Your browser does not support JavaScript!

M4 vs M3 및 M2: Apple Silicon 비교 분석

일일 보고서 2024. 6. 7.
goover

목차

  1. 도입부
  2. 서론
  3. M4 칩의 특징
  4. M4와 M3 및 M2의 비교 분석
  5. M4의 실전 성능
  6. 미래 전망
  7. 용어집
  8. 결론
  9. 출처 문서

1. 도입부

  • 이 리포트는 Apple의 최신 칩셋인 M4가 이전 세대인 M3와 M2와 비교하여 어떤 성능 향상을 이루었는지 분석합니다.

2. 서론

  • 2-1. Apple Silicon 개요

  • Apple은 2020년 첫 Apple Silicon 칩셋을 사용한 Mac을 발표하면서 x86 아키텍처에서 ARM 아키텍처로 전환했습니다. 이 칩셋은 높은 전력 효율성과 성능을 제공하여 업계의 주목을 받았으며, 이후 매년 새로운 칩셋을 발표하며 기술을 발전시켜왔습니다.

  • 2-2. M4 소개

  • Apple의 최신 칩셋인 M4는 M3의 후속 제품으로, 현재 2024년 iPad Pro에만 사용되고 있습니다. M4는 3nm 제조 공정을 사용한 두 번째 버전으로, 이전 세대보다 효율성과 성능이 개선되었습니다. M4는 9코어 또는 10코어 CPU(성능 코어 3개 또는 4개 및 효율성 코어 6개), 10코어 GPU, 16코어 Neural Engine을 탑재하고 있습니다. M4는 2024년 말에 MacBook Pro, iMac, Mac mini에도 탑재될 예정이며, MacBook Air에는 2025년 봄에 출시될 예정입니다.

  • 2-3. 리포트의 목적 및 필요성

  • 이 리포트의 목적은 Apple의 최신 칩셋인 M4가 이전 세대인 M3 및 M2와 비교하여 어떤 성능 향상을 이루었는지를 분석하는 것입니다. 이를 통해 M4의 혁신적인 성능과 기술적 발전을 파악할 수 있습니다. 특히 M4가 iPad Pro에만 사용되고 있는 현 상황에서, 향후 다른 Apple 기기에 이러한 기술이 어떻게 확장될지를 이해하는 데 도움을 줄 것입니다.

3. M4 칩의 특징

  • 3-1. M4 격차 분석

  • M4 칩은 28억 개의 트랜지스터를 포함하고 있으며, 이는 M3의 25억 개와 M2의 20억 개와 비교할 때 40% 이상 증가한 수치입니다. Apple은 M4의 CPU가 M2보다 최대 50% 더 빠르다고 주장합니다. M4 iPad Pro의 벤치마크 결과는 단일 코어 성능이 약 3,700점, 멀티 코어 성능이 약 14,000점으로 나타났습니다. 이는 M3 Mac의 벤치마크 결과인 단일 코어 약 3,100점, 멀티 코어 약 12,000점과 비교할 때 단일 코어 성능이 최대 18%, 멀티 코어 성능이 최대 21% 더 빠른 것입니다.

  • 3-2. M4의 CPU 구조

  • M4의 CPU는 4개의 성능 코어와 6개의 효율성 코어로 구성되어 있습니다. 기존의 M2보다 신속한 성능을 제공합니다. M4 CPU는 새로운 브랜치 예측 기능, 성능 코어의 더 넓은 디코드 및 실행 엔진, 그리고 효율성 코어의 더 깊은 실행 엔진을 특징으로 합니다. 결과적으로, M4는 복잡한 오케스트라 음악 파일을 다루거나, 4K 비디오에 고도 요구하는 효과를 추가하는 작업에서 성능을 크게 향상시킵니다.

  • 3-3. M4의 GPU 구조

  • M4의 GPU는 10코어로 구성되어 있으며, 동적 캐싱 기능을 통해 메모리 활용도를 실시간으로 최적화합니다. 이를 통해 요구가 높은 프로 앱과 게임에서 성능을 크게 향상시킵니다. M4 GPU는 하드웨어 가속 레이 트레이싱을 지원해, 게임에서 더욱 현실적인 그림자와 반사를 구현할 수 있습니다. 또한 M4 GPU는 전작인 M2보다 최대 4배 더 빠른 렌더링 성능을 제공합니다.

