적용했다.
같은아키텍처에도불구하고애플이M1 성능을 전작보다 개선할 수있었던비결로는 저전력코어성능을 A15 대비 28% 향상한것이꼽힌다.이를 토대로 M1은 특히적은 전력을 소모할 때경쟁사 CPU보다 크게우수한성능을보일것으로 예상된다. 애플이 ‘전력 대 성능비’라는 독자적인개념으로M2성능을강조한배경이다.
싱글코어와 달리멀티코어성능은더많은코어를 탑재한 전작이나 경쟁사 제품보다 떨어진다. M2 멀티코어점수는 8928점인 반면M1보다고성능코어수를늘린 M1 프로는 9547점, 인텔코어i7-12800H는 1만1390점을 기록해 포토숍,파이널컷, 옥테인X 등 여러개코어를 효과적으로활용하는전문가앱을실행할때는경쟁제품보다성능이떨어지는모습을보여줄전망이다.
다만이러한 성능 격차를 해결하기위해애플이올해하반기나내년상반기에M2를기반으로고성능 코어 수를 늘린 ‘M2 프로(가칭)’나 ‘M2맥스(가칭)’를 출시할 가능성이 높다. 휴대성에초점을 맞추는 제품은 M2, 성능에초점을 맞추는제품은 M2 프로, M2 맥스등을탑재하는투트랙전략을이어갈전망이다.
◆“전력소모의식”…기대이하 GPU 성능
GPU 성능은애플측발표와달리실망스럽다는 평이 주류다. M2는 M1보다 2개 코어가 증가한 10코어 GPU를 탑재했다. 엔비디아, AMD 등시중의 GPU 아키텍처대신애플이자체설계한
GPU아키텍처를활용했다.
애넌드텍에따르면M2의GPU 성능은 3.6테라플롭스로 M1보다 1테라플롭스가량 우수하다. 12와트(W) 전력을 소모할 때를 기준으로 M2는M1보다25%더빠른GPU처리능력을보여준다.
하지만 시중의보급형외장 GPU와 비교해도M2는 아직갈 길이 멀다. 엔비디아 RTX 3050(9테라플롭스)과 AMD RX6600(8.9테라플롭스)의절반 수준에 불과하다. 최신 3D 게임을 실행하기에는부족한부분이많다는지적이다.
따라서업계에선 애플이 태블릿PC인 아이패드와노트북인맥북에는M2만탑재해도데스크톱인 아이맥과 워크스테이션인 맥프로에는 외장 GPU를 함께탑재하는형태로부족한성능을만회할것으로보고있다.
물론 M2가 CPU, GPU, 메모리 등이 통합된SoC라는 점을고려하면경쟁사보다그리떨어지
지않는다는주장도있다.일례로 CPU와 GPU가통합된 ‘AMD 라이젠7 6800U’는 3.4테라플롭스의 GPU 성능으로M2와 큰차이가 없다. 65W라는최대전력범위내에서효과적인성능을내기위해애플이전력을많이소모하는GPU 성능강화는후순위로미뤘다는분석도함께나온다.
대신 M2는 동영상 인코딩(후처리)·디코딩(재생)성능강화에많은공을들였다.최대4K 비디오재생능력을보유한전작과달리M2는 8K 재생능력을 갖췄다. 애플의전문가 동영상 코덱인‘ProRes’에 대한 지원도 강화했다. 다만 경쟁사인 구글, 넷플릭스, 아마존 주도로 운영중인차세대동영상 코덱 ‘AV1’에 대한 하드웨어차원의지원은 하지 않는다. AV1 영상은 순수하게제품성능과소프트웨어만으로제작해야한다.
◆차세대 메모리로 병목현상 없애… 공급 부족으로하반기물량풀릴듯
애플이M2에서특히신경쓴부분이 AI 반도체성능 강화다. M2의 AI 반도체성능은 A15와동일하다. 16코어로 구성되어있으며초당 15조8000억회연산능력을 갖췄다.전작보다 40% 향상된 것이며, 모바일 AI 반도체중에최고 수준의성능이다.
M2에 통합된 메모리는 LPDDR4x에서 삼성전자와 SK하이닉스가 개발한 차세대모바일메모리인 LPDDR5로 교체됐다. 이와 함께 메모리대역폭도 초당 100GB 전송으로 전작보다 50%향상됐다. 이는 SoC의 고질적인약점인통합 메모리활용에따른 CPU와 GPU 간 병목현상 해결에 큰 도움이 될 것으로 분석된다. 탑재되는 LPDDR5 메모리는 모델에따라 8GB, 16GB, 24GB 등으로구성될전망이다.
입출력장치는 전작과 큰 차이가 없다. 애플은 WWDC 22에서 선더볼트4 규격이나왔음에도 선더볼트3에머무르고있는 점과 워크스테이션제작을위한차세대 PCI 규격적용여부에대해설명을 하지않았다. M2를 기반으로한 워크스테이션 SoC가 추후 발표될수도 있음을 암시하는부분이다.
한편애플은전세계적인반도체공급부족으로 인해 M2 생산에도 차질을 빚고 있다. M2가적용된신형맥북에어가 공급부족으로인해미국 등 일부 지역에만 먼저 출시되는 것이 그 방증이다. 올해 3월 발표된 맥 스튜디오(M1 맥스탑재) 물량이시중에풀리기까지3개월 정도 시간이걸린점을고려하면국내에서M2를만나보려면올하반기는되어야할것으로예상된다.