애플 M1, 어떻게 압도적인 성능을 낼 수 있었을까

맥북 에어 m1을 사용한지 어느덧 한 달이 지났다.
처음 맥북에어를 사용할 때는 컴퓨터에 대해 아무런 지식이 없어서 '뭔지모르겠지만 막히는 것도 없고 좋다.' 정도였다.
하지만 컴퓨터에 대해 공부를 해보니 내가 쓰는 m1이 점점 다르게 보였다.

아는만큼 보인다더니... 정말 아는 게 없었다..
개발자가 자기가 쓰는 제품에 대해서 모른다는건 있을 수 없으니
m1의 성능을 내 생각과 함께 정리해보겠다.

m1 도대체 뭐가 좋은걸까

m1에 대해 내가 크게 체감할 수 있었던건 2가지였다.

발열과 배터리

첫번째, 발열이 안느껴진다.
무거운 프로그램을 돌리거나 게임을 하는 게 아니라서 더 그런 것도 있지만 노트북의 특성상(통풍이 데스크탑의 비해 잘 안됨) 데스크탑보다 발열이 심할 수밖에 없다.

두번째, 배터리가 오래간다.
평소에 평소에 노래를 틀어놓고 창 여러개를 뛰어둔 뒤 문서작업을하는 편인데 내가 알던 다른 노트북보다 배터리 성능이 만족스러웠다.(1,2일에 한번씩 충전할정도)
전체적인 성능이 올라갈수록 배터리 소모가 빨라지는데 확실히 이 부분에서 저전력 고효율이라는 말이 체감이 되었다.

그렇다면 이런 성능을 체감할 수 있었던 이유는 무엇일까

m1 칩을 이해하려면 먼저 System on a Chip (SoC)에 대해 알아야 한다.

일반적인 데스크탑들을 살펴보면 CPU, GPU, RAM 메모리 등이 메인보드에 연결 되어있는걸 확인할 수 있다. 하지만 m1 노트북에서는 이런 구조를 찾아볼 수 없는데, 그 이유는 m1이 앞서 말했던 구성품들이 모두 들어가 있는 SoC칩이기 때문이다.

System on a Chip (SoC): 하나의 직접회로에 집적된 컴퓨터나 전자시스템 부품을 말하며, 전체 시스템을 칩 하나에 담은 기술집약적 반도체라고도 한다.
한마디로 여러 기능을 가진 기기들로 구성된 시스템을 하나의 칩으로 만드는 기술이다.
다시말하자면 m1은 여러가지 부품들이 치밀하게 서로 붙어있는 구조라고 할 수 있다.

그리고 m1은 일반적인 메모리와 구조가 다르다. 일반적인 메모리는 시스템 메모리(RAM)와 그래픽 메모리(V-RAM)가 따로 있다. 내장 그래픽이라고 하더라도 시스템 메모리의 일부분을 떼어가서 그래픽 메모리로 활용하는 방식인데, cpu에서 처리하던 메모리를 gpu로 옮기려면 cpu메모리에 저장된 내용을 gpu 메모리로 복사해야 한다. 이 복사과정이 되게 오래 걸리는데, 이것때문에 병목현상이 생기고 작업속도가 오래걸린다. 하지만 m1 실리콘은 cpu와 gpu메모리를 완벽하게 공유하는 구조로 되어 있다. 그래서 복사과정 없이 바로 처리할 수 있다.

따라서 신호 이동 효율이 좋은 편이라 명령을 내리면 바로 반응을 할 수 있게 된다.

그렇다보니까 전력을 적게 먹게 되고, 발열은 줄고, 배터리도 더 오래 가고, 성능은 더 좋을 수 있는것이다.

그럼 여기서 궁금한 건 '왜 지금까지 m1 같은 칩이 나오지 않았던걸까'이다.

그래서 그 이유를 알아보았다.

m1에는 일반적인 cpu말고도 이미지 프로세싱을 도와주는 별도의 연산장치, 인공지능 연산장치가 있다.
그걸 뉴럴 엔진이라고 하는데 cpu가 여러가지 작업을 해야할 때 뉴럴엔진이 작업배분을 효율적으로 해준다.
단순히 cpu성능을 높이는 것보다 작업배분에서 효율을 높인것이다. 이건 하드웨어와 소프트웨어, OS가 유기적으로 연결이 잘되어 있어야 가능한 기능이다.
그런데 이 3가지의 모든 통제권을 가지고 있는 게 전세계에 애플밖에 없다. 그렇기에 다른 회사들이 애플처럼 뉴럴엔진 하나만 가지고 다 커버할 수 없었고 그것이 바로 지금까지 m1 같은 칩이 나올 수 없었던 이유이다.(추가로 애플의 ARM칩 설계능력이 뛰어났던 것도 있다)

맥북 에어 m1을 통해 애플제품을 처음 사용해봤는데 왜 지금에서야 사용했을까 싶을정도로 매력적인 제품이었다. 돈만 있으면 연동성때문에 아이폰이나 아이패드도 사고 싶을정도 였으니...

애플은 뭔가 기술을 내놓으면 완성도가 높거나 기존의 것들에 비해 확실히 뛰어난 것을 내놓는다는 생각이든다.
m1처럼 혁신적인 제품을 내놓을수록 기술의 발전이 빨라지고, 앞으로의 작업과 생활에 만족감을 더해줄 텐데 앞으로가 더 기대가 된다.