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애플의 M4 칩: AI 강화와 반도체 혁신의 선도

일일 보고서 2024년 06월 19일
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목차

  1. 요약
  2. M4 칩의 개요 및 특징
  3. AI 기능 강화와 애플의 전략적 변화
  4. 기술적 성능 비교: M4 vs M2
  5. 실용적 적용 사례 및 기기 리뷰
  6. 결론

1. 요약

  • 이 리포트는 애플의 최신 M4 칩에 대한 개요와 그 주요 특징, AI 기능 강화 및 다양한 기기 적용 사례를 다룹니다. M4 칩은 뉴럴 엔진(NPU)의 성능이 대폭 향상되어 초당 약 38조 회의 계산 능력을 자랑하며, 이는 애플이 AI 기술 경쟁에서 우위를 점하기 위한 전략적 결정임을 보여줍니다. M4 칩은 아이패드 프로와 맥북 라인업에 탑재되어 AI 처리 성능을 크게 향상시켰으며, 기술적 성능 비교에서 M4와 M2 칩의 큰 차이점을 명확히 합니다. 애플의 ACDC 프로젝트와 AI 전략에 대한 설명도 포함되어 있어, M4 칩이 반도체 혁신과 AI 기능 강화에 중요한 역할을 하고 있음을 전달합니다.

2. M4 칩의 개요 및 특징

  • 2-1. M4 칩의 출시 배경

  • 애플은 인공지능(AI) 기능을 강화하기 위해 예상보다 빠르게 M4 칩을 출시했습니다. 원래 예정된 출시 시점보다 4개월 앞서 M4 칩이 공개되었습니다. 주요 배경에는 AI 기능이 강화된 뉴럴엔진(NPU) 도입이 있습니다. 특히, 애플은 2023년 10월 M3 칩을 공개한 지 6개월 만에 새로운 M4 칩을 선보였습니다. 이는 AI 시대를 대비하기 위한 전략적 결정으로 보입니다. 새로운 M4 칩은 초당 약 38조 회의 계산 능력을 가지고 있으며, 이는 A17 프로 칩의 뉴럴엔진보다도 향상된 성능입니다.

  • 2-2. 뉴럴 엔진 및 성능

  • M4 칩의 뉴럴엔진(NPU)은 초당 약 38조 회 계산이 가능한 역대 가장 강력한 뉴럴엔진으로 소개되었습니다. 이는 2017년에 출시된 A11 바이오닉 칩의 뉴럴엔진과 비교했을 때 60배 빠른 속도입니다. M4 칩의 NPU 성능은 인텔 코어 울트라 CPU의 NPU(초당 11조 회)와 AMD 라이젠 8000/라이젠 프로 9000 프로세서의 NPU(초당 16조 회) 성능을 뛰어넘습니다. 이러한 성능 향상은 애플이 AI 및 뉴럴엔진 기술 경쟁에서 우위를 점하기 위한 노력의 일환으로 볼 수 있습니다.

  • 2-3. 아이패드 프로와 맥북 라인업에의 탑재

  • 애플은 M4 칩을 탑재한 새로운 아이패드 프로를 공개했습니다. 아이패드 프로는 11인치와 13인치 두 가지 크기로 제공되며, 2세대 3나노미터 공정의 시스템온칩(SoC)인 M4를 탑재하고 있습니다. M4 칩은 AI 처리 성능과 CPU 성능이 크게 개선되었습니다. 새로운 아이패드 프로는 울트라 레티나 XDR 디스플레이와 프로모션 기능을 포함해, 최대 1.5배 빠른 CPU 성능을 제공하며, 13인치 모델의 경우 두께가 5.1mm로 크게 얇아졌습니다. M4 칩의 도입으로 애플의 다양한 기기에서 AI 기능이 크게 향상될 것으로 기대됩니다.

3. AI 기능 강화와 애플의 전략적 변화

  • 3-1. 애플의 AI 대응 전략

  • 애플은 인공지능(AI) 대응에 늦어 어려움을 겪었으나, 최근 공세를 강화하고 있습니다. 신형 아이패드를 시작으로 아이폰, 맥북 등 기기에서 생성 AI 기능을 도입하고 있으며, 서버용 AI 칩도 자체 제작하고 있습니다. 애플의 자체 개발 AI 모델 '에이잭스(Ajax)'를 기반으로 구글 제미나이나 챗GPT 개발사 오픈AI 등의 모델을 혼합하여 사용할 가능성도 큽니다. 이런 움직임으로 애플은 AI 기술 경쟁 속에서 새로운 위치를 확보하려고 하고 있습니다.

