Apple M1

Apple M1

Apple M1: 모바일 프로세서의 혁신

서론

2020년 Apple M1 프로세서의 출시로 Apple은 Intel과 AMD의 전통적인 x86 아키텍처에 도전하며 큰 혁신을 이루었습니다. ARM 기반으로 설계된 이 칩은 높은 성능과 전례 없는 에너지 효율성을 결합했습니다. 이 글에서는 M1의 구조, 누가 사용할 수 있는지, 출시 후 3년이 지나도 여전히 유효한 이유를 다루겠습니다.


1. 아키텍처 및 공정: 칩 수준의 혁신

하이브리드 코어: Firestorm과 Icestorm

M1은 하이브리드 방식으로 8개의 코어로 구성되어 있습니다:

- 4개의 고성능 Firestorm 코어

기본 클럭 속도는 2.1GHz, 터보 부스트는 3.2GHz까지 가능합니다. 리소스 집약적인 작업(비디오 렌더링, 3D 모델링, 코드 컴파일링)에 적합합니다.

- 4개의 에너지 효율적인 Icestorm 코어

클럭 속도는 최대 2.1GHz입니다. 백그라운드 프로세스(업데이트, 다운로드) 및 기본 작업(웹 페이지 열기, 텍스트 작업)을 담당합니다.

모든 코어는 L3 캐시(16MB)를 공유하여 데이터 전송을 가속화합니다. 경쟁업체와 달리 M1은 하이퍼스레딩을 지원하지 않으며, 각 코어는 하나의 스레드만 처리하여 총 8개의 스레드를 처리합니다.

5nm 공정: 밀도와 효율

칩은 TSMC의 5nm 기술로 제조되었습니다. 이를 통해 120mm² 면적에 160억 개의 트랜지스터를 배치할 수 있었습니다. 비교할 때, Intel Core i7-1165G7(10nm)는 약 45억 개의 트랜지스터를 포함하고 있습니다.

통합 그래픽

M1은 Metal 2를 지원하는 8코어 GPU를 포함하고 있으며, 4K 비디오 처리, Final Cut Pro에서의 간단한 편집, 중간 설정에서의 게임(예: Shadow of the Tomb Raider의 1080p/30 FPS)을 처리할 수 있습니다.


2. TDP 15W: Apple의 에너지 절약 비법

M1의 TDP(Thermal Design Power)는 15W로, Intel/AMD의 유사 제품보다 2-3배 낮습니다. 이는 다음과 같은 이유로 가능했습니다:

- Firestorm과 Icestorm 간의 동적 작업 분배. 예를 들어, Safari에서 작업할 때 에너지 효율적인 코어만 활성화됩니다.

- macOS의 최적화 — OS는 ARM 아키텍처에 맞게 조정되어 오버헤드를 최소화합니다.

- 통합 메모리 아키텍처 (Unified Memory Architecture) — CPU, GPU 및 신경 코어가 공유 RAM을 사용하여 지연을 줄입니다.

부하가 걸릴 때도 (예: DaVinci Resolve에서의 렌더링) 칩은 드물게 45°C 이상으로 가열되어, MacBook Air에서 패시브 냉각이 가능합니다.


3. 성능: 숫자와 실제 시나리오

합성 테스트

- Geekbench 6: 2318 (Single-Core), 8142 (Multi-Core). 비교를 위해 Intel Core i7-1165G7은 약 1800/5500을 기록합니다.

- Cinebench R23: 1500 (Single), 7800 (Multi).

일상적인 작업

- 오피스 작업: Chrome에서 20개 이상의 탭을 동시에 열고, Excel에서 10,000행짜리 표를 다루며, Zoom 회의를 진행하는 데 지연이 없습니다.

- 멀티미디어: 4K 비디오를 H.265로 변환할 때 (HandBrake) Intel i5-1135G7보다 30% 더 빠릅니다.

- 게임: Civilization VI에서 (1080p, 중간 설정) 60FPS를 안정적으로 유지합니다. 다만, Cyberpunk 2077와 같은 AAA 게임은 해상도를 720p로 낮춰야 합니다.

터보 모드: 속도가 배터리 수명보다 중요할 때

터보 모드(최대 3.2GHz)를 활성화하면 CPU 성능이 25-30% 향상되지만, 배터리 지속시간은 1-2시간 줄어듭니다. 예를 들어, 10분짜리 비디오를 Final Cut Pro에서 렌더링하면 11분 대신 8분 안에 완료됩니다.