  • 3-4. M4의 Neural Engine

  • M4의 Neural Engine은 초당 38조 개의 연산을 수행할 수 있으며, 이는 M3의 18조 개와 M2의 15.8조 개와 비교할 때 월등히 높은 수치입니다. M4의 Neural Engine은 AI 관련 작업에서 더 강력한 성능을 발휘하며, 특히 오디오 캡션, 사진과 영상의 객체 인식 등의 기능을 효율적으로 처리할 수 있습니다. 이로 인해 앱 메모리, 앱 응답성, 배터리 수명에 미치는 영향을 최소화하며, 뛰어난 AI 성능을 제공합니다.

4. M4와 M3 및 M2의 비교 분석

  • 4-1. CPU 성능 비교

  • M4 칩은 3나노미터 아키텍처를 특징으로 하고 있으며, 4개의 고성능 코어와 6개의 효율성 코어로 구성되어 있습니다. Geekbench에서 M4의 단일 코어 성능은 3,595에서 3,824 사이, 멀티 코어 성능은 13,910에서 14,748 사이로 나타났습니다. M3 맥북 프로의 단일 코어 성능은 3,079, 멀티 코어 성능은 11,524로 측정되었습니다. M2 칩의 경우, 6세대 아이패드 프로를 기준으로 단일 코어 성능은 2,613, 멀티 코어 성능은 10,082로 밝혀졌습니다. 이를 통해 M4는 M3와 M2 대비 각각 약간의 성능 향상과 약 1.5배의 성능 향상을 보였음을 알 수 있습니다.

  • 4-2. GPU 성능 비교

  • 현재 제공된 데이터에는 M4, M3, M2의 GPU 성능 비교에 대한 구체적인 자료가 포함되어 있지 않습니다. 그러나 CPU 성능과 네트럴 엔진 성능의 큰 개선을 고려할 때, GPU 성능에서도 유사한 패턴의 향상이 있을 것으로 예상됩니다.

  • 4-3. Neural Engine 성능 비교

  • M4의 Neural Engine은 한 번에 38조 연산을 처리할 수 있으며, 이는 A11 Bionic 칩의 NPUs보다 60배 빠른 속도입니다. Apple은 M4의 Neural Engine 성능을 개선함으로써 AI 처리 능력을 크게 향상시켰으며, 이는 iOS 18과 macOS 15에서 사용할 수 있는 다양한 AI 기능들을 구현하는 데 중요한 요소로 작용할 것입니다. M3와 M2의 Neural Engine 성능에 대한 구체적인 수치는 제공되지 않았으나, M4의 성능 향상은 명확히 드러납니다.

  • 4-4. 메모리 및 대역폭 비교

  • M4 칩이 장착된 아이패드 프로는 16GB의 RAM을 갖추고 있으며, Geekbench에서는 15.05GB로 표시되었습니다. M3와 M2의 메모리 사양에 대한 구체적인 데이터는 제공되지 않았습니다.

  • 4-5. 에너지 효율성 비교

  • 에너지 효율성에 대한 구체적인 비교 데이터는 제공되지 않았습니다. 다만, M4가 3나노미터 공정을 사용하고 다양한 효율성을 높인 코어 구성을 갖추고 있어, 더 높은 에너지 효율을 기대할 수 있습니다.

5. M4의 실전 성능

  • 5-1. Geekbench 벤치마크 결과

  • M4 칩의 Geekbench 성능은 상당히 인상적입니다. 싱글 코어 성능은 3,595부터 3,824까지 변동하며, 멀티 코어 성능은 13,910에서 14,748 사이로 나타났습니다. 이는 M3의 맥북 프로 싱글 코어 성능 3,079와 멀티 코어 성능 11,524, M2를 탑재한 6세대 아이패드 프로의 싱글 코어 성능 2,613 및 멀티 코어 성능 10,082와 비교할 때 약 1.5배의 성능 향상을 보입니다.

  • 5-2. 실제 사용 사례 분석

  • M4 칩이 탑재된 아이패드 프로는 최신 iOS 17.5 버전에서 테스트되었습니다. 4.4GHz의 기본 클록 속도와 16GB의 램을 장착하고, 단일 및 멀티코어 성능에서 M3 및 M2 칩을 능가했습니다. M4 칩은 AI와 관련된 처리 능력에서도 좋은 성능을 보이며, 이는 곧 발표될 iPadOS 18에서의 성능 향상으로 이어질 것입니다.

  • 5-3. iPad Pro와의 결합 성능 시험

  • 256GB 및 512GB 모델은 9코어 CPU(3 성능 코어와 6 효율 코어)를, 1TB 및 2TB 모델은 10코어 CPU(4 성능 코어와 6 효율 코어)를 장착하고 있습니다. 이 두 모델 간의 차이는 주로 성능 코어의 수와 램 용량(8GB와 16GB)에서 나타나지만, 실생활에서의 성능 차이는 그다지 크지 않다는 평가를 받고 있습니다.