  • 3-2. ACDC 프로젝트

  • 애플은 최근 'ACDC' 프로젝트를 통해 AI 데이터센터 서버용 자체 칩을 개발 중입니다. 애플이 설계하고 TSMC가 생산을 맡을 예정이며, 이 칩은 주로 AI 모델의 추론 기능에 적합한 반도체로 개발될 것으로 알려졌습니다. 현재 AI 모델 개발에 많이 쓰이는 엔비디아의 GPU 'H100'은 주로 훈련에 사용되지만, 애플의 새로운 칩은 추론을 위해 더 높은 반응 속도와 효율성을 제공할 것입니다. 이러한 추론용 AI 칩 개발은 엔비디아를 대체할 가능성이 더 큽니다.

  • 3-3. 추론용 AI 칩 개발 및 엔비디아 대체

  • 애플은 추론용 AI 칩 개발을 통해 엔비디아의 AI 칩을 대체할 가능성이 있습니다. 현재 엔비디아의 'H100' GPU는 주로 AI 훈련에 사용되나, 애플의 새로운 칩은 AI 모델이 추론을 수행할 때 더 높은 반응 속도와 효율성을 제공할 것입니다. 이를 통해 애플은 AI 칩 시장에서 자체적인 위치를 강화할 수 있을 것으로 보입니다. 또한, 애플의 자체 팹리스 조직인 애플실리콘은 이미 프로세서 자체 설계에 성공한 경험이 있어서 더욱 기대되고 있습니다.

4. 기술적 성능 비교: M4 vs M2

  • 4-1. 싱글코어 및 멀티코어 성능

  • 애플 M4 칩은 4.41 GHz 클럭 속도와 10개의 코어로 구성되어 있으며, M2 칩은 3.5 GHz 클럭 속도와 8개의 코어를 가지고 있습니다. Cinebench R23 벤치마크 테스트에서 M4 칩은 싱글코어 성능과 멀티코어 성능 모두에서 더 높은 점수를 얻었습니다. GeekBench v6 벤치마크에서도 M4 칩은 싱글코어 및 멀티코어에서 우수한 성능을 보여주었습니다.

  • 4-2. 전력 소비 효율

  • M4 칩은 전력 효율 면에서도 M2 칩보다 뛰어난 성능을 보였습니다. 테스트 결과, M4 칩은 적은 전력 소모로 더 높은 성능을 발휘할 수 있음을 확인하였습니다. 이는 애플의 반도체 혁신이 전력 효율성을 크게 개선하였음을 시사합니다.

  • 4-3. iGPU capabilities 및 벤치마크 테스트

  • M4 칩은 내장 그래픽 성능 (iGPU)에서도 M2 칩보다 우수한 성능을 보였습니다. 특히 3D 그래픽과 게임 플레이에서 M4 칩은 더 높은 프레임률과 부드러운 그래픽 처리를 제공하였습니다. Cinebench R23 및 PassMark의 벤치마크 테스트에서 M4 칩은 iGPU 성능에서 높은 점수를 기록하였습니다.

5. 실용적 적용 사례 및 기기 리뷰

  • 5-1. M4 칩 탑재 기기 목록

  • 애플은 최근 M4 칩을 탑재한 다양한 아이패드 모델들을 공개했습니다. M4 칩은 2세대 3나노미터 공정으로 제작된 시스템온칩(SoC)으로, 성능이 높아진 뉴럴엔진을 통해 생성형 AI를 지원합니다. 구체적으로, M4 칩이 탑재된 모델들은 새로운 아이패드 프로 라인업이며, 11인치와 13인치 크기로 제공됩니다. 이중 13인치는 크기를 유지하면서 화면이 0.1인치 더 커졌으며, 두께는 5.1mm로 줄었고, 무게는 582g으로 감소했습니다. 이 외에도 애플 M4 칩이 탑재된 다양한 맥 모델들이 업데이트될 예정입니다. 이러한 모델들은 기본형 14인치 맥북 프로, 고급형 14인치 및 16인치 맥북 프로, 맥 미니 등이 포함되며, 이후 13인치와 15인치 맥북 에어, 맥 스튜디오 등도 출시될 예정입니다.

