메가테라 🐋 대망의 첫 주! 컴퓨터에 대해 깊이 알아가는 시간입니다.
컴퓨터의 각 부품을 살펴보고 제한된 예산으로 최적의 데스크탑을 조립안을 고민해보기도 했는데요, 오늘의 글에서는 애플 M1 칩의 성능이 왜 압도적인지 그 이유에 대하여 생각해 봅니다.
👍🏻 졸지에 노트북 부자가 되었다.
집에 노트북이 열댓 개 있다는 건 아니고ㅎㅎ
내 인생에 노트북이 두 개나 생길줄은 꿈에도 몰랐을 뿐^^ 하하.
남편과 나는 기존에 국산(어디건지는 비밀^^) 노트북을 사용하고 있었는데, 메가테라 과정을 준비하는 동안 MacBook Air를 구입하면서 총 두 대의 노트북을 모시게 되었다. 🙈
안뇽 맥북 에어? 👋🏻
윈도우 OS에 최적화된(ㅋㅋ) 나란 인간을 이 Mac OS에 맞춘다는건 가히 불가능한 일인 것 처럼 보였다.
스맛폰 캘린더 앱도 손에 안 익어서 큰 종이달력을 굳이 돈주고 사서 메모를 하는 인간이니 말 다했지...ㅠㅠㅎ
어쨌든!! 개발자 공부를 하기 위해 이 친구를 모셔놓고(?) 친해지기 위해 열심히 노력중이다. 얼른 좀 친해지자~
🤪 맥북 에어를 쓰고 느낀 점
M1 칩이 내장된 맥북 에어를 쓴 사람들의 평은 대체적으로 (1) 가성비 끝판왕, (2) 빠르다로 정리되는 것 같다. 무엇보다도 가성비 끝판왕이라는 것은 구입한 가격에 비해 성능이 대단하다는 것을 의미하는 것이리라.
사실 나도 처음부터 M1이 내장된 맥북 에어(이하 맥)를 사용했다면 모든 놋북이 다 맥과 같을 것이라 생각했을 테지만, 기존에 사용하던 놋북이 있다보니 본의 아니게 비교를 하기 시작했다. 또한 나는 ssd, ram을 업그레이드 하는 바람에 사람들이 말하는 깡통 맥의 가성비를 상대적으로 덜 느꼈지만 어찌됐건 '와우 포인트'를 체감했다.
기존 놋북과 맥의 사양차이 등 여러 이유가 있겠으나... 맥을 3주정도 사용하며 느꼈던 나만의 '와우 포인트'를 간략히 남겨본다.
1. 맥 일어나기(?). 빠르다 빨라
맥 유저가 아니라면 잠자기-일어나기의 개념이 좀 읭? 스럽긴 할텐데.
쉽게 얘기해서 놋북을 다 사용한 후 무심하게 모니터를 훅 덮는 것을 '잠자기'라고 할 수 있겠다.(더 정확하게는 맥 OS 메인화면 상단의 '🍎' 아이콘을 누른 뒤 '잠자기'를 클릭하면 된다. 마치 윈도우의 최대 절전모드와 가장 유사하달까.)
일어나기는 그냥 내가 지어낸 단어인데, 잠자기의 반댓말. ㅎㅎ 덮어둔 놋북을 사용하기 위해 모니터를 들어올리는 행위를 일어나기로 칭했다.
이렇게 덮어둔 모니터를 다시 올리고 난 후 암호를 입력하여(나는 맥에어의 터치 아이디로 대체) 메인화면으로 가는 그 과정이 맥은 굉장히 빠르고 또 버벅임 없이 진행된다.
사실 기존의 놋북이 버벅이거나 뭔가 끊기는 것은 아니다. 그런데 신기하게, 기존 놋북과 맥을 비교하면 맥의 흐름이 굉장히 빠르고 좋다는 것을 느낄 수 있다.
2. 와이파이 잡는 속도마저 빨라요;;
더 신기한 것은, 맥은 일어나면 자기가 언제 잠자고 있었냐는듯(?), 마치 이제까지 쭈욱 일어나있었던 것 마냥(유저가 맥을 사용하고 있었던 것 마냥) Wifi가 잡혀있다. 어쩌면 이게 당연한 것일지도 모르겠다.
하지만 우리집에 모셔져 있는 다른 놋북(;;)께서는 이미 내가 모니터를 들어올린지 꽤 지났음에도 불구하고 Wifi를 찾느라 정신이 없다(실제로 메인화면에 진입한 이후 약 10초는 기다려야 원래 사용하던 Wifi에 연결됨).