6. 미래 전망

  • 6-1. M4의 MacBook 등장 예측

  • Apple은 현재 iPad Pro에 M4 칩셋을 탑재하여 출시하였으며, 이는 새로운 M 시리즈 Apple Silicon이 Mac 대신 iPad에서 처음으로 데뷔한 것입니다. M4 MacBook은 아직 등장하지 않았으나, Apple의 월드와이드 개발자 회의(WWDC)에서 공개될 가능성이 있으며, 이는 주로 개발자가 Mac을 사용하여 앱과 소프트웨어를 제작하기 때문입니다. Bloomberg 기자 Mark Gurman에 따르면, 첫 M4 Mac은 2024년 말에 등장할 예정이며, 이는 2024년 말까지 14인치 MacBook Pro와 24인치 iMac이 출시될 것이며, 이후 고급형 16인치 및 14인치 MacBook Pro는 M4 Pro 및 M4 Max 칩으로 2024년 말과 2025년 초에 출시될 것입니다. Mac mini는 M4 및 M4 Pro 칩 옵션과 함께 출시될 예정이며, 2025년 봄에는 15인치 및 13인치 MacBook Air가 출시될 계획입니다. 마지막으로, 2025년 여름에는 M4 시리즈 Mac Studio가 데뷔하며, 2025년 말에는 Mac Pro가 M4 시리즈 칩을 탑재할 것입니다.

  • 6-2. Neural Engine의 미래 역할

  • Apple의 새로운 M4 칩은 현재까지 가장 빠른 Neural Engine을 탑재하고 있으며, 이는 초당 최대 38조 회의 연산이 가능합니다. 이는 AI PC의 Neural Processing Unit보다 빠르다고 합니다. 이로 인해 M4 칩은 새로운 iPad Pro에 탑재되며, AI 관련 작업을 위한 매우 강력한 디바이스로 자리 잡을 것입니다. M4 칩은 10개의 CPU 코어(4개의 성능 코어와 6개의 효율성 코어)를 가지며, M2 칩 대비 1.5배 빠릅니다. 이 칩은 2세대 3nm 공정을 기반으로 제작되었으며, 새로운 디스플레이 엔진을 갖추고 있어 OLED 지원과 10Hz-120Hz ProMotion 지원이 가능합니다. GPU는 10개의 코어와 하드웨어 가속 레이 트레이싱 및 메쉬 셰이딩을 지원하여, 적은 전력으로도 높은 성능을 제공합니다.

  • 6-3. 향후 Apple Silicon 라인업의 발전 가능성

  • Apple의 M4 칩은 AV1 코덱을 하드웨어 가속으로 지원하며, H.264, HEVC, ProRes도 지원합니다. 최근 소문에 따르면, M4 칩을 탑재한 Mac도 올해 말에 출시될 예정입니다. GPU는 최고 수준의 성능을 자랑하며, 특히 에너지 효율성이 뛰어나 PC 칩 대비 절반 이하의 전력으로 동일한 성능을 제공합니다. 이는 ASUS Zenbook 14 OLED UX3405MA(코어 Ultra 7 155H 및 32GB RAM 탑재)와 비교했을 때도 동일한 성능을 유지하면서 단 4분의 1의 전력만 소모합니다.

7. 용어집

  • 7-1. M4 [칩셋]

  • Apple의 최신 Silicon으로, iPad Pro의 성능을 크게 향상시키는 두 번째 세대 3nm 제조 공정을 사용한 제품입니다. CPU, GPU, Neural Engine에 걸쳐 전반적인 성능 향상이 이루어졌습니다.

  • 7-2. M3 [칩셋]

  • Apple의 이전 세대 Silicon으로, MacBook 및 다양한 Apple 제품에서 사용되었습니다. 성능과 에너지 효율성 면에서 큰 개선이 있었으나, 현재 M4와 비교시 약간의 격차가 있습니다.

  • 7-3. Neural Engine [AI 처리 유닛]

  • Apple Silicon에 통합된 AI 처리 유닛으로, M4의 경우 38 TOPS의 성능을 자랑하며, 이는 M3 대비 두 배 이상의 성능 향상입니다.

8. 결론

  • M4 칩은 이전 세대에 비해 여러 측면에서 성능 향상을 이룩했지만, 실질적인 성능 체감은 사용자에 따라 차이가 있을 수 있습니다. Apple의 지속적인 혁신 노력은 앞으로도 이어질 것으로 기대됩니다.

9. 출처 문서