  • 5-2. 기기별 성능 및 유저 리뷰

  • M4 칩을 탑재한 아이패드 프로는 성능 면에서 큰 향상을 보이며, 특히 AI 처리 성능이 최대 38TOPS에 달합니다. CPU 성능 또한 전작인 M2 아이패드 프로와 비교해 최대 1.5배 빨라졌습니다. 디스플레이는 두 장의 OLED 패널을 겹친 울트라 레티나 XDR 디스플레이로, 밝기는 SDR 및 XDR 기준으로 최대 1000니트와 1600니트까지 도달합니다. 사용자 리뷰에 따르면, 얇고 가벼워진 디자인 덕분에 휴대성이 크게 개선되었다는 평가를 받고 있습니다. 또한, 프로모션 기능이 모든 모델에 적용되어 화면의 주사율이 가변함에 따라 부드러운 사용자 경험을 제공합니다. 카메라와 하드웨어 면에서는 전작과 큰 차이가 없으나, 전면 트루뎁스 카메라의 위치 변경 등이 사용자 편의성을 높였습니다.

  • 5-3. 미래 제품 출시 계획

  • 애플은 M4 칩을 탑재한 새로운 맥 모델들을 계속해서 출시할 예정입니다. 올해 말부터 시작하여 내년 초까지 M4 칩이 적용된 다양한 맥 모델들이 시장에 나올 예정입니다. 이는 맥북 프로와 맥 미니 등 다양한 제품군에 걸쳐 이루어질 예정이며, 특히 기본형 14인치 맥북 프로와 고급형 14인치 및 16인치 맥북 프로가 먼저 출시될 전망입니다. 또한, 차세대 생성형 AI 기능이 도입된 아이폰 16과 시리 2.0, 자체 대형언어모델(LLM) 도입 등 다양한 AI 관련 기술들이 WWDC에서 공개될 예정입니다.

6. 결론

  • 이 리포트는 애플의 M4 칩이 AI 기능을 크게 강화하면서 반도체 혁신을 어떻게 이루어내고 있는지에 대해 심도 있게 다룹니다. M4 칩의 향상된 뉴럴 엔진 성능은 다양한 애플 기기에서 더 나은 AI 경험을 가능하게 했으며, 애플의 AI 대응 전략과 ACDC 프로젝트가 AI 기술 경쟁 속에서 중요한 역할을 하고 있음을 보여줍니다. 기술적 성능 비교를 통해 M4와 M2 칩의 차이점을 명확히 하고 실제 기기 적용 사례를 통해 사용자의 피드백을 분석한 이번 연구는 유의미한 결과를 도출하였으나, M4 칩의 모든 기능을 다루기에는 한계가 있습니다. 향후 연구에서는 포괄적인 벤치마크 데이터를 통해 M4 칩의 성능을 더 깊이 검증하고, 추가적으로 애플의 추론용 AI 칩 개발과 ACDC 프로젝트의 성과를 지속적으로 모니터링 할 필요가 있습니다. 이러한 결과는 향후 애플의 AI와 반도체 기술 발전에 중요한 인사이트를 제공할 것입니다.

7. 용어집

  • 7-1. M4 칩 [제품]

  • 애플의 최신 프로세서로, 뉴럴 엔진 성능이 대폭 향상되었으며 AI 기능 강화에 중점을 두고 설계되었습니다. 주요 기기인 아이패드 프로와 맥북 라인업에 탑재되었으며, 추후 출시될 더 많은 기기에도 적용될 예정입니다.

  • 7-2. 뉴럴 엔진(NPU) [기술]

  • M4 칩의 핵심 요소로, AI 처리를 담당하는 뉴럴 엔진입니다. 초당 약 38조 회의 연산 능력을 갖추고 있으며, 이는 이전 모델들보다 크게 향상된 성능을 제공합니다.

  • 7-3. ACDC 프로젝트 [프로젝트]

  • 애플의 서버용 AI 칩 개발 프로젝트로, 엔비디아를 대체할 추론용 AI 칩을 자체 설계 중입니다. 이는 애플의 AI 전략과 관련된 중요한 프로젝트 중 하나입니다.

8. 출처 문서