단적인 예로, 자고있는(;;) 두 놋북을 테이블에 놓고 모니터를 들어올린 뒤 각각 암호입력&메인화면에 진입해서 크롬 버튼을 누르면 맥은 구글 화면이 바로 뜨지만 기존 놋북은 인터넷 연결 없음이 뜬다.
3. 팬 돌아가는 소리가 안들려요!
팬 돌아가는 소리가 안들린다. 왜?!
팬 돌아가는 소리를 줄인것이 아니라 팬이 없기(fan-less) 때문이다.
컴퓨터에 내장된 팬은 당연히 컴퓨터 안에서 발생하는 '열'을 줄여주는 역할을 하는데, 맥에어에는 팬이 없다. 이 말인 즉슨 '열'과 관련된 애플만의 solution이 있기 때문 아닐까?!
실제로 맥&기존 놋북에서 아이유 직캠을 4K 화질로 재생했을 때 맥은 당연히 무소음이었고 신기하게도 발열이 거의 없었지만, 기존 놋북은 시청을 종료하고 놋북 모니터를 덮었음에도 불구하고 팬 돌아가는 소리가 한동안 이어졌다.
4. 앵간해선 키보드가 뜨뜻~해지지 않는다.
사람이 열심히 일하면 몸이 뜨거워지듯이, 놋북도 열심히 일하면 당연히 열이 발생한다.
굳이 동영상 편집 프로그램 같은 무거운 프로그램을 사용하지 않더라도, 메모리 열나게 잡아먹는 크롬 탭만 열댓개 띄워놓다 보면 어느 순간 왱~ 소리가 들린다. 컴퓨터에서 일정 이상의 온도가 감지되면서 열을 낮추기 위해 팬이 작동하기 때문이다.
근데 무슨 이유에서인지는 모르겠으나, 맥과 기존 놋북으로 동일한 일을 하더라도 놋북의 경우 팬을 돌리며 열을 식히느라 바쁘고 또 손을 올리고 있는 키보드가 뜨듯-한 느낌이 드는데, 맥을 사용하면서는 거의 느끼지 못했다.
오히려 팬이 없어서 열 관리가 안된다면 맥 전체가 마치 핫팩마냥 뜨거워져야 하는 것 아닌가?
하지만 곰곰히 생각해보아도 그런 경우가 흔치 않았다.
🥸 컴알못도 느낀 M1 칩의 요상함...
요상했다.
내가 기존에 쓰던 놋북도 구입한지 이제 막 1년이 지났고, 집에서 인터넷 서칭 용도로 사용했기 때문에 이번에 산 맥에어와 단순 스펙만 비교한다면 크게 뒤지지 않는다.
그렇다면 무슨 이유 때문에 위와 같은 스피디함&장점을 느낄 수 있었을까?
여러 요소가 결부되어 있겠지만 애플에서 개발한 M1 칩이 그 중심에 있을 것이다. M1의 특징을 살펴보고 내가 느꼈던 장점 뿐만 아니라 사용하지 않은 영역이기 때문에 알지 못했던 여러 장점과의 연관성을 살펴보고자 한다.
- SoC(System on Chip)
나는 일부러 이 글 전체에서 M1 칩을 컴퓨터의 특정 부품으로 부르지 않고 그 고유명사 자체로 부르고 있다. 그럼 M1 칩은 컴퓨터의 어떤 부품에 해당할까?
엄밀히 말하면 M1 칩은 컴퓨터의 CPU도, 메모리도, 그래픽처리장치(GPU), 이외 부품도 아니다. SoC(System on Chip)라는 개념이 적용된 '칩'이기 때문이다.
컴퓨터 작동과 운영에 필수적인 CPU, 메모리, GPU는 각각의 독립적인 부품으로 컴퓨터를 분해해보면 메인보드에 잘 장착되어 있는 개별 부품들을 확인할 수 있다. 하지만 M1 칩에 적용된 System on Chip 개념의 이름에서도 힌트를 얻을 수 있듯이 각 고유 기능부품들이 하나의 실리콘 다이(silicon die)에 집적되어 제작된 칩이 애플의 M1이다.
SoC의 개념으로 인해 M1 칩에 들어가게 된 부품들은 각각 아래와 같다.