4. 사용 시나리오: M1은 누구에게 적합한가?

- 학생 및 사무직: 긴 배터리 수명(최대 18시간, MacBook Air), 빠른 잠금 해제.

- 창작 전문가: 4K 비디오 편집, Adobe Lightroom 작업.

- 여행자: 전원 소켓 없이도 가벼운 노트북(MacBook Air는 1.29kg).

- 부적합: 하드코어 게이머, CAD(자동 설계) 프로그램을 사용하는 엔지니어, Windows 소프트웨어가 필요한 사용자.


5. 배터리 수명: M1이 기준을 뒤바꾼 방법

M1이 탑재된 MacBook Air는 웹 서핑 시 최대 18시간까지 작동합니다. 이는 다음을 통해 달성되었습니다:

- 부하 예측 알고리즘 — 시스템이 미리 작업을 코어 간에 분배합니다.

- 전용 전력 관리 컨트롤러 — 사용하지 않는 모듈(예: 대기 모드의 GPU 일부)을 끕니다.

- 400nit 최대 밝기의 에너지 효율적인 Retina 디스플레이.

활동적인 사용(예: iMovie에서의 편집) 시에도 노트북은 6-8시간 작동합니다.


6. 경쟁 제품과 비교

Apple M1 vs Intel Core i5-1135G7

- 성능: M1은 멀티 코어에서 40% 더 우수합니다 (Geekbench).

- 에너지 효율성: 같은 TDP(15W)에서 M1은 대기 모드에서 50% 적은 에너지를 소모합니다.

Apple M1 vs AMD Ryzen 7 5800U

- 합성 테스트에서 Ryzen이 멀티 코어때 ~9000으로 우세하지만, 싱글 코어에서는 M1이 ~1500 대 2318로 우세합니다.

- Ryzen 7이 탑재된 노트북의 배터리 수명은 최대 10시간인 반면, MacBook Air는 18시간입니다.

Apple M1 vs 이전 세대 (Intel MacBook Pro 2020)

- Premiere Pro에서 비디오 렌더링이 2.5배 더 빠릅니다.

- Air에서 팬이 없어서 열이 60% 줄어들었습니다.


7. 장단점

장점:

- 기록적인 배터리 수명.

- 와트당 높은 성능.

- (MacBook Air에서) 조용함.

- Apple 생태계와의 통합 (AirDrop, Continuity).

단점:

- 제한된 업그레이드 가능성 (메모리와 SSD가 납땜되어 있음).

- 일부 Windows 소프트웨어와의 호환성 부족 (Parallels와 같은 에뮬레이터를 통해서만 가능).

- 외부 GPU에 대한 지원 없음.


8. 노트북 선택에 대한 권장 사항

- 울트라북: MacBook Air (M1) — 이동성을 위한 완벽한 선택.

- 워크스테이션: MacBook Pro 13" (M1) — 긴 작업 부하에 적합한 액티브 냉각.

- 주의사항:

- SSD 용량 (비디오 편집을 위해 최소 512GB).

- macOS 버전 (신기능 지원 여부).

- 주변기기 호환성 (예: Thunderbolt 3).


9. 결론

Apple M1은 성능과 배터리 수명 사이의 균형을 중시하는 사용자에게 이상적인 프로세서입니다. 이는 다음과 같은 사용자를 위한 것입니다:

- 카페나 공항에서 작업하는 프리랜서.

- 포터블 편집이 필요한 사진작가 및 비디오 촬영가.

- 노트북 충전에 지친 사용자.

주요 이점:

- 하루 종일 전원 소켓 없이 작동.

- 대부분의 작업에 충분한 성능 제공 (AAA 게임 및 엔지니어 소프트웨어 제외).

- 부하가 걸려도 조용하고 차가운 시스템.

Windows에 구애받지 않고 최신 게임을 할 계획이 없다면, M1은 2024년에도 훌륭한 선택이 될 것이며, M2/M3 출시 이후 가격이 떨어지는 점도 고려해야 합니다.