- CPU(Central Processing Unit): SoC의 두뇌 역할
- GPU(Graphic Processing Unit): 그래픽 관련 작업을 처리하고 핸들링
- ISP: 이미지 프로세싱 속도의 증가
- DSP(Digital Signal Processor): CPU보다 더 수학적으로 집약된 기능 실행(예. 음악파일 압축 해제)
- NPU(Neural Processing Unit): 주로 하이엔드 스마트폰에 적용되던 부품으로 머신러닝 태스크 수행
- 비디오 인코더/디코더
- Secure Enclave: 애플 제품에 적용되는 보안 하위시스템
- Unified memory: CPU, GPU와 다른 코어들이 아주 빠르게 정보를 교환할수 있도록 함
따라서 M1은 CPU라기보다는 하나의 작은 컴퓨터에 가깝다. 물론 정말 그렇다는건 아니지만 위 부품들을 살펴보면 메인보드에 장착해야 하는 어지간한 필수 부품들은 거의 다 들어가있는 셈이다.
또한 위 코어들은 각각 '특정 task'를 수행하는 데 특화되어 있는 코어라는 부분도 특징이다.
컴알못인 나도 한 실리콘 다이에 컴퓨터 운영 필수 부품들이 아주 작은 형태로 집적된다는 것은 컴퓨터의 물리적 크기 감소와 연결될 것이란 사실을 어렵지 않게 추측할 수 있다. 또한 이 SoC로 인해 파생되는 수많은 장점이 있는데 자세한 내용은 좀 더 정리가 되면 덧붙이려 한다.
- 통합 메모리 아키텍쳐(UMA; Unified Memory Architecture)
사람들의 반응을 살펴보면 M1 내장 제품의 속도가 빠르다!고 느낄수 있게 한 일등 공신인 것 같다. 애플은 Memory를 여러 기능 코어들과 함께 한 실리콘 다이에 집적시켰을 뿐만 아니라 메모리가 사용되는 방식을 기존 컴퓨터의 그것과는 다르게 설계했다.
언뜻 보기에는 좌측 섹션과 우측 섹션이 떨어져있는 것 처럼 보이지만 모든 코어는 한 개의 실리콘 다이에 있다. 개인적인 생각이지만 팬이 없는 맥에어의 특성 상 열 관리를 위해 CPU, GPU, Memory(DRam)를 저렇게 위치시킨 것 아닐까 싶다. 언급한 코어들이 특히 발열과 직결되는 것들이기에..
위에서도 잠시 얘기했지만 통합 메모리 아키텍쳐, 여기서의 '통합'은 단순히 메모리를 CPU, GPU 등의 코어들과 물리적 거리를 통합하는 것만 의미하는 것이 아니다. 바로 RAM의 운영 방식 또한 '통합'했음을 의미하는데, 좋은 자료가 있어 출처를 밝히고 아래와 같이 그림을 가져온다.
CPU와 GPU는 (그래픽)연산 처리 시 각각의 메모리를 필요로 한다. (자세한 원리는 추후 덧붙임) 기존의 view는 각 코어가 서로 다른 메모리를 서로 다른 방식으로 사용하며, 데이터 이동이 필요할 경우 각각의 메모리에서 서로 데이터를 주고받는 과정이 필요하다.
하지만 UMA 방식에서는 각 코어가 단일화된 메모리 pool을 사용하며, 데이터 역시 하나의 풀에 있기 때문에 적어도 각 메모리간 데이터 이동의 번거로움을 줄일 수 있다.
결국 (1) ram에 대한 접근이 빨라지고, (2) 각 부품간 데이터 이동의 비효율성을 감소시키면서 전반적인 속도를 빠르게 만든 것이다.
M1 칩에서 사용하는 RAM 자체의 대역폭도 크게 향상되었다는 의견이 있는데 이건 팩트를 좀 더 체크할 예정!
그밖에 다 다루지는 못했지만 5nm 공정, 4개의 고성능코어(파이어스톰)+4개의 고효율코어/저전력코어(아이스스톰)으로 구성된 8코어 CPU의 장점, 동시에 25,000개 스레스를 실행할 수 있는 8개 코어의 GPU, 초당 최대 11조 회의 연산처리능력의 뉴럴 엔진, 결론적으론 H/W와 S/W 제작이 모두 가능해진 애플의 가능성까지 M1 칩은 단순히 빠른 속도를 넘어 혁신의 결정체라고 볼 수 있을 것이다.
아직 모든 것을 완벽히 이해할 수 없는 컴알못이지만 ㅎㅎ.
계속 이 글의 살을 덧붙이다 보면 정말로 M1이 컴퓨터 부품과 코어 산업에 큰 영향을 미쳤다는 것을 생생히 알수 있을 것 같다.
컴알못의 M1 공부는 계속된다 - 🤪