기초적인

라벨 이름
Apple
플랫폼
Laptop
출시일
November 2020
모델명
?
인텔 프로세서 번호는 프로세서 브랜드, 시스템 구성, 시스템 수준 벤치마크와 함께 컴퓨팅 요구 사항에 적합한 프로세서를 선택할 때 고려해야 할 여러 요소 중 하나일 뿐입니다.
M1
코어 아키텍처
Icestorm and Firestorm

CPU 사양

전체 코어 개수
?
코어는 단일 컴퓨팅 구성 요소(다이 또는 칩)에 있는 독립적인 중앙 처리 장치의 수를 설명하는 하드웨어 용어입니다.
8
전체 스레드 개수
?
해당하는 경우 인텔® 하이퍼 스레딩 기술은 성능 코어에서만 사용할 수 있습니다.
8
성능 코어
8
성능 코어 기본 주파수
2.1 GHz
성능 코어 터보 주파수
?
Intel® 터보 부스트 기술에서 파생된 최대 P-코어 터보 주파수.
3.2 GHz
L1 캐시
192K per core
L2 캐시
12MB shared
소켓
?
소켓은 프로세서와 마더보드 사이의 기계적, 전기적 연결을 제공하는 구성 요소입니다.
Apple M-Socket
제조 공정
?
리소그래피는 집적 회로를 제조하는 데 사용되는 반도체 기술을 말하며, 반도체 위에 구축된 형상의 크기를 나타내는 나노미터(nm) 단위로 보고됩니다.
5 nm
전력 소비
15 W

메모리 사양

메모리 유형
?
인텔® 프로세서는 단일 채널, 듀얼 채널, 삼중 채널 및 플렉스 모드의 네 가지 유형으로 제공됩니다. 다중 메모리 채널을 지원하는 제품에서 채널당 다중 DIMM을 장착하는 경우 지원되는 최대 메모리 속도가 낮아질 수 있습니다.
LPDDR4X-4266
최대 메모리 크기
?
최대 메모리 크기는 프로세서가 지원하는 최대 메모리 용량을 나타냅니다.
16GB
최대 메모리 채널
?
메모리 채널 수는 실제 적용을 위한 대역폭 작동을 나타냅니다.
2

GPU 사양

통합 그래픽스
?
통합 GPU는 CPU 프로세서에 통합된 그래픽스 코어를 지칭합니다. 프로세서의 강력한 연산 능력과 지능적인 전력 효율 관리를 활용하여, 더 낮은 전력 소비로 뛰어난 그래픽 성능과 부드러운 응용 프로그램 경험을 제공합니다.
True

벤치마크

Cinebench R23
싱글 코어 점수
1530
Cinebench R23
멀티 코어 점수
7571
Geekbench 6
싱글 코어 점수
2318
Geekbench 6
멀티 코어 점수
8142
Geekbench 5
싱글 코어 점수
1757
Geekbench 5
멀티 코어 점수
7742
Passmark CPU
싱글 코어 점수
3688
Passmark CPU
멀티 코어 점수
14156
Cinebench 2024
싱글 코어 점수
110
Cinebench 2024
멀티 코어 점수
519
Blender
점수
93

다른 CPU와 비교

Cinebench R23 싱글 코어
2029 +32.6%
1766 +15.4%
M1
1530
1206 -21.2%
924 -39.6%
Cinebench R23 멀티 코어
15767 +108.3%
12629 +66.8%
9720 +28.4%
M1
7571
255 -96.6%
Geekbench 6 싱글 코어
2625 +13.2%
2450 +5.7%
M1
2318
2210 -4.7%
2134 -7.9%
Geekbench 6 멀티 코어
9076 +11.5%
8580 +5.4%
M1
8142
7698 -5.5%
7237 -11.1%
Geekbench 5 싱글 코어
1978 +12.6%
1847 +5.1%
M1
1757
1680 -4.4%
1619 -7.9%
Geekbench 5 멀티 코어
8611 +11.2%
8133 +5.1%
M1
7742
7358 -5%
6969 -10%
Passmark CPU 싱글 코어
3849 +4.4%
3773 +2.3%
M1
3688
3572 -3.1%
3499 -5.1%
Passmark CPU 멀티 코어
15244 +7.7%
14657 +3.5%
M1
14156
13605 -3.9%
13067 -7.7%
Cinebench 2024 싱글 코어
124 +12.7%
116 +5.5%
M1
110
107 -2.7%
Cinebench 2024 멀티 코어
1087 +109.4%
866 +66.9%
798 +53.8%
M3
707 +36.2%
M1
519
Blender
224 +140.9%
172 +84.9%
M2
112 +20.4%
M1
93
5 -94.6%